摘  要：動態(tài)能量時域過程的捕捉與分析在工業(yè)過程監(jiān)測和產(chǎn)品質(zhì)量測試中有十分重要的意義和相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。本文介紹了一個以TDS1000/2000/3000B系列示波器為基礎(chǔ)構(gòu)成的動態(tài)能量測試系統(tǒng)。它已成功地用于汽油機(jī)點(diǎn)火技術(shù)特性；電機(jī)過渡過程；電容、電感、電池充放電過程等方面的動態(tài)能量時域過程的智能測試。

引言

    電能測量是一種成熟、常用而又重要的測試技術(shù)。它與能源利用、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)等重大課題都緊密相關(guān)。但是，通常所指的“電能測量”，其測試對象一般是直流或工頻電能量。他們都表現(xiàn)為穩(wěn)態(tài)信號。其數(shù)值是不隨時間變化或緩慢變化或周期變化的。一般來說采用各種電能計(jì)量儀表，按工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定測量某些參數(shù)數(shù)值即可。但是隨著科學(xué)應(yīng)用和現(xiàn)代工業(yè)自動化技術(shù)的發(fā)展，在許多實(shí)驗(yàn)研究，工業(yè)過程及產(chǎn)品測試中，能量的變化不再是穩(wěn)態(tài)過程，而表現(xiàn)為隨時間變化的突發(fā)性、隨機(jī)性和瞬時性，是典型的動態(tài)時域過程。在實(shí)際中這樣的例子很多。例如，在工業(yè)過程的自動化控制中電機(jī)運(yùn)行條件日趨復(fù)雜，表現(xiàn)為電機(jī)運(yùn)行過渡過程的大量增加。即為了執(zhí)行控制程序指令，電機(jī)必須頻繁的啟動、停車、變速、換向、加載、卸載等等。又比如儲能器件（電容、電感及電池等）能量的充填與釋放，往往表現(xiàn)為一個單次瞬態(tài)時域過程。再一個典型例子是汽油發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火能量，它是一種占空比很小，脈沖沿十分陡峭并伴隨有強(qiáng)電磁干擾的時域過程。盡管穩(wěn)態(tài)能量和動態(tài)能量的測試?yán)碚撌窍嗤模际请妷号c電流在對應(yīng)時刻上相乘得到功率后再對時間積分，但測試技術(shù)的難度和設(shè)備的復(fù)雜程度卻大不相同。后者要求測試系統(tǒng)有足夠的帶寬，良好的動態(tài)響應(yīng)和很強(qiáng)的抗干擾能力。同時對捕捉到的信息必須及時存儲，然后分析、處理并獲得電壓、電流、功率和能量的時域波形，而不僅僅是某些時刻的參數(shù)值。要實(shí)現(xiàn)上述測試任務(wù)，目前沒有現(xiàn)成的動態(tài)能量測試設(shè)備可供選擇，需要自己結(jié)構(gòu)測試系統(tǒng)。在各種方法中，其首選方案是：電壓、電流探頭+臺式智能示波器+計(jì)算機(jī)+應(yīng)用測試程序。其中，示波器的正確選用是關(guān)鍵因素。

    美國Tektronix公司在2002年推出了TDS1000系列、TDS2000系列數(shù)字存儲示波器和TDS3000B系列數(shù)字熒光示波器。它們都屬于中、低檔價位的智能示波器，具有實(shí)時采樣速率高、智能功能較全、可配程控接口、抗電磁干擾能力強(qiáng)、性價比好等共同特點(diǎn)。經(jīng)過反復(fù)的比較和實(shí)驗(yàn)，這些示波器在動態(tài)能量測試中都有良好的穩(wěn)定性、適用性和抗干擾能力。同時，還給用戶提供了一個較大的價位選擇空間。應(yīng)該說，選擇上述示波器用于動態(tài)能量時域過程測試是最佳方案之一。

    為了實(shí)驗(yàn)教學(xué)和工業(yè)產(chǎn)品測試的需要，我們構(gòu)建了基于TDS1000/2000/3000B系列示波器的動態(tài)能量測試系統(tǒng)。經(jīng)過長期測試，它已成功的用于電機(jī)過渡過程能量測試，電容、電感、電池的充放電能量測試、發(fā)動機(jī)點(diǎn)火能量測試。配以相應(yīng)的傳感器，這個測試系統(tǒng)還能用于某些非電量瞬態(tài)能量時域過程的測試，如相機(jī)快門的機(jī)械能、沖擊溫升的熱能和快速運(yùn)動物體的動能等等。有理由認(rèn)為：這個測試系統(tǒng)有一定的實(shí)用價值和良好的應(yīng)用前景。

測試系統(tǒng)構(gòu)成及主要特點(diǎn)

