在儀器儀表行業的廣袤版圖中,電壓測量儀表堪稱電力系統運行狀態監測的 “前哨”,精準可靠的測量是保障電力穩定供應、設備安全運行的基石。當下,電壓測量儀表核心技術正經歷著深刻變革,持續迭代升級。
模擬 - 數字轉換(ADC)技術首當其沖,作為將模擬電壓信號轉化為數字信號的關鍵環節,ADC 的性能優劣直接左右測量精度。逐次逼近型 ADC 憑借其在中低速測量場景下實現簡單、功耗低的特性,在常規直流電壓測量儀表中廣泛應用,像普源部分數字萬用表,在直流電壓測量時,通過這類 ADC 可將測量誤差控制在極小范圍。而 Σ - Δ 型 ADC 在追求極致精度的應用中大放異彩,其利用過采樣與噪聲整形技術,將量化噪聲推向高頻并濾除,在微弱信號測量時,能實現如 0.01μV 級別的超高分辨率測量,滿足科研實驗室對高精度電壓測量的嚴苛需求。
量程自動切換技術則是提升測量效率與安全性的 “利器”。傳統手動量程切換方式,依賴使用者預估電壓值,極易因判斷失誤導致量程選擇不當,影響測量精度,甚至可能損壞儀表。如今的自動量程切換技術,借助微處理器實時分析輸入電壓信號,一旦檢測到電壓接近或超出當前量程,便迅速觸發切換機制。例如,數字電壓表通過內置比較器實時監測輸入電壓,當電壓超出預設閾值,比較器輸出信號控制繼電器或電子開關,快速切換至合適量程,確保測量始終處于最佳狀態,避免因量程問題引發的測量誤差與設備風險。
抗干擾技術在復雜電磁環境下對保障測量準確性起著決定性作用。工業現場、變電站等場所,電磁干擾錯綜復雜,嚴重影響電壓測量儀表的測量精度。為此,廠商紛紛采用屏蔽外殼、差分輸入、共模抑制等技術手段。以具備強抗干擾能力的電壓監測儀為例,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 100dB 以上的電路設計,在強電磁干擾環境下,依然能精準測量電壓,確保數據穩定可靠。
此外,校準與誤差補償技術是維持電壓測量儀表長期高精度的關鍵。受環境溫度、元件老化等因素影響,儀表測量精度會逐漸漂移。通過內置溫度傳感器,實時監測環境溫度并進行溫度補償,修正因溫度變化導致的電路參數漂移。同時,利用數學建模對 ADC 轉換曲線的非線性部分進行補償,部分高端儀表還支持用戶自校準功能,連接標準信號源即可重新校準,有效保障了測量精度的長期穩定性。
從基礎的 ADC 技術到智能化的量程切換,再到全方位的抗干擾與校準補償,電壓測量儀表核心技術正朝著更高精度、更強適應性、更智能化的方向大步邁進。儀商網也將持續關注技術動態,為行業從業者帶來最新資訊。
模擬 - 數字轉換(ADC)技術首當其沖,作為將模擬電壓信號轉化為數字信號的關鍵環節,ADC 的性能優劣直接左右測量精度。逐次逼近型 ADC 憑借其在中低速測量場景下實現簡單、功耗低的特性,在常規直流電壓測量儀表中廣泛應用,像普源部分數字萬用表,在直流電壓測量時,通過這類 ADC 可將測量誤差控制在極小范圍。而 Σ - Δ 型 ADC 在追求極致精度的應用中大放異彩,其利用過采樣與噪聲整形技術,將量化噪聲推向高頻并濾除,在微弱信號測量時,能實現如 0.01μV 級別的超高分辨率測量,滿足科研實驗室對高精度電壓測量的嚴苛需求。
量程自動切換技術則是提升測量效率與安全性的 “利器”。傳統手動量程切換方式,依賴使用者預估電壓值,極易因判斷失誤導致量程選擇不當,影響測量精度,甚至可能損壞儀表。如今的自動量程切換技術,借助微處理器實時分析輸入電壓信號,一旦檢測到電壓接近或超出當前量程,便迅速觸發切換機制。例如,數字電壓表通過內置比較器實時監測輸入電壓,當電壓超出預設閾值,比較器輸出信號控制繼電器或電子開關,快速切換至合適量程,確保測量始終處于最佳狀態,避免因量程問題引發的測量誤差與設備風險。
抗干擾技術在復雜電磁環境下對保障測量準確性起著決定性作用。工業現場、變電站等場所,電磁干擾錯綜復雜,嚴重影響電壓測量儀表的測量精度。為此,廠商紛紛采用屏蔽外殼、差分輸入、共模抑制等技術手段。以具備強抗干擾能力的電壓監測儀為例,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 100dB 以上的電路設計,在強電磁干擾環境下,依然能精準測量電壓,確保數據穩定可靠。
此外,校準與誤差補償技術是維持電壓測量儀表長期高精度的關鍵。受環境溫度、元件老化等因素影響,儀表測量精度會逐漸漂移。通過內置溫度傳感器,實時監測環境溫度并進行溫度補償,修正因溫度變化導致的電路參數漂移。同時,利用數學建模對 ADC 轉換曲線的非線性部分進行補償,部分高端儀表還支持用戶自校準功能,連接標準信號源即可重新校準,有效保障了測量精度的長期穩定性。
從基礎的 ADC 技術到智能化的量程切換,再到全方位的抗干擾與校準補償,電壓測量儀表核心技術正朝著更高精度、更強適應性、更智能化的方向大步邁進。儀商網也將持續關注技術動態,為行業從業者帶來最新資訊。