数字式测量的特点与特性分析

（一）数字式测量的特点

1.精度高

比如数字直流电阻仪的测量准确度可达0.04%，分辨率最高可达0.01μΩ。

2.量程大

因不存在非线性误差，数字式测量一般量程较大。如激光量块干涉仪，可直接测量1m的一等块规，分辨率达到0.01μm；而光栅式1″分度头可以用1″的分辨率测量360°内任意角度。

3.高速数据采集能力

现代数字式测量系统的采集速度可达到每秒数千万次（107/s），可以实现采集高速冲击、爆炸等快速变化过程的瞬态数据以及视频数据。

4.能直接与微处理器系统相连

可以以数码、数字曲线或者数字图像等多种方式显示测量结果。同时测量结果可直接与PC或打印机相连，使数据处理及检测过程实现自动化。

5.抗干扰能力强

引起模拟测量输出幅值变化的外界干扰如电压波动、温度变化、湿度变化等也会影响数字式测量的输出脉冲的幅值，但不会影响其输出脉冲的数目，因此对其测量结果影响较小，具有较强的抗干扰能力。

6.智能化程度高

数字式测量系统具有自检测、自诊断、自校正等功能，可实现系统的自我维护，确保系统性能保持正常水平。(www.xing528.com)

7.具备网络化和远程测试能力

可实现多种仪器的联网，进行集中监控和远程测量。

（二）数字式测量的特性

1.脉冲计数

数字式测量中传感器的输出为脉冲信号，这里不考虑周期变化输出信号的幅值，只是根据周期变化计“脉冲”数来得到被测量的大小。

2.连续变倍放大作用

数字式测量可以将被测量值按一定函数规律连续放大足够倍数，提高测量精度。以粗光栅为例，主光栅和指示光栅形成横向莫尔条纹信号后，通过调整主光栅和指示光栅之间的栅线夹角，实现对放大倍数的连续调整。

3.平均效应

数字式测量在很大程度上消除了局部误差和短周期误差的影响，将误差均化。如光栅传感器测量中，莫尔条纹是由多条栅线交叠而共同形成的，个别栅线的栅距误差、断线或疵病对莫尔条纹影响很小，这就是对个别光栅刻划误差的均化作用，即平均效应。

4.细分与辨向

细分是根据周期性测量信号的波形、振幅或相位的变化规律，在一个周期内进行插值，从而获得优于一个信号周期的更高分辨力。如在利用光栅莫尔条纹测量中，传感器的一个节距的输出信号（即一个信号周期的2π）内等间距地插若干个脉冲，使脉冲当量（位移量/脉冲）得到细化，一般采用影像式光学细分、粗细栅距组合式细分、电位器细分、电阻链细分等技术来实现细分。

辨向电路用于识别传感器位移的方向。增量式测量系统的位移由脉冲的累加计数求得，有了辨向电路就可对正向位移脉冲进行加计数，对反向位移脉冲进行减计数，从而使数字测量系统真实地反映被测位移。