传感器灵敏度自动测量系统
自动检测系统设计
4.2 传感器的合理选用
1、确定传感器的类型 2、线性范围和量程 3、灵敏度的选择 4、精度 5、频率响应特性 6、稳定性
1 确定传感器的类型 全面考虑被测量的特点和传感器的使用条件，包括：
量程的大小； 被测空间对传感器体积的要求； 测量方式为接触式测量还是非接触式测量； 信号的传输方法，是有线传感还是无线传感； 传感器的来源，是购买商品化的传感器还是自行研
在完成总体设计之后，便可进行设计任务分解， 将系统的研制任务分解成若干子任务
之后针对子任务去进行具体的设计。
2 硬件和软件的研制 在开发过程中，硬件和软件应同时进行。 (1) 硬件电路的设计、功能模板的研制和调试 根据总体设计，将整个系统分成若干个功能块， 分别设计各个电路，如输入通道、输出通道、信 号调理电路、接口、单片机及其外围电路等。 在完成电路设计之后，即可制作相应功能模板。
要保证技术上可行、逻辑上正确， 注意布局合理、连线方便。 先画出电路图， 基于电路图制成布线图 基于布线图加工成印刷电路板 将元器件安装、焊接在印刷电路板上 仔细校核、调试。
(2) 软件框图的设计、程序的编制和调试
将软件总框图中的各个功能模块具体化，逐级 画出详细的框图，作为编制程序的依据。
编写程序一般用汇编语言建立用户源程序。
大批量投产时，软件的易复制性可以降低成本。
工作速度允许的情况下，应该尽量多利用软件。
必须根据具体问题，分配软件和硬件的任务，决 定系统中哪些功能由硬件实现，哪些功能由软件 实现，确定软件和硬件的关系。
4.1.2 自动检测系统的设计步骤
1 确定任务、拟定设计方案
（1) 根据要求确定系统的设计任务、功能、指标 （2) 进行总体设计 2 硬件和软件的研制
第六章自动控制原理自动控制系统的校正
第六章自动控制原理自动控制系统的校正自动控制原理是指通过一系列的传感器、执行器和控制器等装置，对待控制对象进行检测、判断和调节，以实现对系统的自动调控和校正。
在自动控制系统中，校正是一个重要的环节，对于确保系统的稳定性、准确性和可靠性具有至关重要的作用。
接下来，本文将简要介绍自动控制系统的校正方法和重要性。
首先，自动控制系统的校正主要包括以下几个方面：1.传感器校正：传感器作为自动控制系统中的重要组成部分，负责将物理量转化为电信号进而进行处理。
传感器的准确性直接影响着系统的测量和控制效果，因此需要对传感器的灵敏度、精度和线性度等进行校正，以提高系统的测量准确性。
2.执行器校正：执行器主要负责将控制信号转化为物理动作，控制系统的输出效果依赖于执行器的准确性和稳定性。
因此，需要对执行器的响应速度、灵敏度和动态补偿等进行校正，以确保系统的控制精度和稳定性。
3.控制器校正：控制器是自动控制系统的核心部分，负责对传感器数据进行处理和判断，并生成相应的控制信号。
对于不同类型的控制器，需要根据系统的需求和特点进行各种参数的校正和调整，以保证系统的控制效果。
4.系统校正：系统校正是指对整个自动控制系统进行整体的校准和调整。
由于控制系统中存在着多种参数和输入信号，这些参数和信号之间的相互作用会对系统的控制效果产生影响。
因此，需要对系统的整体参数进行校正，以确保系统的稳定性和性能达到预期的要求。
其次，自动控制系统的校正具有以下几个重要性：1.提高系统的准确性：通过对传感器、执行器和控制器进行校正，可以消除误差、降低噪声的影响，提高系统的测量和控制准确性。
这对于一些对测量和控制精度要求较高的系统而言尤为重要，如飞行器、自动化生产线等。
2.提高系统的稳定性：通过对控制器和系统参数的校正和调整，可以改善系统的阻尼特性和相应速度，增强系统的稳定性和快速响应能力。
这对于一些需要频繁变动的系统而言尤为重要，如电力系统、机械运动系统等。
第1章 认识传感器与自动检测系统测讲解
