专家谈测试：通过正确的线缆连接减少测量误差

分离小信号和大信号

如果信号之间的强度比超过20：1，就应该从物理上尽可能将他们分隔开来。 应审查整个信号路径， 包括布线和相邻的连接。 所有未使用的线应该接地或接低端，并放置在感应线通道中。在数据采集系统或 ATE 系统中，在使用螺丝在接口上固定接线时，切勿影响到临近通道的连接和功能。

无线辐射干扰

大部分电压测量仪器， 如果周围有高强度、 高频率的信号时， 可能会生成虚假读数。高频信号的可能来源包括附近的无线电和电视发射台、 老款的计算机CRT监视器和手机。高频能量可能会耦合到数字万用表系统的布线中。 若要减少干扰，请尝试让缆线连接尽量减少地暴露在高频射频源附近。 如果您需要完成的测试对来自仪器的射频辐射极其敏感， 这就需要一个扼流线圈， 使用在系统电缆连接中，如下所示， 以衰减仪器的辐射。 请注意， 您最有可能在您的计算机显示器视频输入电缆上看到这种线圈。 看上去像圆柱型的，在它的中心 就会有一个小的扼流线圈。

热电动势误差

热电动势误差是在小直流电压测量中最常见的来源。 当您在不同的温度下使用不同的金属电路连接时，会生成热电势电压。每个金属--金属连接处，都会形成热电偶， 它生成的电压与连接处的温度差成正比。 您应采取必要的预防措施，尽量减少热电偶电压， 以及在低电压测量中的温度变化。 最佳的连接是使用铜--铜的卷压连接方式。下表显示了常见的不同金属之间的连接产生的热电势。

磁场所造成的噪声

如果您正在磁场附近测量， 您应采取预防措施，避免测量连接中的感应电压。 如果在磁场中， 输入的连接布线发生抖动， 或磁场发生变化，都可能感应电压。 在地球的磁场中运动的无屏蔽、 裸露的输入的导线， 可以生成几个毫伏。 在交流电源线周围， 不同的磁场还可以导致高达几百毫伏的感应电压。在大电流的导体附近工作时，您应该特别小心。 如有可能，您应该将布线远离磁场。在电动马达、 发电机、 电视和电脑CRT显示器周围， 磁场都普遍存在。 此外，如果在工作区域附近有磁场， 操作时请确保您输入的接线已经拉直，并**固定好。使用双绞线连接到仪器可以减少噪声拾取的回路面积，或尽可能将电线紧密困在一起。 在校准时， 如果计量毫欧表和毫伏表， 磁场造成的测量波动可能会引起比较大的问题。 要减少这些波动， 我们可以构建了一个金属屏蔽箱， 隔离开仪表和周围的磁场。 箱体上可以有一个小开口，开口只需足够大，以读取测量结果和更改设置。

低电平的 AC 测量误差

当测量的交流电压小于 100 mV时， 要知道这些测量都是特别容易受到外来噪声源的影响，而引入错误。 暴露的测试引线都可能成为天线， 内部数字万用表将测量收到的信号。 整个测量路径，包括电源线， 都可能成为一个环形天线。 回路中的电流， 在通过包括仪器输入在内的一系列串行阻抗后， 将产生电压误差。 出于这个原因， 您应该使用屏蔽线，将低电平的 AC 电压输入仪器。 您还应该将屏蔽连接到低端。 如果无法避免， 也一定要尽量减少接地回路的面积。相比于低阻抗源， 一个高阻抗源容易拾取到更多的噪声。 您可以通过与仪器的输入终端并联一个电容的方法，来降低源的高频阻抗。 您可能需要试验，以确定适合您应用的正确电容值。 大部分的外部噪声是与输入信号不相关的。 如下所示，您可以用这个公式确定误差。

与被测件有关联的噪声，虽然极为少见，但尤其有害。 这种噪声将总是直接添加在输入信号上。 测量低电平信号时， 如果有同频率的其它信号存在，例如与本地交流电源的频率相同时，是容易产生误差的。如果在同一个开关卡或模块上，切换大信号和小信号时必须十分小心。 因为在这种情况下，有可能大信号的充电电源，会在小信号的的通道上释放。 这时，建议您可以使用两个不同的模块，或者将小信号通道与大信号通道分开， 在它们中间增加一个未使用的通道，连接到大地。