    基于TDS1000/2000/3000B系列示波器的動態(tài)能量測試系統(tǒng)主要由電壓、電流探頭，TDS系列示波器，應(yīng)用測試軟件，計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備等組成。

    現(xiàn)以汽油機(jī)點(diǎn)火能量測試為例，說明測試系統(tǒng)的工作過程：首先高壓探頭將點(diǎn)火裝置輸出的脈沖高電壓進(jìn)行衰減后送給TDS系列示波器一個Y輸入通道，而電流探頭則將點(diǎn)火裝置輸出的脈沖小電流轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的脈沖小電壓輸入到TDS系列示波器另一個Y輸入通道。接著調(diào)整示波器的各項(xiàng)工作狀態(tài)參數(shù)，及時、正確地捕獲電壓、電流時域波形，并存入相應(yīng)的參考存儲器中。最后借助應(yīng)用測試軟件把示波器捕獲的數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)并進(jìn)行運(yùn)算處理，以獲得與能量相關(guān)的數(shù)據(jù)表和時域波形圖。如果需要，則將所需信息硬拷貝輸出或進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸。

測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如下：

	--> 上一篇：基于高速數(shù)據(jù)采集卡的虛擬示波器設(shè)計(jì) 上一篇：MLX90601系列紅外測溫模塊的原理及應(yīng)用 相關(guān)技術(shù)資料 8-11​iNEMO系統(tǒng)級封裝 (SiP) 6軸單片式解決方案 8-11增強(qiáng)型模塊化輸入輸出系統(tǒng) (eMIOS) 8-11​最新60和100V器件FERD30H100S 8-1132位汽車微控制器​SPC5系列設(shè)計(jì)應(yīng)用 8-11​新一代高性能接近和測距傳感器 8-11​新型場效應(yīng)整流二極管（FERD）​技術(shù)封裝 8-9MPS 啟動器開發(fā)板/評估套件（EVKT/PKT） 8-912V、6A 四路降壓電源管理 IC 8-9數(shù)字恒定導(dǎo)通時間控制模式（COT） 8-9​同步降壓PWM DC-DC線性電源控制器應(yīng)用簡述 8-9​ ADC 技術(shù)參數(shù)與應(yīng)用需求之間關(guān)系探究 8-9​反激變換器傳導(dǎo)和輻射電磁干擾分析和抑制技術(shù) 相關(guān)IC型號 熱門點(diǎn)擊 基于AT89C4051單片機(jī)的專用信號發(fā)生器 DSP與CAN總線的測速和遠(yuǎn)程傳送一體化 基于凌陽SPCE061A的頻率測量計(jì) 基于普通單片機(jī)的LIN協(xié)議實(shí)現(xiàn)方案 變頻空調(diào)電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 基于ATT7022在線寬量程電能測量儀的設(shè)計(jì) 基于FPGA的高精度相位測量儀的設(shè)計(jì) 基于dsPIC30F4012型微處理器的三相 用SPCE061A設(shè)計(jì)的嵌入式語音通信平臺 基于單片機(jī)的具有通訊口的智能溫控表   推薦技術(shù)資料 音頻變壓器DIY     筆者在本刊今年第六期上著重介紹了“四夾三”音頻變壓器的... [詳細(xì)] ​iNEMO系統(tǒng)級封裝 (SiP 增強(qiáng)型模塊化輸入輸出系統(tǒng) (eMIOS) ​最新60和100V器件FERD 32位汽車微控制器​SPC5系列 ​新一代高性能接近和測距傳感器 ​新型場效應(yīng)整流二極管（FERD 多媒體協(xié)處理器SM501在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用 基于IEEE802.11b的EPA溫度變送器 QUICCEngine新引擎推動IP網(wǎng)絡(luò)革新 SoC面世八年后的產(chǎn)業(yè)機(jī)遇 MPC8xx系列處理器的嵌入式系統(tǒng)電源設(shè)計(jì) dsPIC及其在交流變頻調(diào)速中的應(yīng)用研究 版權(quán)所有:51dzw.COM 深圳服務(wù)熱線：13751165337  13692101218 粵ICP備09112631號-6(miitbeian.gov.cn) 公網(wǎng)安備44030402000607 深圳市碧威特網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司 付款方式 把51電子網(wǎng)設(shè)為首頁      把51電子網(wǎng)加入收藏夾      給51電子網(wǎng)投訴建議 關(guān)于我們| 會員收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)| 廣告服務(wù)| 招賢納士| 付款方式| 友情鏈接| 網(wǎng)站地圖| 聯(lián)系我們| 免責(zé)聲明| 庫存上載：service@51dzw.com 　　 版權(quán)所有:51dzw.COM 粵ICP備09112631號-6(miitbeian.gov.cn) 服務(wù)熱線(深圳)：13751165337 13692101218 傳真：0755-83035052 投訴電話:0755-83030533  復(fù)制成功！