溫度對測量儀器的致命影響

一臺高精度的儀器是由很多種高精度的元器件的高準確性性和高穩定性的模擬電路決定的，而這個電路最大的 破壞者就是溫度，這里將介紹溫度到底對高精度的儀器有哪些影響。
一、 溫度可以影響元器件的物理特性
1、對二極管伏安特性的影響
在環境溫度升高時，二極管的正向特性曲線將左移，反向特性曲線將下移，如圖1所示。在室溫附近，溫度每 升高1℃，正向壓降減小2~2.5mV；溫度每升高10℃，反向電流約增大一倍?？梢?，二極管的特性對溫度很敏感 。

2、對晶體管輸入輸出特性的影響
由于半導體材料的熱敏性，晶體管的參數幾乎都與溫度有關。
溫度對輸入特性的影響：與二極管伏安特性類似，當溫度升高時，正向偏移將左移，反之將右移，如圖2所示 。

溫度對輸出特性的影響：如圖3實線，虛線分別所示為20℃和60℃時的特性曲線，可見，溫度升高時，由于輸 入特性左移，導致集電極電流增大。

二、 穩定靜態工作點抑制溫度
在引起靜態工作點不穩定的諸多因素中，溫度對晶體管參數的影響是最為主要的，所謂穩定靜態工作點抑制溫 漂通常是指在環境溫度變化時，晶體管的靜態集電極電流和管壓降基本不變，必須依靠基電極電流的變化來抵 消集電極電流的變化，常用的是引用直流負反饋或溫度補償的辦法使基極電流在溫度變化時產生與集極電流相 反的變化。
三、 儀器預熱的必要性
根據儀器設備的用途和精密等級不同，有的需要預熱，有的不需要預熱，儀器設備預熱是為了內部電子器件達 到熱穩定平衡。電路中的電容，電感，晶體管等達到穩態，需要一定的時間，必須預熱以降低測量誤差，越是 精密的儀器設備預熱時間越長。
四、 如何使測量結果更準確
1、在儀器使用之前，需要對儀器進行預熱；
2、在測量開始之前，需要進行調零操作，調零是指在功率分析儀內部電路中創造一個輸入信號為零的狀態， 并將該狀態下的計算結果設為數值意義上的零電平的過程；
3、選擇合適的量程、更新率和同步源對功率分析儀的測量準確性至關重要。例如當更新周期小于被測信號周 期時，如下圖4所示，整個更新周期內的數據成為測量區間，整個更新周期內的采樣數據將被平均，因此影響 測量結果的準確性。在這種情況下需要增大更新周期，使得包含更多周期的被測信號進入測量區間；

4、降低雜散電容對測量結果的影響，因為儀器機殼與內部測量電路的屏蔽盒之間是絕緣關系，所以二者之間 存在雜散電容，把電流測量回路接到低電壓側，如圖5所示，也就是將儀器的電流輸入端子連接到接近電源 (Source) 接地電位的一端時可以有效降低雜散電容對測量精度產生的影響。

5、降低功率損耗的影響，在測量大電流情況下，需要將電壓測量回路接到靠近負載一側，電流測量回路測得 的結果就是流經負載和電壓測量回路的電流之和，測量誤差僅是流經電壓測量回路的電流。
在測量小電流情況下，則需要將電流測量回路接到靠近負載一側，電壓測量回路測得的結果就是負載電壓和電 流測量回路的電壓之各，測量誤差僅是電流測量回路兩端電壓；如圖6所示。

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