HP34401A数字多用表.doc

常用电子仪器原理及测量技术

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第一章HP34401A数字多用表

HP34401A数字多用表是具有61/2数字显示、高性能的数字式万用表。它将台式仪器的整体性能融为一体，为我们进行电量测量提供多种不同的测试方案，使我们获得满意的测量结果。
构制高精度的测量
●测量直流电压、直流电流、电阻：
设置6位的数字分辨率（使用6位数字慢模式可进一步减小测量燥声）。
对于100mA,1V,和10V量程，设置输入阻抗大于10GΩ，可获得最好的直流测量精度。
使用4线电阻测量可获得最高的电阻测量精度。
使用数学归零测量2线导线电阻，在直流电压测量时，并可消除互连偏置的影响。
●测量交流电压、交流:
设置6位的数字分辨率
选择低通交流滤波器(1Hzto300kHz)
●测量频率和周期:
设置6位的数字分辨率
方便的台式仪器特性
清晰的真空荧光显示器
内设数学运算功能
连续测试及二极管测量功能
无需手动、读数保留特性
可携带、无台架的厚实外壳
灵活的系统特性
HP-IB(IEEE-488)接口标准配制
RS-323接口标准配制
标准程控语言包括:SCPI,HP34578A,andFLUKE8840.
读取速率高达1000个/每秒
存储量可达512个读数
极限测试，并有pass/fail信号

第一节技术指标
万用表的技术指标说明
在这一节中，我们将介绍技术指标中的部分术语，以便对数字多用表的技术指标能更好的理解。
位数及超量程
位数指标是数字多用表最基本的、而有时也是最容易混淆的特性。位数等于数字多用表可以测量或显示出“9”的最大数量，这表示完整的位数数量。但是，大多数多用表可以测量超量程的量值，即可再加上部分或“1/2”个位数。
例如，HP34401A设置在10V量程范围时，测量到9.99999VDC，这表示分辨率为6个完整的数位。但是，该表也可以测量超过10V量程的范围，最大可以测量到12.00000VDC.这就是所谓超过20%的测量范围能力和61/2位数的测量。
灵敏度
灵敏度是数字多用表在一特定量测量时，所能测量出的最小信号水平。灵敏度定义了多用表反映输入信号最小变化的能力。例如，若我们要监控一个1mVdc的信号，并且将该信号的水平维持在±1μV之内。若要反应这样的小幅度调整，数字多用表的灵敏度至少要为1μV。所以，如果多用表只有1Vdc或更小的测量范围，则必须要有61/2位数。如果多用表有10mVdc的测量范围，则只要41/2位数就可以了。
在交流电压和交流电流测试时，必须注意的是，可测量到的最小值和灵敏度不同。对于HP34401A来说，这两个功能可测量到指定范围的1%。例如，在100mV的测量范围时，HP34401A多用表可以测量到1mV。
分辨率
分辨率是在指定的测量范围内，可以显示的最大值和最小值的比例。分辨率通常以百分比、每百万分之（parts-per-million，ppm）、计数或位元来表示。例如，具有超过20%量程范围能力和61/2位数字多用表，最多可以显示的测量分辨率为1200000计数。这相当于满刻度的0.0001%(1ppm)。
精度
精度是测量的“正确性”，由于可求得相对于校准参考水平的数字多用表测量不确定性，绝对精度等于数字多用表的相对精度指标加上校准参考水平相对与国家标准（例如，美国国家标准技术局，U.S.NationalInstituteofStandardandTechnoloyg）的已知误差。精度指标必须在有效的条件下才有意义，这些条件应该包含温度、湿度和时间。
在数字多用表的制造厂商之间，没有约定俗成的标准，来规范制定多用表技术指标的可靠程度。下表列出了在特定的假设情况下，每种技术指标的失败概率。

规格标准失败概率
Mean±2sigma4.5%
Mean±3sigma0.3%
Mean±4sigma0.006%

读数之间和仪器之间的性能差异，在指定技术指标中，会随着sigma数目的增加而减少。这表明我们可以确定sigma数目的大小，来获得最大的实际测量精度。HP34401A设计和测试的性能，比上表中±4sigma的精度指标还要好。
传递精度
传递精度是指多用表由于噪声和短期漂移所造成的误差。当“传递”一个已知精度元器件上的信号到另一个元器件上，而必须比较两个几乎相等的信号时，这种误差就会变得很明显。
24小时准确度
24小时准确度指标是指在稳定的环境中，短暂的时间内，多用表在全部的测量量程范围上的相对准确度。短期准确度通常是指在24小时期间和±1度温度范围内的准确度。
90天和1年准确度
长期的准确度指标适用于23℃±5℃的温度范围。这些指标包含起始校准误差，加上多用表的长期漂移误差。
温度系数
准确度指标通常适用于23℃±5℃的温度范围，这也是许多操作环境的共同温度范围。如果在23℃±