1.2 认识传感器
（2）灵敏度
灵敏度是指传感器输出量的变化量ΔY与引起此变化的 输入量的变化量ΔX之比，用K表示，即
K
输出量的变化量 输入量的变化量
=
Y X
对于线性传感器来说，它的灵敏度K是个常数。
第1
迟滞是指在相同的工作条件下，传感器正行程特性曲线和反行程 特性曲线的不一致程度，如图1-4所示。
图1-6 传感器的阶跃响应曲线
上升时间tr：指输出值上升到稳 态值的90%所需的时间。
响应时间ts：指输出值进入稳定 值所规定的范围内所需的时间。
峰值时间tp：指输出值到达最大 值使所需的时间。
超调量σ：指输出量最大值y（tp ）与稳态值的最大偏差与稳态值之
比。
第1章 认识传感器与自动检测系统
1.2 认识传感器
第1章 认识传感器与自动检测系统
1.2 认识传感器
1.2 认识传感器
1.2.1传感器的组成及其分类
传感器是能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输 出信号（一般为的电信号）的器件或装置。
1．传感器的组成
传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路和辅助电源组 成，如图1-2所示。
图1-2 传感器的基本组成
迟滞大小一般要由实验方法确定，其值用正反行程输出值间最大
偏差ΔLmax对满量程输出ym的百分比表示：
t
Lmax ym
100%
图1-4 迟滞特性
第1章 认识传感器与自动检测系统
1.2 认识传感器
（4）重复性
重复性是衡量在同一工作条件下，对同一被测量进行多次连续测 量所得结果之间的不一致程度的指标，如图1-5所示。产生不一致的 原因与产生迟滞现象的原因相同。多次重复测试的曲线越重合，说明 该传感器重复性好，使用时误差越小。
利用霍尔传感器构建自动测速控制装置
利用霍尔传感器构建自动测速控制装置摘要：霍尔传感器是一种利用霍尔效应来实现磁-电转换的新型传感器，它具有较高的灵敏度、很好的线性度、高稳定性、体积很小、便于操作、寿命很长等优点。
针对霍尔传感器的这些优点，分析它的构造，本文论述了利用霍尔传感器来进行测量，用霍尔传感器进行自动测速的设计，并绘出了电路框图，完成了元件参数设置和测量电路仿真。
此系统是先把电信号先检测出来，然后再把此电信号转换成便于传输和处理的可用电信号，最后利用信号处理和显示电路测出数据，制作出高效率、高实用的自动测速电路。
关键词：电机转速测量；霍尔传感器；单片机； 89C51； LCDAutomatic speed control device measuring circuitcomposed with hall sensorsAbstract: Hall sensor Hall effect achieved using magnetic - electric conversion of a sensor, it has many advantages, such as high sensitivity, good linearity, high stability, small size, easy to operate, life very long, etc, these advantages Hall sensor for analysis of its structure, the use of Hall sensors measuring principle, the proposed design method Hall sensor application circuit, draw the circuit diagram, complete the component parameters and measuring