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AGC(自動增益控制)系統是一種控制回路，用于測量增量式光柵信號的交流分量，調整直流光源伺服目標。該系統可用于補償影響讀數頭交流性能的因素，例如柵尺上的油脂/指紋。它可用于成功維持1 Vpp的連續輸出信號幅值。可根據需要切換AGC功能。

在所有情況下，均可通過優化光柵系統安裝，獲得性能，即系統的動態范圍。

一和二標準實驗室都保存著電阻的工作標準，用來校準分流器、電橋、分壓器及其它電阻設備和電阻測量儀器。工作標準的溯源性通過周期性地和實驗室的一電阻標準進行比較來保持。

之前介紹的各種類型的單值標準電阻器的現有商品都是按十進制序列取值的，其數值范圍從0 .000 01?到100 M?。由于提高穩定性、降低電阻的功率系數、降低與銅導體連接時的熱電動勢等方面的要求，多年來這些標準電阻的機械結構設計不斷進步。

本地標準實驗室通常具有若干組這種電阻器，并將它們保存在攪拌油槽中，以便使電阻器保持在標準溫度之下。實驗室對這些電阻器的數值互相進行比較，并將其與NIST可溯源的運輸標準或本地的QHE裝置進行比較。進行這種比較所用的技術將在下面的“電阻器的相互比較”一節進行介紹。

雖然，運輸標準也可以采用其它的數值，但是其數值通常是10 k?或1 ?。先，把NIST對這些運輸標準所賦的數值傳遞給本地標準電阻組中的電阻器。然后，本地標準電阻組中的電阻器就可以用來給工作標準(如福祿克公司的742A)進行賦值。

用10 k?而不用1 ?來保存實驗室一電阻標準的好處是，當把該電阻的量值擴展到其它的電阻量值時，積累的誤差較小。例如，從1?的一標準電阻開始校準1 M?的標準電阻，將需要6次10 :1的比率測量。在每一步的測量中都會積累一些誤差。而如果從10 k?的一標準電阻開始，則校準工作只需要2次10:1的比率測量就能完成。

理想的情況是，同時用1 ?和10 k?來保存一實驗室電阻標準。這樣對于高、低數值的實驗室標準電阻來說都會減小積累的誤差。而且，還可以通過比較從1 ?標準電阻向上和從10 k?標準電阻向下，用比率的方法校準1?和10 k?之間的十進電阻器時的差別，來對實驗室測量過程的準度和重復性進行很好的檢查。

電阻器的相互比較

準的電阻測量可以通過把未知電阻和已知數值的標準電阻器作比較來進行。假定在進行測量的期間內，測量設備是穩定的、可重復的，那么就可能以很高的準度、很低的不定度來比較兩個電阻器。當兩個電阻器的阻值之差減小時，其測量誤差也減小。當然，這種方法的限制因素是標準電阻的數值的不定度。

2和4電阻器

測量電阻的一種方法是，使一已知的電流流過該電阻，然后測量該電流在電阻兩產生的電壓降。依據傳送電流和測量電位時連接方法的不同，所獲得的測量結果也會有所變化。現在考慮電阻器的一的情況。我們把末裝有鏟形焊片的測試導線連到螺旋接線柱上。如果傳送電流的導線位于接線柱的底部，緊靠著電阻元件，那么測量電位的導線所探測到的將不僅是電阻元件上的電壓降，而且還有電流流過傳送電流的導線的接觸電阻時產生的電位差。見圖8-3。

此接觸電阻隨著接觸點的清潔程度、接觸面的小、螺旋接線柱旋緊的程度而變化。通常這種變化有幾個毫歐。如果此變化為2 m?(每各為1m?)，標準電阻器為1 ?，則誤差為0.2%，這對于精密測量來說是不可接受的。如果把測試導線反過來，使得測量導線緊靠著電阻元件，那么誤差將減小。但是，接觸電阻的變化仍然超過標準實驗室高質量測量的要求。

不論使用什么樣的測量技術，2電阻器的電阻值總會受到所使用的連接方法的影響。因此，低阻值的標準電阻器和分流器都做成4結構兩個子供連接電流;兩個子供連接電位。如圖8—4所示，通過電阻的輸入電流從左邊的電流子流過，而電阻上的電壓降則出現在右邊的兩個子之間。4電阻器的電阻值則定義為在電壓子之間測量出的電阻值。

