在儀器儀表行業(yè)的廣袤版圖中,電壓測(cè)量?jī)x表堪稱電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的 “前哨”,精準(zhǔn)可靠的測(cè)量是保障電力穩(wěn)定供應(yīng)、設(shè)備安全運(yùn)行的基石。當(dāng)下,電壓測(cè)量?jī)x表核心技術(shù)正經(jīng)歷著深刻變革,持續(xù)迭代升級(jí)。
模擬 - 數(shù)字轉(zhuǎn)換(ADC)技術(shù)首當(dāng)其沖,作為將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),ADC 的性能優(yōu)劣直接左右測(cè)量精度。逐次逼近型 ADC 憑借其在中低速測(cè)量場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、功耗低的特性,在常規(guī)直流電壓測(cè)量?jī)x表中廣泛應(yīng)用,像普源部分?jǐn)?shù)字萬用表,在直流電壓測(cè)量時(shí),通過這類 ADC 可將測(cè)量誤差控制在極小范圍。而 Σ - Δ 型 ADC 在追求極致精度的應(yīng)用中大放異彩,其利用過采樣與噪聲整形技術(shù),將量化噪聲推向高頻并濾除,在微弱信號(hào)測(cè)量時(shí),能實(shí)現(xiàn)如 0.01μV 級(jí)別的超高分辨率測(cè)量,滿足科研實(shí)驗(yàn)室對(duì)高精度電壓測(cè)量的嚴(yán)苛需求。
量程自動(dòng)切換技術(shù)則是提升測(cè)量效率與安全性的 “利器”。傳統(tǒng)手動(dòng)量程切換方式,依賴使用者預(yù)估電壓值,極易因判斷失誤導(dǎo)致量程選擇不當(dāng),影響測(cè)量精度,甚至可能損壞儀表。如今的自動(dòng)量程切換技術(shù),借助微處理器實(shí)時(shí)分析輸入電壓信號(hào),一旦檢測(cè)到電壓接近或超出當(dāng)前量程,便迅速觸發(fā)切換機(jī)制。例如,數(shù)字電壓表通過內(nèi)置比較器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸入電壓,當(dāng)電壓超出預(yù)設(shè)閾值,比較器輸出信號(hào)控制繼電器或電子開關(guān),快速切換至合適量程,確保測(cè)量始終處于最佳狀態(tài),避免因量程問題引發(fā)的測(cè)量誤差與設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)。
抗干擾技術(shù)在復(fù)雜電磁環(huán)境下對(duì)保障測(cè)量準(zhǔn)確性起著決定性作用。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、變電站等場(chǎng)所,電磁干擾錯(cuò)綜復(fù)雜,嚴(yán)重影響電壓測(cè)量?jī)x表的測(cè)量精度。為此,廠商紛紛采用屏蔽外殼、差分輸入、共模抑制等技術(shù)手段。以具備強(qiáng)抗干擾能力的電壓監(jiān)測(cè)儀為例,其采用屏蔽外殼阻擋外界電磁輻射,差分輸入方式能有效消除共模干擾,配合共模抑制比(CMRR)高達(dá) 100dB 以上的電路設(shè)計(jì),在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下,依然能精準(zhǔn)測(cè)量電壓,確保數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。
此外,校準(zhǔn)與誤差補(bǔ)償技術(shù)是維持電壓測(cè)量?jī)x表長(zhǎng)期高精度的關(guān)鍵。受環(huán)境溫度、元件老化等因素影響,儀表測(cè)量精度會(huì)逐漸漂移。通過內(nèi)置溫度傳感器,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度并進(jìn)行溫度補(bǔ)償,修正因溫度變化導(dǎo)致的電路參數(shù)漂移。同時(shí),利用數(shù)學(xué)建模對(duì) ADC 轉(zhuǎn)換曲線的非線性部分進(jìn)行補(bǔ)償,部分高端儀表還支持用戶自校準(zhǔn)功能,連接標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源即可重新校準(zhǔn),有效保障了測(cè)量精度的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
