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Fluke萬(wàn)用示波表測量技術(shù)問(wèn)題
作者：
時(shí)間：2012-11-08
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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什么是示波表的波峰因數?
經(jīng)常有人問(wèn)到示波表的波峰因數。如果你去查一下規格，你所唯一可以找到的解釋波峰因是“該讀數不依賴(lài)于任何信號，即波峰因數”。這里我們將解釋波峰因數是一個(gè)怎么樣的數值，及該數值可以有什么用途。對于萬(wàn)用表而言，在非正弦波的交流電壓測量的時(shí)候波峰因數應當被考慮在內。波峰因數被定義為峰值電壓對有效值電壓的比值。
典型的波峰因數是：
正弦波：1.414
方波： 1
25％的占空比的脈沖：2
對于萬(wàn)用表而言，(它可以處理很高的波峰因數)，但是因為你不能夠真正處理你所測量的波形的形狀，因此可能由于你的信號峰值過(guò)高而使你的讀數錯誤。峰值數值可以使電路過(guò)載，同時(shí)讀數可能過(guò)低而在測量問(wèn)題上又沒(méi)有顯示。真有效值讀數的萬(wàn)用表可以規定其可以真正準確處理的最大的波峰因數的數值。由于真有效值轉換芯片的飽和的特性，該數值通常是在完全刻度讀數的最低處附近。在半刻度附近會(huì )有更好的精確度。因此在次高量程內檢查你的萬(wàn)用表的讀數，并且驗證該讀數是否在同一的數量級是一個(gè)很好的習慣。Fluke 87的波峰因數可以到達3。Agilent 33401A和33970A的波峰因數是在“完全的刻度附近有最大為5的波峰因數”(刻度具有額外的0.40％的誤差)
對于ScopeMeter的產(chǎn)品而言，情況則不一樣。首先，在屏幕上總有波形來(lái)指示你以告知信號是否過(guò)載。另外，ScopeMeter從取樣的波形數據之中計算真有效值測量數值，只要取樣的數值位于A(yíng)/D轉換器的量程之外，則讀數不再被顯示，而OL則會(huì )被指示。例如，Fluke 123在峰值大于8.5V的時(shí)候會(huì )以5V的量程顯示OL。這將會(huì )導致完全刻度的波峰因數為8.5/5=1.7。雖然該數值不是很顯著(zhù)，但對于ScopeMeter來(lái)說(shuō)這并不重要，因為該設備不顯示不正確的讀數。另外，當使用在自動(dòng)的模式的時(shí)候，它會(huì )自動(dòng)地變換到下一個(gè)較高的量程。(ScopeMeter可以同時(shí)測量峰值和有效值)
ScopeMeter因此可以不依賴(lài)波峰因數可以正確地測量信號的真有效值數值。其所受的限制是需要較高的量程來(lái)正確捕捉到峰值信號。由于該較高的量程的緣故，對于有效值數值你只有較低量程的極限數值可以準確地測量。如果信號的有效值數值太小的話(huà)，則你可以停止使用那些精確度較小的低量程的數值。對于示波表，其有用的量程是為波峰因數最大為10的量程。例如，一個(gè)具有1％的占空度的100Hz 5V的脈沖，用Fluke 87(I)測量同樣的信號會(huì )給出174.1mV的讀數，當手動(dòng)轉換到下一個(gè)較高量程的時(shí)，則會(huì )給出一個(gè)更好的測量效果：0.483mV。
確保你的測量設備可以處理你所測量的信號的形狀。如果你不能夠確信的話(huà)，則在較高的量程內作二次檢查，或者是選擇那些從來(lái)不會(huì )出現錯誤讀數的設備。 
● 為何在Fluke 123上所獲得讀數與Fluke 190-系列或者是其他的示波器所顯示的不同?
正如你所知道的那樣，我們對ScopeMeters的準確性具有性能非常優(yōu)異的規格特性。但有時(shí)你會(huì )在Fluke 123 ScopeMeter和Fluke 190-系列ScopeMeter之間發(fā)現讀數不一樣(例如對于高頻率振幅的測量)。這種差別太大，從而不可能由設備的誤差來(lái)解釋。最近我們發(fā)現有時(shí)Fluke 123的讀數已經(jīng)沒(méi)有了，而Fluke 190則有很好的讀數，分析其原因，是由于不同的裝載電路。
Fluke 123(STL 120)的測試探頭是一種1:1的探頭，它以兆歐//225pF來(lái)測試電路Fluke 190-系列的探頭(VPS200)是一種10:1的探頭，它則以10兆歐們卸F的阻抗來(lái)測試電路。和Fluke 190-系列使用VPS200的探頭所不同的是，Fluke 123 ScopeMeter使用STL 120屏蔽測試頭，它會(huì )以大約20倍的頻率來(lái)裝載電路(比如說(shuō)>1MHz)。當電路的內部電阻較小的時(shí)候，則它不會(huì )影響讀數，但是當電阻較大的時(shí)候則需要注意。測試會(huì )導致在被測電路上的電壓的降低，從而導致不切實(shí)際的測試結果。
以高頻率使用100:1的探頭
在高頻率的時(shí)候(>1MHz)，探頭的電容性部件的電阻很大。標準的10:1探頭，比如說(shuō)VPS 200，其電容性電阻為14pF。而100:1的探頭，比如說(shuō)新的VPS 201，則具有6.5pF的電容電阻。使用100:1的探頭會(huì )極大地減少測試電路的負載。
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