阻值為100 k?及其以上的標準電阻通常為2電阻器，因為2m?的變化對于100k?來說誤差只有。

電阻的精密測量通常使用電橋的方法來進行。在比較標稱值相等的電阻時，很容易獲得小于1ppm的不定度。在不需要這種等的不定度時，可以使用其它更方便的測量方法。下面討論一些更流行的電阻測量方法現在，指針偏轉型的測量儀器多數已經被更準、具有很多其它優性能的數字式儀器所取代。一臺高質量的數字多用表的電阻測量的準度，在中檔量程(1 k?到1M?)為幾個ppm的數量，對于較高和較低的量程則降低到100ppm。對于廉價的數字表(如手持式多用表)來說，其典型的準度為0.5%的數量。

除了數字讀出值的優點之外，數字多用表中的歐姆表電路的特性，使其讀出值隨被測電阻的數值呈線性變化。所以，比起指針偏轉型的歐姆表來，數字歐姆表能夠地提高其分辨度和準度。在DMM的輸入連接2電阻的典型情況電路圖示于圖8—5。

從“源”子送出的已知恒定電流連到被測電阻Rx上.在Rx上產生的電壓降由“取樣(sense)”子進行測量。由于電流的幅度是已知的、恒定的，所以可以把電壓的讀數變換成以歐姆為單位的電阻讀數。

在測量高電阻時，保證測量準度的一個重要因素是，電壓測量電路具有很高的輸入電阻，其典型輸入電阻于10 000M?。在更昂貴的數字多用表上，為了提高低電阻量程的準度，可以將電流源子和電壓測量子分別連到被測電阻上，形成4歐姆表的連接方式(圖8—6)。

由于沒有把連接導線的電阻當作被測電阻的一部分予以測量，所以這種測量方法比2連接的測量方法準度要高。

DMM的傳遞測量

一些現代的 7½ 位、 8½ 位DMM具有很好的電阻測量能力。雖然通常在進行電阻讀數測量時，其不定度不是非常低，但是其高分辨度、的線性度和短期穩定性，使得這種DMM在比較阻值近乎相等的電阻器時非常有用。

見圖8—7

使用這種方法時，用下述方程式來求出Rmeas:

式中Rmeas—未知電阻器的阻值;

Rstd —標準電阻器的阻值;

Rdga —Rmeas的DMM讀數;

Rdgb —Rstd的DMM讀數。

這種方法對于1 k?以上的阻值效果特別好，可以獲得約1ppm的傳遞不定度。把DMM切換到直流電壓方式，可以測量出電路中的熱電動勢。如果電路中存在熱電動勢，那么，把DMM的測試導線互換，重復進行測量并求平均值，可以部分地對熱電動勢進行補償電阻的實際單位是歐姆，是用德國物理學家喬至·西蒙·歐姆(Georg Simon Ohm)(1787--1854)的名字命名的。近期內容會介紹電阻標準的歷史發展，用不同方法設計的電阻在環境條件變化時的性能情況，以及什么是歐姆。我們還將介紹各種不同形式的電阻器及它們各自的適用范圍，探討本地電阻標準的保存和溯源性的問題，以及導出本地使用的其它電阻阻值的方法。這些內容是計量學域的學生的基本讀物，對于希望更好地了解電阻測量的業工作人員來說也是很寶貴的材料。

直流電阻的SI定義(歐姆)

在國際單位制中，基于力學單位的電阻單位的定義是Ω=V/A

式中Ω——電阻單位，歐姆;

V——W/A;

A——SI的基本單位，安培;

W——瓦特(SI功率的導出單位)。

瓦特是由焦耳和牛頓導出的，而焦耳和牛頓則是由米、千克和秒導出的。

電阻的表示

在傳統上，各個國家實驗室都使用托馬斯(Thomas)1歐[姆]標準電阻來保存其歐姆的表示。Reichsanstalt電阻器和Rosa電阻器也用作電阻標準。然而，在很多實驗室中，量子霍耳效應電阻標準正在替代上述這些電阻標準。

量子霍耳效應固有電阻標準

根據國際協議，從1990年1月1日開始，上述歐姆的定義已經通過馮·克里青常數和量子霍耳效應(QHE)聯系起來。這就使得國家實驗室能夠通過量子霍耳效應來表示歐姆。歐姆的QHE表示相對于其SI定義的不定度為。

1988年10月，國際度量衡委員會(CIPM)建議，所有的國家實驗室都采用相同的馮·克里青常數數值，其推薦的數值為 Rk-90=25 Ω

在這里，下標k-90表明此推薦值從1990年1月1日開始生效。

在量子霍耳效應的物理解釋中，馮·克里青常數RK是一個通用的量。而且，有足夠的理由相信RK是基本常數h和e之比的函數，即

RK=h/e²

式中 e—基本電荷;h—普朗克常數。

雖然Rk-90是賦給馮·克里青常數的值，但是這并不意味著Rk-90的賦值必須等于物理常數RK=h/e²。正如我們在第4章“國際計量學”中所討論的那樣，各個實驗室進行各種基本實驗來定自然常數。