circuit simulation, this system is a first electrical signal first detected, then convert this electrical signal is then easy to transport and processing into usable electrical signals, and finally the use of signal processing and display, circuitry measured data to produce a high-efficiency, high-speed circuit practical automatic.Keywords:Motor Speed Measurement; Hall Sensor; SCM; 89C51; LCD目录一、绪论 (1)1.1、课题背景及意义 (1)1.2、课题设计目的和要求 (1)二、霍尔传感器自动测速系统硬件设计 (2)2.1、总体硬件设计思想 (2)2.2、系统电路设计 (2)2.3、霍尔元件 (2)2.4、霍尔传感器测量原理 (3)三、霍尔传感器自动测速电路软件设计 (4)3.1、程序设计流程图 (4)3.2、应用程序设计 (5)四、单片机 (5)4.1、单片机芯片的简介 (5)4.2、软件的编写与调试 (8)五、显示电路设计 (13)5.1、显示模式 (13)六、调试 (14)6.1、硬件静态调试 (14)6.2、硬件动态调试 (14)6.3、软件调试 (14)七、霍尔传感器自动测速电路设计原理框图与PC (15)八、总结 (16)九、参考文献 (17)一、绪论1.1、课题背景及意义传感器是现代信息系统的感官，它可以采集和获取信息，在工业、农业、交通、通信等行业中传感技术已得到广泛的应用。
霍尔式传感器转速测量系统的设计课件
设计时应考虑选择合适的算 法，以准确提取转速信息。
还需要考虑如何将转速值进行 显示或输出，以满足用户的需
求。
05
系统测试与验证
测试环境搭建
01Biblioteka 0203测试设备霍尔式传感器、转速计、 信号发生器、示波器、数 据采集卡等。
测试环境
搭建一个封闭的测试环境 ，模拟实际工作条件，包 括温度、湿度、振动等环 境因素。
要根据传感器的输出信号特性和系统要求， 选择合适的放大器和反馈回路，以保证信号 放大的效果和稳定性。
信号处理电路设计
01
信号处理电路的作用
对放大后的信号进行进一步的处理，如滤波、整形等，以便得到准确的
转速信息。
02
信号处理电路的组成
主要包括比较器、滤波器、触发器等部分。
03
信号处理电路的设计要点
要根据系统的测量精度和抗干扰能力要求，选择合适的比较器和滤波器
霍尔元件
利用霍尔效应制成的半导体元件， 能够将磁场信号转换为电信号。
霍尔元件工作原理
当磁铁靠近霍尔元件时，由于磁场 的作用，霍尔元件内部产生霍尔电 动势，从而输出相应的电压信号。
霍尔式传感器的应用
转速测量
利用霍尔式传感器测量旋转物 体的转速，通过测量磁铁的旋
转速度来计算转速。
磁场检测
霍尔式传感器可用于检测磁场 强度、方向和变化，广泛应用 于电机控制、磁记录等领域。
位置检测
通过检测磁场的变化，霍尔式 传感器还可以用于检测物体的 位置和位移，如接近开关、位 移传感器等。
电流检测
在电力系统中，霍尔式传感器 可用于测量电流大小和方向， 具有测量精度高、线性度好等
优点。
03
系统硬件设计
传感器与检测技术 吴旗
传感器与自动检测技术吴旗绪论：在现代工业生产中，为了检查、监督和控制某个生产过程或运动对象，使它们处于所选工况的最佳状态，就必须掌握描述它们特性的各种参数，这就首先要测量这些参数的大小、方向和变化速度等。
