[拼音]：gaoya shuzi jiluyi

[外文]：digital recorder for H.V. measurement

用于進(jìn)行高電壓測(cè)量的數(shù)字記錄儀和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。又稱(chēng)數(shù)字式瞬態(tài)記錄儀、波形存儲(chǔ)器。如果它本身配置有顯示屏幕，則稱(chēng)為數(shù)字記憶示波器。高壓數(shù)字記錄儀于1973年首次問(wèn)世，由于其優(yōu)異性能而迅速得到發(fā)展，到80年代中期已相當(dāng)廣泛地在高電壓測(cè)量中得到應(yīng)用。

結(jié)構(gòu)和工作原理

數(shù)字記錄儀一般由前置衰減器(放大器)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、存儲(chǔ)器和控制器等部分構(gòu)成，其核心是模數(shù)轉(zhuǎn)換器。常見(jiàn)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器有：

（1）掃描轉(zhuǎn)換器；

（2）電荷耦合轉(zhuǎn)換器；

（3）并行式轉(zhuǎn)換器；

（4）帶狀電子束轉(zhuǎn)換器。根據(jù)晶體時(shí)鐘的控制，模數(shù)轉(zhuǎn)換器定時(shí)地對(duì)其輸入的電壓模擬量進(jìn)行采樣和予以保持，并通過(guò)比較器進(jìn)行量化，即轉(zhuǎn)換成數(shù)值相近的二進(jìn)制數(shù)，最后送入存儲(chǔ)器中儲(chǔ)存，以便在需要時(shí)輸出。因而數(shù)字記錄儀取得的是相應(yīng)于輸入模擬量的按一定時(shí)間分布的離散整數(shù)序列。

技術(shù)指標(biāo)和測(cè)量誤差

最基本的技術(shù)指標(biāo)有分辨率、內(nèi)存容量和最高采樣率。分辨率是模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有的二進(jìn)制代碼的位數(shù)（比特），如8位比特，10位比特等。內(nèi)存容量是數(shù)字記錄儀所能存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的數(shù)量。最高采樣率指數(shù)字記錄儀所能達(dá)到的最快采樣速率。

數(shù)字記錄儀的測(cè)量誤差有量化誤差、采樣誤差及動(dòng)態(tài)誤差等。量化誤差是輸入模擬量信號(hào)量化為二進(jìn)制整數(shù)時(shí)所造成的誤差(見(jiàn)圖)。

分辨率為N比特的數(shù)字記錄儀，其最大量化誤差為滿(mǎn)偏值的 或記為L(zhǎng)SB(Least Significant Bit，最小有效比特)。采樣誤差是非采樣時(shí)刻的信號(hào)用鄰近的采樣點(diǎn)信號(hào)值來(lái)近似代替時(shí)所造成的誤差。如圖中所示的求輸入信號(hào)最大值所造成的采樣誤差。顯然，采樣率越高，采樣誤差越小。動(dòng)態(tài)誤差是數(shù)字記錄儀測(cè)量高速變化的信號(hào)時(shí)引入的一些附加誤差。這類(lèi)誤差往往帶有隨機(jī)性，常用等效位來(lái)表征數(shù)字記錄儀在高速信號(hào)輸入時(shí)的這種特性。當(dāng)N位數(shù)字記錄儀輸入標(biāo)準(zhǔn)的正弦電壓時(shí)，在該輸入頻率下的等效位由下式?jīng)Q定：

式中理想均方根誤差是按所有采樣值擬合成的曲線進(jìn)行量化時(shí)所造成誤差的均方根值，其理論值為L(zhǎng)SB/；實(shí)測(cè)均方根誤差為各采樣值與該擬合曲線之差的均方根值。

等效位的物理意義可以解釋為具有動(dòng)態(tài)誤差的N 位（比特）的實(shí)際數(shù)字記錄儀量測(cè)的均方誤差與分辨率為位(比特)的理想數(shù)字記錄儀測(cè)量的均方誤差相同。但均方誤差相等并不意味著最大誤差相等，所以等效位指標(biāo)與量測(cè)的誤差限之間沒(méi)有直接關(guān)系。

應(yīng)用

數(shù)字記錄儀應(yīng)用于高電壓測(cè)量時(shí)首先要考慮和解決的是：

（1）設(shè)計(jì)必要的衰減器、變換器或?yàn)V波器，將高電壓、大電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成幾伏的低電壓信號(hào)，或者是將高電壓隔離，僅提取出所要量測(cè)的微弱信號(hào)。

（2）數(shù)字記錄儀和聯(lián)用的微機(jī)都應(yīng)有相當(dāng)好的屏蔽和保護(hù)，以確保電磁干擾水平降低到足夠小，例如，常用的電源隔離變壓器、電源濾波器、單屏蔽或雙屏蔽同軸電纜、全封閉或半封閉的金屬屏蔽殼等。

數(shù)字記錄儀在高電壓測(cè)量中的應(yīng)用有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）量測(cè)易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，加快并簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)過(guò)程，可避免儀表讀數(shù)的人為因素帶來(lái)的麻煩。

（2）數(shù)據(jù)可自動(dòng)存儲(chǔ)和處理，并可將波形或數(shù)據(jù)處理的結(jié)果通過(guò)多種方式輸出。

（3）數(shù)字記錄儀的預(yù)觸發(fā)功能不僅可在快速一次過(guò)程的量測(cè)中獲得過(guò)程后的信息，而且也可獲得過(guò)程前的信息。

（4）數(shù)字記錄儀的測(cè)量精度有的已超過(guò)傳統(tǒng)測(cè)量手段。通過(guò)數(shù)據(jù)處理方法還有可能消除測(cè)量系統(tǒng)引入的某些誤差，進(jìn)一步提高精度。

鑒于以上原因，高壓數(shù)字記錄儀已應(yīng)用于工頻、沖擊的高電壓、大電流的幅值測(cè)量、波形測(cè)量、頻譜分析、相關(guān)分析、絕緣示傷及局部放電定位等方面，并將越來(lái)越多地代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測(cè)量方法，開(kāi)辟更廣闊的測(cè)量領(lǐng)域。

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標(biāo)簽：高壓數(shù)字記錄儀

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文章名稱(chēng)：《高壓數(shù)字記錄儀》

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