從基礎(chǔ)的 ADC 技術(shù)到智能化的量程切換,再到全方位的抗干擾與校準(zhǔn)補(bǔ)償,電壓測(cè)量?jī)x表核心技術(shù)正朝著更高精度、更強(qiáng)適應(yīng)性、更智能化的方向大步邁進(jìn)。儀商網(wǎng)也將持續(xù)關(guān)注技術(shù)動(dòng)態(tài),為行業(yè)從業(yè)者帶來最新資訊。
模擬 - 數(shù)字轉(zhuǎn)換(ADC)技術(shù)首當(dāng)其沖,作為將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),ADC 的性能優(yōu)劣直接左右測(cè)量精度。逐次逼近型 ADC 憑借其在中低速測(cè)量場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、功耗低的特性,在常規(guī)直流電壓測(cè)量?jī)x表中廣泛應(yīng)用,像普源部分?jǐn)?shù)字萬用表,在直流電壓測(cè)量時(shí),通過這類 ADC 可將測(cè)量誤差控制在極小范圍。而 Σ - Δ 型 ADC 在追求極致精度的應(yīng)用中大放異彩,其利用過采樣與噪聲整形技術(shù),將量化噪聲推向高頻并濾除,在微弱信號(hào)測(cè)量時(shí),能實(shí)現(xiàn)如 0.01μV 級(jí)別的超高分辨率測(cè)量,滿足科研實(shí)驗(yàn)室對(duì)高精度電壓測(cè)量的嚴(yán)苛需求。
量程自動(dòng)切換技術(shù)則是提升測(cè)量效率與安全性的 “利器”。傳統(tǒng)手動(dòng)量程切換方式,依賴使用者預(yù)估電壓值,極易因判斷失誤導(dǎo)致量程選擇不當(dāng),影響測(cè)量精度,甚至可能損壞儀表。如今的自動(dòng)量程切換技術(shù),借助微處理器實(shí)時(shí)分析輸入電壓信號(hào),一旦檢測(cè)到電壓接近或超出當(dāng)前量程,便迅速觸發(fā)切換機(jī)制。例如,數(shù)字電壓表通過內(nèi)置比較器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸入電壓,當(dāng)電壓超出預(yù)設(shè)閾值,比較器輸出信號(hào)控制繼電器或電子開關(guān),快速切換至合適量程,確保測(cè)量始終處于最佳狀態(tài),避免因量程問題引發(fā)的測(cè)量誤差與設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)。
抗干擾技術(shù)在復(fù)雜電磁環(huán)境下對(duì)保障測(cè)量準(zhǔn)確性起著決定性作用。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、變電站等場(chǎng)所,電磁干擾錯(cuò)綜復(fù)雜,嚴(yán)重影響電壓測(cè)量?jī)x表的測(cè)量精度。為此,廠商紛紛采用屏蔽外殼、差分輸入、共模抑制等技術(shù)手段。以具備強(qiáng)抗干擾能力的電壓監(jiān)測(cè)儀為例,其采用屏蔽外殼阻擋外界電磁輻射,差分輸入方式能有效消除共模干擾,配合共模抑制比(CMRR)高達(dá) 100dB 以上的電路設(shè)計(jì),在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下,依然能精準(zhǔn)測(cè)量電壓,確保數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。
此外,校準(zhǔn)與誤差補(bǔ)償技術(shù)是維持電壓測(cè)量?jī)x表長(zhǎng)期高精度的關(guān)鍵。受環(huán)境溫度、元件老化等因素影響,儀表測(cè)量精度會(huì)逐漸漂移。通過內(nèi)置溫度傳感器,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度并進(jìn)行溫度補(bǔ)償,修正因溫度變化導(dǎo)致的電路參數(shù)漂移。同時(shí),利用數(shù)學(xué)建模對(duì) ADC 轉(zhuǎn)換曲線的非線性部分進(jìn)行補(bǔ)償,部分高端儀表還支持用戶自校準(zhǔn)功能,連接標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源即可重新校準(zhǔn),有效保障了測(cè)量精度的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
從基礎(chǔ)的 ADC 技術(shù)到智能化的量程切換,再到全方位的抗干擾與校準(zhǔn)補(bǔ)償,電壓測(cè)量?jī)x表核心技術(shù)正朝著更高精度、更強(qiáng)適應(yīng)性、更智能化的方向大步邁進(jìn)。儀商網(wǎng)也將持續(xù)關(guān)注技術(shù)動(dòng)態(tài),為行業(yè)從業(yè)者帶來最新資訊。