所谓检测，就是人们借助于仪器、设备，利用各种物理效应，采用一定的方法，将客观世界的有关信息通过检查与测量获取定性或定量信息的认识过程。
这些仪器和设备的核心部件就是传感器。
传感器是感知被测量(多为非电量)，并将其转化为电量的一种器件或装臵。
检测包含检查与测量两个方面，检查往往是获取定性信息，而测量则是获取定量信息。
一、自动检测技术在国民经济中的地位中国有句古话“工欲善其事，必先利其器。
”用这句话来说明自动检测技术在现代科学技术中的重要性是很恰当的，所谓“事”，就是指发展现代科学技术的伟大事业，而“器”则是指利用自动检测技术而制造的仪器、仪表和工具等。
所以说自动检测技术是科学实践和生产实践的必要手段，它的水平高低也是科学技术现代化的重要标志，它在发展国民经济中的作用也就不言而喻了。
近年来，随着家电工业的兴起，自动检测技术已进入人们的日常生活。
例如：电冰箱中的温度传感器、监视煤气溢出的气敏传感器、防止火灾的烟雾传感器、防盗用的光电传感器，等等。
在机械制造工业中，通过对机床的加工精度、切削速度、床身振动等许多静态、动态参数进行在线测量，可控制加工质量。
在化工、电力等行业中，如果不随时对生产王艺过程中的温度、压力、流量等参数进行自动检测，生产过程就无法控制，甚至产生危险。
在交通领域，一辆现代化汽车所用的传感器多达数十种，用以检测车速、方位、转矩、振动、油压、油量和温度等。
在国防科研中检测技术用得更多，许多尖端的检测技术都是因国防工业需要而发展起来的。
例如：研究飞机的强度，就要在机身、机翼上贴几百片应变片，并进行动态特性的测试。
有人把计算机比喻为人的大脑的延续，称之为“电脑”，而把传感器比喻为人的感觉器官的延续，称之为“电五官”(视、听、昧、嗅、触)。
测量系统分析报告
测量系统分析报告一、引言测量是现代工业生产、科学研究和日常生活中不可或缺的一项技术。
无论是生产工艺的控制，还是科学实验的可靠性，都离不开精确的测量数据。
因此，对测量系统的性能进行分析和评估，有助于提高测量的准确性和可靠性，进而优化工艺流程和科学研究。
二、测量系统的性能指标1. 准确性: 测量结果与实际值的接近程度。
准确性是测量系统的核心指标，直接关系到数据的可信度和工艺的精确性。
常见的误差源有系统误差和随机误差，需要通过校准和精确度分析来减小误差。
2. 精确度: 反映了测量的重复性和稳定性。
精确度越高，测量数据的离散程度越小，说明测量系统的稳定性和一致性较好。
为保持精确度，需要定期维护和校准测量设备，并确保环境条件的稳定。
3. 灵敏度: 测量系统对测量量变化的敏感程度。
灵敏度高的测量系统可以检测到较小的变化，灵敏度低的测量系统则容易忽略细微变化。
提高灵敏度需要优化传感器设计和信号处理方法。
三、测量系统分析方法1. 校准方法: 通过与已知标准进行比较，修正测量结果的偏差。
常用的校准方法有零点校准、量程校准和多点校准。
校准过程需要严谨的操作和标准设备的选用，以确保校准的准确性和可靠性。
2. 统计分析: 通过收集一定量的测量数据，利用数理统计方法对数据进行分析和处理。
统计分析可以得到数据的分布规律、变异程度、可信区间等信息，从而评估测量系统的性能和偏差。
3. 标准化分析: 基于制定的国家或行业标准，对测量系统进行评估和判定。
标准化分析方法一般包括标准对照、性能检验和合格评定等步骤，可以提供客观的评估结果。
四、测量系统分析案例以某工厂的温度测量系统为例，进行分析和评估。
通过对温度传感器进行校准和统计分析，得到以下结果：1. 准确性分析: 经过校准后，温度传感器的偏差在±0.5℃范围内。
实际生产中，由于环境条件的变化和设备老化等因素，可靠的测量结果应保持在±1℃范围内。
2. 精确度分析: 对同一温度进行重复测量，测量数据的标准偏差为0.2℃。
自动计量系统设计
