摘要:近年来,以信息技术为代表的新技术促进了电子行业的飞速增长,也极大地推动了测量技术的快速发展。本文将简单的介绍电子测量技术的发展,特点以及应用。
关键词:电力电缆测量;电子测量的特点;电子测量的应用
电子测量是测量学和电子学相互结合的产物。电子测量不仅用于电学这专业,也广泛用于物理学,化学,生物学,医学等科学领域及生产、国防、商业贸易、生态环境保护乃至日常生活的各个方面。近几十年来计算机技术和微电子技术的迅猛发展为电子测量和测量仪器增添了巨大活力。电子计算机尤其是尤其是微型计算机与电子测量仪器相结合,构成了一代崭新的仪器和测试系统,现在,电子测量技术(包括测量理论、测量方法、测量仪器装置等)已成为电子科学领域重要且发展迅速的分支学科。
一、测量的意义
所谓测量就是借助于专用的技术工具通过实验和(或)计算,对被测对象收集信息的过程。在自然界中,对于任何被研究的对象,若要定量地进行评价,必须通过测量来实现。在电子技术领域中,中肯的分析只能来自正确的测量。通过测量,我们才能得到规律性的知识来改造世界,科学技术才能得以高速发展。牛顿开创的早期自然科学的工作方法可归纳为“观察、实验、理论”,因此,测量技术的水平在相当程度上影响着科学技术的发展速度和深度,科学技术上有一些突破是以测试技术的突破为基础的。
20 世纪30 年代出现了电子显微镜,它的分辨本42领高达2一3 埃,又比光学显微镜提高了约三个数量级。在电子显微镜下,可以洞察小小细胞内的超微机构,连细胞膜也可清晰地辨出是由三个薄层组成的,并发现了致病的病毒、形成了生物科学的又一次飞跃。
现代工业大生产,用到测量上的工时和费用约占整个生产所用的20%一30%。提高测量水平,降低测量成本,减少测量误差,提高测量效率,对国民经济各个领域都是至关重要的。
二、电子测量技术的发展
电子测量技术的发展是建立在测量技术的发展最新电子技术的发展基础之上的。广义地说,凡是利用电子技术进行的测量都称为电子测量。本世纪60年代中期,中小规模集成电路问世。所谓集成电路,就是将电阻、电容、二极管、三极管等各种元器件经过半导体工艺或薄膜工艺制作在同一块硅片上,并按某种电路互联起来,制成的具有一定功能的电路,从而打破了半导体元器件组成的传统电路的概念,实现了材料、元件、电路三位一体。由于集成电路的问世,使得原来的电路变得更小,因此,由集成电路做成的电子测量仪器体积更为减小,同时其测量范围更为宽广,测量精度大为提高。现在一些比较先进的电子测量仪器均用集成电路做成,并且有了智能功能,特别是在尖端技术和现代化的工农业生产中,集成电路测量仪器的优势更为明显。现代化科学技术和现代化大生产中那些要求精密和准确测量的内容通常都是运用了电子测量的方法来实现的。
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三、电子测量的特点及应用
随着电子技术的不断发展,测量的内容愈来愈多,通常包括以下几个方面:
① 电能量的测量,包括对于电流、电压、电功率的测量;② 信号的特性及所受干扰的测量,例如信号的失真度、频率相位、脉冲参数、调制度、信号频谱、信噪比等;③ 元件和电路参数的测量,例如电限、电感、电容、电子器件(电子管、晶体管、扬效应管等)的测量,集成电路的测量,电路频率响应、通频带宽度、品质因数、相位移、延时、衰减和增益等的测量。
与其它的测量相比,电子测量具有以下几个明显的特点:
① 测量频率范围极宽,电子测量能工作在这样宽的频率范围,这就使它的应用范围很广。
② 量程很广,由于所测量的大小相差极大,要求测量仪器的量程也极宽.同一台电子仪器,经常能做到量程宽达很多数量级。例如一台普通的欧姆表,可以测出几欧姆至几十兆欧姆的电阻,量程宽达六、七个数量级。电子计数器的量程更宽,可达17个数量级。量程宽正是电子仪器的突出优点。
③ 测量准确度高。电子仪器的准确度通常可比其它测量仪器高很多。特别是对频率和时间的测量,由于采用了原子频标和原子秒作为基准,使误差减小到极小量级,这是目前人类在测量准确度方面达到的最高标准。
④ 测量速度快.电子测量由于是通过电子运动和电磁波的传播来进行工作的,因此具有其它测量方法通常无法类比的高速度。
⑤ 易于实现遥测和长期不间断的测量,显示方式又可以做到清晰、直观。由于可以把电子仪器或与它连接的传感器放到人类不便长期停留或无法到达的区域去进行遥测,而且可在被测对象正常工作的情况下进行测量。
目前电子测量设备在性能、测试功能、工艺结构等各方面都取得了很大的进展,其研制和生产正向着自动化、系统化、数字化、高性能、多功能、快速、小型等方面发展.拥有先进的科学实验手段,这是科学技术现代化的一个重要标志,而一个国家电子测量水平的高低,往往是反映这个国家科技水平的重要方面。
四、电子测量技术的现状
如今,电子技术发展的速度几乎是让人目不暇给。来自Agilent和NI的专家们几乎都一致地认为:中国工程师与美国乃至世界各地的工程师面临着相同的挑战。这些挑战一方面是待测产品的功能越来越多,测试的要求也越来越高,另一方面,留给测试的时间却越来越少,因为产品要以最快的速度上市,从而形成了前所未有的测试效率方面的压力。工程师面对着各种选择,他们既需要一个具有很好的灵活性和兼容性、扩展性强,同时又很可靠稳定的自动测试测量平台,这个平台不但可以满足现有的需求,而且能很方便地进行系统升级,以符合今后越来越具有挑战性的需求,此外,还要求这种自动测试平台具有较长的使用寿命和较低的建构成本。
然而,来自赛宝计量检测中心的技术专家王勇,就不认同上述观点的绝对性。他认为,虽然上述的自动测试平台具有效率高等不少优点,但至少这种测试平台相对于中国的国情来说,还存在着一系列的问题,包括可靠性、可维性和可操作性差以及成本过高等问题。
“在中国,分离设备基于易操作和低成本的优势,在相当时间内还将承担主要角色,”他表示。另外,他认为,技术的发展和测试技术的发展基本上是同步的,“而中国的工程师真正面临的问题在于如何选择与应用相适应的仪器设备以及如何使用仪器以及如何有效利用仪器的延伸性能,从而使设备的效能得到真正发挥,”他指出,而目前的情况是,许多单位购买了大量的高档仪器,而对仪器的应用开发却处于非常低级的阶段。造成这种现象的原因,当然与国内的管理水平低有关,但工程师的盲目追高,也是其中的一个主要因素。
论文作者:庄馨
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/12
标签:测量论文; 电子论文; 技术论文; 量程论文; 测试论文; 集成电路论文; 电路论文; 《电力设备》2017年第32期论文;