数字信号处理对电子测量与仪器的影响研究

摘要：随着我国科技的不断发展，诸多先进的电子仪器被发明出来，数字信号的应用程度也越来越高，这是因为应用数字信号代替传统的物理信号有着诸多的优点，而且随着电脑技术的发展，数字信号也能与电脑科技更好的起到配合作用。本文基于此浅析数字信号对电子测量与仪器的影响研究。

关键词：数字信号；电子测量；电子仪器

所谓数字信号指的是以数字信息为载体所传递的信号，这种信号可以通过传感器等设备将传统的声、光、热量、速度等物理信号转化为数字的模式，从而通过电脑的分析而得出结果。由于数字信号比物理信号来说应用范围更加广泛，传递更加方便，测量也更加精确，所以得到了广泛的应用。同时，数字信号的使用对电子测量仪器的发展与使用也有着不可忽视的影响。

一、可视化程度更高

通过传感器将物理信号与数字信号进行转化，可以使我们看得懂的数字信息能够更加容易被理解。比如，只是通过触摸感受温度根本无法得出具体的温度数值，可是将温度转化为最容易理解的数字更加有利于我们的理解，这也是我们需要温度计的原因。而且一些其他物理量，比如速度和液位高度，如果不通过数字来体现，只用肉眼观察很难得出准确的结果。对于目前许多需要高精度的测量任务来说，物理信息可视化的转换过程是必不可少的。

对一些分析手段来说，也只有可视化高的数字信号才可以进行，而且数字信号对信息的储存也会更加方便。在输入数值从而得以开展的测试分析過程中，也必须用到数字信号才可以进行下一步计算，这些都是因为数字信号的可视化[1]。

二、可以测量更多物理量

传统的测量仪器受制于性能，某些较复杂的物理量的测量很难实现，比如阈值、电荷量、漂移等，要想测得这些较为精密的量值，必须通过转化测量的方法，也就是应用公式计算等方法通过测量较为简单的物理量后再计算出需要的数值。比如，如果想要测得电荷量可以通过测量电流，然后通过公式计算出电荷量。但是由于一些难以预测因素的影响使这种测量所得出的结果并不是很准确，比如设备老化导致电荷泄露，设备发热导致电流测量不准确等。

通过数字化的测量方法可以应用精密仪器直接测得电荷的准确数量再通过数字信号反映出来，由于数字化信号的可视化程度更高，精密的议会更加适合于各种量值的测量，应用精密仪器与数字信号的良好搭配作用，更多量值可以被测得，而且精准度也会大大提高。

三、可以提高精密仪器的使用率

精密仪器的发明也要归因于数字信号的普及，由于精密的仪器所测量出来的结果更加准确，用数字信号的形式作为载体才更为合适。通过传感器将物理信号转化为数字信号后可以输入电路中进行下一步的分析计算，在这些计算过程中，由于计算所出现的丝毫误差可能都会导致最终结果很大程度上的偏移。所以理论发展的程度越高，计算手段以及分析手段越加先进，更需要测量手段的严谨性与数字信号的相互配合。也正因如此，越是精密的仪器在一些高端工程任务中的应用率也就越高，推动了测量仪器市场的竞争力。各类生产商都在开发更加高精准的测量设备，诸多更加先进的设备也被发明出来。所以从这方面来说，数字信号的应用不但推广了精密仪器的使用，还增进了这方面科技的发展。

四、对电力仪器的影响

电力行业与其他行业有着许多不同之处，最明显的一点就是高危性。在电力部门工作中，每个步骤都需要层层审核才得以开展，每项作业都需要两个人之间的相互配合才可以执行，就是因为在电力行业中就算是最小的一点错误可能都会导致极其严重的后果，轻则几分钟的断电，重则导致一些大型企业的高经济损失或者人员的伤亡。

正是因为数字信号拥有更高的精确度，所以在电力行业来说对数字信号的依赖程度也就越高，许多电力设备、测量设备都是围绕着数字信号展开的。比如在发电工程中，发电机的转速必须通过数字的方式显示出来才可以进行调节，需要速度传感器的应用，而且数字越精确，在发电过程中所出现的资源浪费现象也会越少。

电力的继保工作也是相当重要的，良好的继保系统可以让一个区域的电力网络能够更加平稳可靠的运行，为居民以及用电工程企业送去更加可靠的电力。继保的核心任务就是在最短的时间内检测出任何电力事故的原因并检测到事故点，随后采用继保措施解决事故。对一些工程来说，几毫秒的停电都可能导致上亿资金的亏损，由此可见继保工作的重要性。也正因如此，继保设备才要基于数字信号以及传感器的使用才能及时发现问题并且将电信号转化为数字信号，最后输入电脑进行分析运算，从而得出结果。没有数字信号传递的高效性以及精确性，许多电力测量任务根本无法展开，继保工作也就无法运行[2]。

五、对日常仪器的影响

在我们的日常生活中，同样需要获取一些关于数字的信息了解我们周围的环境，比如最简单的温度计将温度信号转化为数字信号，体温计也将体温转化为数字，我们才可以通过对体温的观测了解一些人的健康状况。

随着数字信号的发展，我们所用的日常测量仪器的精度也在不断提升，许多电子测量仪器被发明出来，比如红外线体温计和测速仪，数字信号无疑对这些仪器的发展起到了推动的作用。而拥有了更加多功能更加准确的日常测量仪器，我们就可以更加便捷的生活与工作。比如，交警可以通过电子测速仪方便的测出车辆的速度信息，从而判断超速情况，红外线体温计可以让人们更快更加精准的测量体温，让我们可以享受这些电子测量仪器对我们日常生活所带来的便利。

六、结束语

由于数字信号的诸多优点，比如可视化程度高、传递效率高、精确程度更高等，使电子仪器以及精密仪器的适用范围更加广泛，在当下许多追求精密与准确的工程任务中，由于数字信号的推广，导致传感器、分析软件、检测技术都得到了很大的提升。所以，数字信号的发展使电子测量与仪器的发展更加高速且更专业化科学化。

参考文献：

[1]曲传海. 数字信号处理对电子测量与仪器的影响研究[J]. 科技经济市场， 2016（4）：207-207.

[2]谭庆龙. 浅析数字信号处理对电子测量与仪器的影响[J]. 电子测试， 2016（11）：45-46.

（作者单位：唐山首信自动化信息技术有限公司）

作者简介：王少安（1988-02），男，汉族，河北省唐山市，从事电气自动化工作。