超聲功率測量儀如何避開示波器靈敏設置的探頭

　　超聲功率測量儀運用的是壓電陶瓷的正壓電特性，即壓電效應。當我們對壓電陶瓷施加一個作用力時，它就能將該作用力轉換成電信號。在同樣條件下，作用力越強，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同頻率的交流電壓信號。由于空化作用和其他干擾，實際的電壓波形是一個主波和許多次波的疊加。要了解聲場的實際作用波形，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，儀表量程一般可設定在300mv或3v。OUTPUT端輸出超聲波的實際波型狀態。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域。
 

　　測量：手握探棒手柄，將探棒頭部插入到待測區域，同時看探測儀的輸出，此電壓值V即代表了該測量區域的超聲波強度。若電壓表的量程不合適，請隨時調整。
 

　　選擇超聲功率測量儀避開示波器靈敏設置的探頭
 

　　(1)通過計算機平均值提高測量分辨率
 

　　在某些超聲功率測量儀應用中，您需要測量較大的動態范圍值和精細的分辨率，以測量參數中的微小變化。除了高分辨率數字轉換器，您還可以使用其他采集方法來降低隨機噪聲并增加測量的有效動態范圍，例如平均計算和高分辨率采集。求平均值法要求測量信號必須是重復信號。該算法計算在每個時間段內多次收集的點的平均值。這減少了隨機噪音，并為您提供更高的垂直分辨率。
 

　　垂直分辨率每增加一位，需要計算多少平均值？答案是每計算4個采樣平均值，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信號。但是，與平均模式一樣，高分辨率模式只能實現12位的垂直分辨率。
 

　　高分辨率模式是對同時收集的連續點進行平均，而不是對在一定時間內多次收集的點進行平均。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。垂直分辨率增加的位數由示波器的時間/格設置決定。
 

　　在較慢的時基范圍內工作時，示波器連續過濾連續的數據點，并在顯示屏上顯示過濾結果。增加屏幕上數據的存儲深度也將增加用于平均計算的點數。在高分辨率模式下，掃描速度越快，屏幕上捕獲的點數越少，因此效果越差。相反，掃描速度越慢，在屏幕上捕獲的點越多，效果越顯著。
 

　　(3)利用交流耦合去除直流偏置
 

　　如果你關注的是信號的紋波，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態范圍來定量測量這個偏移，當你遇到較小的信號細節時，你可能無法進行深入分析。將示波器的耦合設置為“交流”可以消除測量結果中的直流偏壓，從而大限度地提高測量的線性度和動態范圍。
 

　　(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態范圍的方法簡單，但經常被忽略。功率信號的內容通常遠低于示波器的標稱帶寬(kHz至數十兆赫)。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。
 

　　大多數示波器使用專用的硬件濾波器來解決這個問題--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優點是它不影響示波器的更新速率。
 

　　另一個解決方案是使用探針來限制帶寬。測量鏈的帶寬受其弱環節的限制。這個500MHz的示波器配備了一個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，并且始終有一個帶寬適合您的特定測量的探頭。
 

　　(5)差分探頭進行安全且精準的浮置測量
 

　　示波器探頭上的接地引線通過BNC連接器的外殼連接到機箱。出于安全原因，示波器的機箱通過電源線的接地插頭連接到接地基準。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)。電源設計人員使用各種方法來克服這種測量限制。