自动计量系统设计自动计量系统设计自动计量系统是一种用于测量和记录物体重量的系统。
它可以应用于各种场景，如工业生产、实验室研究和商业交易中。
设计一个自动计量系统的步骤如下：1. 确定需求：首先，需要明确系统的使用场景和所需的功能。
例如，是用于检测产品的重量还是用于称重货物，还是用于其他特定的应用。
根据需求来确定系统的性能指标，如测量精度、最大承重能力和测量范围等。
2. 选择传感器：根据需求选择适合的传感器。
常用的传感器包括压力传感器、应变片传感器和电子秤传感器等。
传感器的选型要考虑到测量范围、灵敏度、稳定性和成本等因素。
3. 选择数据处理器：选择合适的数据处理器来处理传感器采集到的数据。
可以选择微控制器、单片机或者嵌入式系统等。
数据处理器负责对传感器采集到的模拟信号进行数字化处理，并计算出物体的重量。
4. 设计电路：根据传感器和数据处理器的选择，设计相应的电路。
电路包括信号放大、滤波和模数转换等功能。
这些电路的设计要考虑到信号干扰、噪声滤除和功耗等因素。
5. 编程：对数据处理器进行编程，实现数据处理和计算重量的算法。
编程过程中需要考虑到数据的精度和实时性，以及用户界面的设计等。
6. 系统集成：将传感器、数据处理器和电路进行集成，组成完整的自动计量系统。
需要进行电路的布线和焊接，以及软件的安装和配置。
7. 测试和调试：对系统进行测试和调试，确保其工作正常和准确。
可以通过对已知重量物体的测量来验证系统的准确性。
8. 优化和改进：根据测试结果和用户反馈，对系统进行优化和改进。
可以通过调整算法、更换传感器或者优化电路来提高系统的性能和稳定性。
9. 文档和维护：编写系统的使用手册和维护手册，以便用户了解系统的操作和维护方法。
定期对系统进行维护和保养，确保其长期稳定运行。
总之，设计一个自动计量系统需要经过需求确定、传感器选择、电路设计、编程、系统集成、测试和调试等多个步骤。
通过每个步骤的细致思考和实施，可以设计出满足需求的高性能自动计量系统。
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传感器灵敏度自动测量系统摘要：换能器从名字上来说就是完成能量转换的器件，而水声换能器则指完成声与电之间转换的器件，水声换能器是声纳的重要总称部分，分为发射换能器和接收换能器，接收换能器常称水听器，是声纳的水下部分，一个换能器的优劣直接影响声纳性能，现在换能器主流是压电陶瓷换能器。
该论文主要讲述了一套基于用信号源、发射换能器、压电陶瓷传感器、示波器、GPIB总线和PC个人计算机组成的自动测量系统,信号源产生标准正弦信号声波，该声波在均匀声腔水介质中传播并作为压力源,标准传感器和被测传感器同时接收波动声压,用示波器测出两传感器的输出电压,并将输出电压通过GPIB总线传输到个人计算机上，通过一系列计算推算出被测传感器的灵敏度。
实验测试了不同频率下水听器灵敏度及不确定度的分析。
关键词：换能器；灵敏度；不确定度1.概论1.1 概述地球表面积的71%是海洋，海洋里蕴藏着丰富的生物和矿物质资源，是人类今后生存和发展的第二个空间。
当今各国都在努力加强海军建设和大范围地开发海洋事业。
声纳这一水下探测设备成了开发海洋的重要帮手，更是海军和民用航海事业不可缺少的组成部分。
人们比喻声纳设备是舰船的水下耳目，换能器及其基阵则可谓之耳目的鼓膜和瞳孔了。
由于电磁波在水下传播衰减极快，探测距离甚微，因此发现和测量水下目标，目前仍主要采用声纳。
声纳设备的功能，就是收听水下有用信号并把它转变为电信号以供视听；或者自身产生一个电信号再转变为声信号在水介质中传播打到目标反射回来接收之，再转变为电信号供收听或观察，由此可以判断水下目标的方位和距离。
在这个水下电声信号的转换过程中的关键设备就是水声换能器或是换能器阵。