仔細觀察量子霍耳效應固有標準

1980年克勞斯·馮·克里青(Klaus von Klitzing)發現了量子霍耳效應(QHE)。這是對物理學十分重要的發現，因之他于1985年獲得了物理學的諾貝爾獎。QHE裝置的心臟是霍耳棒，這是一個平面型的MOSFET或異質結晶體管(heterojunction transistor)，其構造使之可以把電子流限制在管子表面的一個薄層內該平面晶體管在低于的低溫環境下工作，通常其溫度在1～2K之間。在垂直于樣品平面的方向上施加幾個特斯拉的磁場，在該平面的縱方向上加以電子流，而在與電流和磁場相垂直的方向上來測量霍耳電壓您的樹脂廠中當前使用機械式流量計測量聚合產物。您除了需要應對攪拌罐中的樹脂粘度控制帶來的挑戰，還需要定期維護設備。需要頻繁清洗過濾單元，以防機械式流量計堵塞和生產停產。使用我們的科氏力質量流量計Promass 83l替代機械式流量計，所需維護量較少，提高了過程安全性您是否知道，分辨率、線性偏差和精度屬于一個測量傳感器系統的核心特征?視應用要求和測量原理而定，它們變化很。本篇內容將向您解釋這些概念。

分辨率是指測量系統能夠識別的小物理變化。

線性偏差是指從測量范圍的零點到終點(全程)的直線上所能允許的偏差。待測量的位置亦或行程和輸出信號之間存在線性關系。

精度表示測量結果與變量的實際值保持一致性。因此，只有當度高且準性好時，才能達到高精度。這方面的另一個概念是重復精度。在相同條件下多次檢測同一點，一直得到同一結果，就產生重復精度。閥門、操作閥門的執行器以及控制閥門的電子電路，在安裝之后都很容易發生老化。閥座會由于閥門的重復操作以及液體和氣體的流通導致磨損。閥門每年可能操作上萬次，造成螺栓移位、彈簧彈性變弱、機械聯動裝置松動。電子元件的值會隨時間推移發生變化。所有這些都會造成閥門不能*打開或關閉、過早關閉或工作不穩定。這種“校準偏移”會造成閥門不能很好地控制氣體或液體調節。

為保證閥門正工作，就需要定期檢查電子閥門的定位。然而，需要快速完成檢查，以便程度降低停工時間。如果發現校準漂移，必須立即重新校準閥門定位器。實現以上目的比較好的工具是能夠測試和重新校準電子閥門定位的手持式工具，例如Fluke 789 ProcessMeter過程萬用表。該工具提供信號輸出，激勵連接到閥門定位器輸入的控制器，可遞增連續調節輸出電流，所以能夠檢查閥門的線性度和響應時間。

1. 將ProcessMeter過程萬用表設置為輸出模式，采用適合定位器的相應電流范圍。

2. 將輸出電流測試線插入到mA輸出插孔。

3. 將旋轉功能開關從關閉位置(OFF)移動至上面的個mA輸出位置，選擇4-20 mA范圍。

4. 將過程萬用表連接至閥門定位器的輸入子。

5. 為了定定位器在4 mA時是否*關閉閥門，利用按鍵將輸出電流調節到4.0 mA。閥門應關閉。

6. 同時觀察閥門是否移動，按粗調(Coarse)下箭頭按鈕一次，將電流降低至3.9 mA。閥門應無任何運動。

7. 在設定閥門開始打開的位置點時，保執行器上沒有反向壓力(控制器輸入為4.0 mA時，該壓力使閥門保持閉合)。對于彈簧關閉式閥門，膜片上沒有壓力。對于雙動活塞式執行機構，活塞的一側應該沒有任何壓力。為保在關閉設置時沒有任何反向壓力，可以將閥門打開的起始點設定在4.1至4.2 mA之間。

8. 檢查閥門打開，按粗調(Coarse)上箭頭按鈕，從4.0 mA開始調節。每按一次粗調(Coarse)上箭頭按鈕，電流增0.1 mA。應調節閥門定位器的調零功能，將閥門設置為相應的關閉模式。

9. 為了檢查閥門的全開位置——稱為跨距位置檢查，利用范圍(Range)按鈕將輸出電流調節為20 mA，并等待閥門穩定。觀察和感覺閥門移動的同時，按粗調(Coarse)上箭頭按鈕一次，設置至20.1 mA。閥門移動應盡量小，可使用定位器上的跨距調節進行調節。