单输入通道仪表

各台仪表的输入阻抗特性相差很大，但通常可把它们分为两类：高阻抗和系统阻抗。 1、离阻抗输入 设计高阻抗输入，可将负载影响减至最小，使被测电路至测量仪表的电压转移最大，这可使仪表的输入阻抗远大于电路的阻抗来达到。仪表输入阻抗的典型值在10kΩ和1MΩ之间。对于用在高频下的仪表，输入两端的电容很重要，通常仪表的使用手册会加以说明。 2、系统输入阻抗 许多电子系统有特定的系统阻抗，如50Ω（下图）假设系统的全部输入、输出、电缆和负载具有相同的电阻阻抗，那么，总能传送最大的功率。在高頻条件下（约大于300MHz），杂散电容和输送线的影响使得这样才是唯一的一类实用系统，系统阻抗常称恃性阻抗，并用符号Z。[align=center][img=gooxian-阻抗系统-1]http://www.gooxian.com/Storage/master/gallery/201710/20171010112137_1290.jpg[/img][/align] 在音频条件下，恒定的系统阻抗不是必需遵循的条件，但也常常遵循。许多应用中，使源电路为低阻抗（低于100Ω）、全部负载电路为高阻抗（大于1kΩ）就足够了。这样可获得最大输出电压（这里讲的是将功率输出放在其次）。某些音频系统保持系统阻抗为600Ω，这种系统用于实验为多，电话中也使用。 对于射频，50Ω是用得最多的通用阻抗。这一阻抗可易于保持，且不受分布电容影响。50Ω是容易实现的，诸如业余的和商业射频发射机、发射天线、通信滤波器[url=http://www.hyxyyq.com][color=#ffffff].[/color][/url]以及射頻测试设备通常都有50Ω的输入和输出阻抗。在射頻范围，居50Ω之次的就是75Ω阻抗。在射频范围，这一阻抗也用得很广泛，特别是与视频有关的应用中，如电视电缆就是用75(1阻抗。当进行电子测量时，作为特殊需要还可能遇到其他系统阻抗。 当测量这类系统时，系统中许多可测点都以系统阻抗（Z0）为负载。因此，许多仪表有标准的输入阻抗值（标准的为50Ω）。当测量时，这种仪表可与系统相接，起着50Ω负载的作用。

智能仪器仪表凭借其体积小、功能强、功耗低等优势，迅速地在家用电器、科研单位和工业企业中得到了广泛的应用。智能仪器仪表的工作原理为传感器拾取被测参量的信息并转换成电信号，经滤波去除干扰后送入多路模拟开关；由单片机逐路选通模拟开关将各输入通道的信号逐一送入程控增益放大器，放大后的信号经a／d转换器转换成相应的脉冲信号后送入单片机中；单片机根据仪器所设定的初值进行相应的数据运算和处理(如非线性校正等)；运算的结果被转换为相应的数据进行显示和打印；同时单片机把运算结果与存储于片内flashrom(闪速存储器)或e2prom(电可擦除存贮器)内的设定参数进行运算比较后，根据运算结果和控制要求，输出相应的控制信号(如报警装置触发、继电器触点等)。此外，智能仪器还可以与pc机组成分布式测控系统，由单片机作为下位机采集各种测量信号与数据，通过串行通信将信息传输给上位机——pc机，由pc机进行全局管理。 智能仪器仪表的发展概况 80年代，微处理器被用到仪器中，仪器前面板开始朝键盘化方向发展，测量系统常通过ieee—488总线连接。不同于传统独立仪器模式的个人仪器得到了发展等。 90年代，仪器仪表的智能化突出表现在以下几个方面：微电子技术的进步更深刻地影响仪器仪表的设计；dsp芯片的问世，使仪器仪表数字信号处理功能大大加强；微型机的发展，使仪器仪表具有更强的数据处理能力；图像处理功能的增加十分普遍；vxi总线得到广泛的应用。 近年来，智能化测量控制仪表的发展尤为迅速。国内市场上已经出现了多种多样智能化测量控制仪表，例如，能够自动进行差压补偿的智能节流式流量计，能够进行程序控温的智能多段温度控制仪，能够实现数字pid和各种复杂控制规律的智能式调节器，以及能够对各种谱图进行分析和数据处理的智能色谱仪等。 国际上智能测量仪表更是品种繁多，例如，美国honeywell公司生产的dstj-3000系列智能变送器，能进行差压值状态的复合测量，可对变送器本体的温度、静压等实现自动补偿，其精度可达到0.1%fs；美国raca-dana公司的9303型超高电平表，利用微处理器消除电流流经电阻所产生的热噪声，测量电平可低达-77db；美国fluke公司生产的超级多功能校准器5520a，内部采用了3个微处理器，其短期稳定性达到1ppm，线性度可达到0.5ppm；美国foxboro公司生产的数字化自整定调节器，采用了专家系统技术，能够像有经验的控制工程师那样，根据现场参数迅速地整定调节器。这种调节器特别适合于对象变化频繁或非线性的控制系统。由于这种调节器能够自动整定调节参数，可使整个系统在生产过程中始终保持最佳品质。

