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超聲功率測量儀運(yùn)用的是壓電陶瓷的正壓電特性，即壓電效應(yīng)。當(dāng)我們對壓電陶瓷施加一個(gè)作用力時(shí)，它就能將該作用力轉(zhuǎn)換成電信號。在同樣條件下，作用力越強(qiáng)，電壓越高。若該作用力的大小以一定的周期變化，則壓電陶瓷就輸出一個(gè)同頻率的交流電壓信號。由于空化作用和其他干擾，實(shí)際的電壓波形是一個(gè)主波和許多次波的疊加。要了解聲場的實(shí)際作用波形，建議用頻譜分析儀或示波器觀察。
連接：探測儀的輸出端請接通用的交流微伏表或交流毫伏表INPUT端，儀表量程一般可設(shè)定在300mv或3v。OUTPUT端輸出超聲波的實(shí)際波型狀態(tài)。如有必要，可外接示波器或頻譜分析儀觀察。探棒頭部是超聲波的敏感區(qū)域。
測量：手握探棒手柄，將探棒頭部插入到待測區(qū)域，同時(shí)看探測儀的輸出，此電壓值V即代表了該測量區(qū)域的超聲波強(qiáng)度。若電壓表的量程不合適，請隨時(shí)調(diào)整。
選擇超聲功率測量儀避開示波器靈敏設(shè)置的探頭
(1)通過計(jì)算機(jī)平均值提高測量分辨率
在某些超聲功率測量儀應(yīng)用中，您需要測量較大的動(dòng)態(tài)范圍值和精細(xì)的分辨率，以測量參數(shù)中的微小變化。除了高分辨率數(shù)字轉(zhuǎn)換器，您還可以使用其他采集方法來降低隨機(jī)噪聲并增加測量的有效動(dòng)態(tài)范圍，例如平均計(jì)算和高分辨率采集。求平均值法要求測量信號必須是重復(fù)信號。該算法計(jì)算在每個(gè)時(shí)間段內(nèi)多次收集的點(diǎn)的平均值。這減少了隨機(jī)噪音，并為您提供更高的垂直分辨率。
垂直分辨率每增加一位，需要計(jì)算多少平均值？答案是每計(jì)算4個(gè)采樣平均值，便可將垂直分辨率增加1位。
(2)利用高分辨率采集提高測量分辨率
降低噪聲的第二種方法是高分辨率模式，它不要求被測信號必須是重復(fù)信號。但是，與平均模式一樣，高分辨率模式只能實(shí)現(xiàn)12位的垂直分辨率。
高分辨率模式是對同時(shí)收集的連續(xù)點(diǎn)進(jìn)行平均，而不是對在一定時(shí)間內(nèi)多次收集的點(diǎn)進(jìn)行平均。在高分辨率模式下，您不能像在平均模式下那樣直接控制平均數(shù)。垂直分辨率增加的位數(shù)由示波器的時(shí)間/格設(shè)置決定。
在較慢的時(shí)基范圍內(nèi)工作時(shí)，示波器連續(xù)過濾連續(xù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，并在顯示屏上顯示過濾結(jié)果。增加屏幕上數(shù)據(jù)的存儲深度也將增加用于平均計(jì)算的點(diǎn)數(shù)。在高分辨率模式下，掃描速度越快，屏幕上捕獲的點(diǎn)數(shù)越少，因此效果越差。相反，掃描速度越慢，在屏幕上捕獲的點(diǎn)越多，效果越顯著。
(3)利用交流耦合去除直流偏置
如果你關(guān)注的是信號的紋波，你可能不會注意到它的DC偏差。通常，與電源電壓相比，紋波和噪聲非常小。如果你使用示波器的動(dòng)態(tài)范圍來定量測量這個(gè)偏移，當(dāng)你遇到較小的信號細(xì)節(jié)時(shí)，你可能無法進(jìn)行深入分析。將示波器的耦合設(shè)置為“交流”可以消除測量結(jié)果中的直流偏壓，從而大限度地提高測量的線性度和動(dòng)態(tài)范圍。
(4)使用示波器和探頭限制帶寬
雖然這種降低噪聲和增加動(dòng)態(tài)范圍的方法簡單，但經(jīng)常被忽略。功率信號的內(nèi)容通常遠(yuǎn)低于示波器的標(biāo)稱帶寬(kHz至數(shù)十兆赫)。超額帶寬不會傳輸任何信號信息，這只會給測量帶來額外的噪聲。
大多數(shù)示波器使用專用的硬件濾波器來解決這個(gè)問題--通常是20到25MHz的低通濾波器。硬件濾波器與軟件濾波器相比的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它不影響示波器的更新速率。
另一個(gè)解決方案是使用探針來限制帶寬。測量鏈的帶寬受其弱環(huán)節(jié)的限制。這個(gè)500MHz的示波器配備了一個(gè)10MHz的探頭，它的帶寬將是10MHz。它提供各種無源和有源電流和差分探頭，并且始終有一個(gè)帶寬適合您的特定測量的探頭。
(5)差分探頭進(jìn)行安全且精準(zhǔn)的浮置測量
示波器探頭上的接地引線通過BNC連接器的外殼連接到機(jī)箱。出于安全原因，示波器的機(jī)箱通過電源線的接地插頭連接到接地基準(zhǔn)。示波器和電源之間的不同接地模式可能相互沖突。許多要測量的信號是基于電勢而不是接地(浮動(dòng))。電源設(shè)計(jì)人員使用各種方法來克服這種測量限制。
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