數(shù)字濾波技術在精密測量儀表中的應用研究
3.3 實驗結果
用5520A多功能校準源輸出30 kHz,100~10 mV交流電壓,選擇ZJL801納伏電壓標準裝置100mV量程檔分別進行未消除零點偏移和已消除零點偏移的測量實驗。實驗結果如表2所示。本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/152013.htm
3.4 結果分析
表2中,已消除零偏后的測量值與未消除零偏的測量值比較,并不完全按給定的數(shù)學模型構成數(shù)據(jù)采集值與零偏經(jīng)驗值相減的關系,只是近似與數(shù)學模型相符。這是因為在零偏經(jīng)驗值中包含了微小的輸入短路本機噪聲在內,與所采集的數(shù)據(jù)不構成相減的關系,此因素影響不大,主要原因是零偏在小范圍內漂移,放大倍數(shù)也存在一定的偏差,所以測量結果與期望值不完全一致。但是,從測量結果來看,經(jīng)零偏濾波后的測量值,其測量精度已有明顯改善,能夠達到預期效果,這種濾波方法是基本合理的。
4 輸入短路本機噪聲影響的消除
4.1 數(shù)學模型
根據(jù)噪聲的特性分析,噪聲電壓的平均值一般為零,噪聲對電壓測量的影響與被測電壓通常構成均方根的關系。要消除輸入短路本機噪聲的影響,可建立以下數(shù)學模型:
式中:y為電壓測量值,x為所采集一組數(shù)據(jù)的平均電壓值,k為輸入短路本機噪聲電壓經(jīng)驗值。
4.2 經(jīng)驗值的確定
本機噪聲小是ZJL801納伏電壓標準裝置的主要特點之一,通過實驗可測出主機輸入時的輸入短路本機噪聲電壓在O.74~1.45 nV之間,取經(jīng)驗值為1.0 nV。前置輸入時的輸入短路本機噪聲電壓在0.15~0.55 nV之間,取經(jīng)驗值為O.4 nV。
4.3 實驗結果
4.3.1 主機lμV量程檔1 nV~10 nV實驗結果
用5520A多功能校準源輸出頻率為30 kHz、幅度為100~lO mV電壓,經(jīng)1 000∶1和l 0000∶1的組合同軸衰器衰減后輸入到ZJL801納伏電壓標準裝置(帶通濾波器設置為300 Hz~100kHz,時間常數(shù)設置為30 s),分別進行輸入短路本機噪聲濾波前和濾波后1~10 nV衰減電壓測量。測量結果如表3所示。
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