1干扰产生的方式　　干扰来自干扰源，在仪表内外都可能存在。在仪表外部，一些大功率的用电设备以及电力设备有可能成为干扰源，而在仪表内部的电源变压器、继电器、开关以及电源线等也均可能成为干扰源，干扰的引入方式主要如下。　　1.1串模干扰E　　n它是叠加在被测信号之上的干扰，主要由下列方式产生。　　111电磁感应　　电磁感应，也就是磁耦合。工程中使用的大功率变压器、交流电机、高压电网等的周围空间都存在有很强的交变磁场，信号源与二次仪表之间的连接导线、二次仪表内部的配线通过交变磁场的磁耦合在电路中形成干扰，二次仪表的闭合回路处在这种变化的磁场中将会产生感应电势，感应电势可用式表示。这种感应电势与有用信号串联，当信号源与二次仪表相距较远时，此干扰情况较为突出。为降低感应电势，B，A或cos等项必须尽量减小，所以将导线远离这些强用电设备及动力网，调整走线方向以及减小导线回路面积都是必要的。仅由于把2根信号线以短的节距绞和，磁感应电势就能降为原有的110.　　112静电感应　　静电感应，就是电的耦合。在相对的两物体中，如其一的电位发生变化，则由于物体间的电容使另一物体的电位也发生变化。干扰源是通过电容性的耦合在回路中形成干扰，它是两电场相互作用的结果。　　中，导线1的电位会在导线2上感应出对地的电压E.当把2根信号线与动力线平行敷设时，由于动力线到两信号线的距离不相等，分布电容也不相等。将在两根信号线上产生电位差，有时能达几十毫伏甚至更大。当把信号线扭绞时能使电场在两信号线上产生的电位差大为减少。而在采用静电屏蔽后，能使感应电势减少到11.　　113附加热电势和化学电势　　不同的金属接触、摩擦产生的热电势以及金属受腐蚀等原因产生的化学电势，处于电回路时也会成为干扰，这种干扰大多以直流的形式出现。在接线端子板或是干簧继电器等处容易产生热电势。　　114振动　　导线在磁场中运动时，会产生感应电动势。因此在振动的环境中把信号导线固定是很有必要的。　　1.2共模干扰E　　cEc是叠加在二次仪表任一输入端与地之间的干扰，主要由下列方式产生。　　121地电位不同　　在大地中，各个不同点之间往往存在电位差，尤其在大功率用电设备附近，当这些设备的绝缘性能较差时，这一电位差更大。而在仪表的使用中往往又会有意或无意地使输入回路存在多个接地点，这样就把不同接地点的电位差引入仪表，这种地电位差有时能达110V以上，而且同时出现在2根信号线上，如所示。　　2信号源与二次仪表间的共模干扰通过静电耦合的方式，能在两输入端感应出对地的共同电压Ec，以共模干扰的形式出现。　　122信号源是不平衡电桥　　3a）是信号源为不平衡电桥时与二次仪表之间连接示意图。当桥路电源接地时除桥路对角线的不平衡电压信号即信号源电压Ea外，两信号导线对地都有一公共电压Ec，当二次仪表输入端对地有漏阻抗Z3及Z4时，Ec通过对地的泄漏通道产生漏电流Ic1及Ic2，如3b）所示。　　由于共模干扰不和信号相叠加，它不直接对仪表产生影响。但它通过测量系统形成到地的泄漏电流，这泄漏电流通过电阻的耦合就能直接作用于仪表，产生干扰。因而在两输入端将会产生一干扰电压。　　在了解各种不同的干扰源之后，就可以针对不同的情况采取相应的措施加以消除或避免。因为所有的干扰源都是通过一定的耦合通道而对仪表产生影响，因此可以通过切断干扰的耦合通道来抑制干扰。