溫度對(duì)于測量儀器有著什么樣的影響力

　　一臺(tái)高精度的儀器是由很多種高精度的元器件的高準(zhǔn)確性性和高穩(wěn)定性的模擬電路決定的,，而這個(gè)電路最大的破壞者就是溫度,，這里將介紹溫度到底對(duì)高精度的儀器有哪些影響？下面舉例說明

　　一,、溫度可以影響元器件的物理特性

　　1,、對(duì)二極管伏安特性的影響

　　在環(huán)境溫度升高時(shí),，二極管的正向特性曲線將左移,，反向特性曲線將下移，如圖1所示,。在室溫附近,，溫度每升高1℃，正向壓降減小2~2.5mV;溫度每升高10℃,，反向電流約增大一倍,。可見,，二極管的特性對(duì)溫度很敏感,。

　　圖1二極管的伏安特性

　　2、對(duì)晶體管輸入輸出特性的影響

　　由于半導(dǎo)體材料的熱敏性,，晶體管的參數(shù)幾乎都與溫度有關(guān),。

　　溫度對(duì)輸入特性的影響：與二極管伏安特性類似，當(dāng)溫度升高時(shí),，正向偏移將左移,，反之將右移，如圖2所示,。

　　溫度對(duì)輸出特性的影響：如圖3實(shí)線,，虛線分別所示為20℃和60℃時(shí)的特性曲線，可見,，溫度升高時(shí),，由于輸入特性左移，導(dǎo)致集電極電流增大,。

　　圖2溫度對(duì)晶體管輸入特性影響

　　圖3溫度對(duì)晶體管輸出特性影響

　　二,、穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)抑制溫漂

　　在引起靜態(tài)工作點(diǎn)不穩(wěn)定的諸多因素中,，溫度對(duì)晶體管參數(shù)的影響是最為主要的,，所謂穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)抑制溫漂通常是指在環(huán)境溫度變化時(shí)，晶體管的靜態(tài)集電極電流和管壓降基本不變,，必須依靠基電極電流的變化來抵消集電極電流的變化,，常用的是引用直流負(fù)反饋或溫度補(bǔ)償?shù)霓k法使基極電流在溫度變化時(shí)產(chǎn)生與集極電流相反的變化。

　　三,、儀器預(yù)熱的必要性

　　根據(jù)儀器設(shè)備的用途和精密等級(jí)不同,，有的需要預(yù)熱，有的不需要預(yù)熱,，儀器設(shè)備預(yù)熱是為了內(nèi)部電子器件達(dá)到熱穩(wěn)定平衡,。電路中的電容，電感,，晶體管等達(dá)到穩(wěn)態(tài),，需要一定的時(shí)間,，必須預(yù)熱以降低測量誤差，越是精密的儀器設(shè)備預(yù)熱時(shí)間越長,。

　　四,、電子功率分析儀如何使測量結(jié)果更準(zhǔn)確

　　1、在儀器使用之前,，需要對(duì)儀器進(jìn)行預(yù)熱;

　　2,、在測量開始之前，需要進(jìn)行調(diào)零操作,，調(diào)零是指在功率分析儀內(nèi)部電路中創(chuàng)造一個(gè)輸入信號(hào)為零的狀態(tài),，并將該狀態(tài)下的計(jì)算結(jié)果設(shè)為數(shù)值意義上的零電平的過程;

　　3、選擇合適的量程,、更新率和同步源對(duì)功率分析儀的測量準(zhǔn)確性至關(guān)重要,。例如當(dāng)更新周期小于被測信號(hào)周期時(shí)，如下圖4所示,，整個(gè)更新周期內(nèi)的數(shù)據(jù)成為測量區(qū)間,，整個(gè)更新周期內(nèi)的采樣數(shù)據(jù)將被平均，因此影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性,。在這種情況下需要增大更新周期,，使得包含更多周期的被測信號(hào)進(jìn)入測量區(qū)間;

圖4更新周期對(duì)比

　　4、降低雜散電容對(duì)測量結(jié)果的影響,，因?yàn)閮x器機(jī)殼與內(nèi)部測量電路的屏蔽盒之間是絕緣關(guān)系,，所以二者之間存在雜散電容，把電流測量回路接到低電壓側(cè),，如圖5所示,，也就是將儀器的電流輸入端子連接到接近電源(Source)接地電位的一端時(shí)可以有效降低雜散電容對(duì)測量精度產(chǎn)生的影響。

　　圖5接線圖

　　5,、降低功率損耗的影響,，在測量大電流情況下，需要將電壓測量回路接到靠近負(fù)載一側(cè),，電流測量回路測得的結(jié)果就是流經(jīng)負(fù)載和電壓測量回路的電流之和,，測量誤差僅是流經(jīng)電壓測量回路的電流。

　　在測量小電流情況下,，則需要將電流測量回路接到靠近負(fù)載一側(cè),，電壓測量回路測得的結(jié)果就是負(fù)載電壓和電流測量回路的電壓之各，測量誤差僅是電流測量回路兩端電壓;如圖6所示,。

　　圖6不同電流下的接線圖

　　美安特電子PA功率分析儀采用了高穩(wěn)定度溫度補(bǔ)償?shù)?00M同步時(shí)鐘,，保證ADC采樣每個(gè)通道的相位同步，電壓電流相位誤差在10ns以內(nèi)。在主機(jī)部分的模塊控制單元,，我們采用了一個(gè)高穩(wěn)定度溫度補(bǔ)償?shù)?00M同步時(shí)鐘,，這個(gè)時(shí)鐘信號(hào)將送到每一個(gè)通道的ADC，用來保證ADC采樣相位同步,，單通道與通道間的電壓,、電流誤差可以保證在10ns以內(nèi)，減小測量時(shí)U,、I夾角儀器本身引入誤差,，保證有功功率及功率因數(shù)測量精度!行業(yè)內(nèi)測量存在功率因素過1，或者過低而無法準(zhǔn)確測量的難題,，與儀器本身的引入誤差和測試方法有很大的關(guān)系,。而在電子功率分析儀推出之前，早期的儀器基本依靠后期校準(zhǔn),，而非硬件同步時(shí)鐘源的方式,，這源于電子技術(shù)進(jìn)步!如圖7所示。

　　圖7PA功率分析儀架構(gòu)

　　只有對(duì)溫度深度的分析了解,，才能在測量裝置中得到正常的應(yīng)用,取得好的應(yīng)用效果,，其測量點(diǎn)數(shù)多、響應(yīng)快,、安全可靠,、靈活的特點(diǎn)為全面準(zhǔn)確地反映反應(yīng)器的溫度提供了好的選擇。

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