目前，水声换能器已经普遍地应用到工业、农业、国防、交通和医疗等许多领域。
其中包括以下几种：（1）在测深方面的应用：为保证航行安全，无论是军舰或是民船都要安装测深声纳；专门的航道检测船只都配备精度高、功能齐全的测深仪。
根据测深深度的不同，测深换能器的频率和功率也相差甚远。
以频率范围在10kHz~200kHz的较多，功率从数瓦到数十千瓦不等，其中，高频小功率用于内河或浅海，低频大功率用于远洋、大深度。
对这类换能器的要求是波束稳定、主波束锐。
（2）在定位和测距方面的应用：测量航船对地的航行速度，大多采用多普勒声纳，利用四个性能相同的换能器分别排列与龙骨相垂直的左右舷方向上。
一般工作频率在100kHz~500kHz。
（3）在海洋考察和海底地层勘探方面的应用：海底地质调查主要采用低频大孔径声纳。
拖曳式声纳是当今装在活动载体上最大尺寸的声学基阵，作用距离也最远。
水中成像方面，通常采用高频旁视声纳，在船底左右舷对称地沿龙骨平行方向装两个直线基阵，各自向海底发射扇形指向性声束，然后接收来自海底的反射波，由于海底凹凸不平反射波强度有别，在显示图像上就会出现亮度不同的图像，因为工作频率较高，声信号衰减较快，作用距离不远，现在试验的频率范围为数十千赫到500千赫。
1.2 开展水声换能器测试方法研究的意义在水声技术研究和应用中需要用到声压、声强和声功率等基础的水中声学量，水声量值的准确与否至关重要，不仅关系到水声科学研究的准确性，而且也关系到水声技术装备性能优劣和质量高低的检定和评价，开展水声换能器测试方法研究工作就是为了再现水声基本量，确保水声量值的准确一致。
计量具有传递特性的，它是以传递量值为目的的测量。
而测试通常是无传递特性的，它是以确定某种产品技术指标和性能或定量描述某物理现象为目的的测量，该论文就是主要测试水声换能器接收器的灵敏度。
1.3 水声换能器测试方法现状水声换能器测试方法的典型代表是比较法，由于此法所用仪量仪表少、测量步骤少、测量程序简单，因而产生误差的来源要少一些，所以在水声测量中，此法应用的比较广泛，当此法只采用一个标准换能器进行比较时，其校准精度要比参考标准的原校准精度要低一些，并且在实践中，还可检查出所用的标准换能器是否失效，在此校准中，通常采用标准水听器作比较，而尽量不用标注发射器作比较。
1.4 本文的主要研究内容本文主要针对水声换能器的二级校准方法及比较校准法，通过由信号源、示波器、功率放大器、水声换能器及PC组成的自动测量系统实现对水声接收器的灵敏度及其不确定度的测量分析。
2.水声换能器测量的原理和方法2.1 水声换能器的主要参数水声换能器的主要性能指标有；水中工作频率、工作频率范围、频带宽度、发射声源级（声功率）及发射响应、指向性、接收灵敏度及接收灵敏度响应、发射效率、品质因素、阻抗、最大工作深度、尺寸和重量等。
其中：(1). 工作频率水声换能器的工作频率或工作频率范围通常是由声纳设备的工作频率确定的。
换能器的阻抗、指向性、灵敏度、发射功率、尺寸等都是频率的函数。
一般说来，对发射换能器要计算它在谐振频率上或在谐振频率附近有限频带内的性能指标，在这个频率及其附近有最大的发射效率。
对于宽带接收换能器（压电换能器）谐振频率应远高于接收频带的上限，以保证宽带内有平坦的接收响应且要计算它在谐振频率及其以下频段内的接收响应。
大型低频声纳换能器的频率在数十赫到数千赫，而小型目标探测声纳换能器在数十千赫到数百千赫。
(2). 指向性不管是换能器还是换能器阵，它们的发射响应或接收响应会随着相对于它们的方向改变而变化。
这就是换能器具有指向性，发射换能器发射的声波如同探照灯射出的光束一样。
由于换能器具有指向性就可以把声能聚集到某个方位发射，使能量更加集中。
采用许多换能器组成尺寸更大的基阵，在相同的频率上指向性更加尖锐，能量更加集中，发射的距离更远，在接收状态下信噪比更大，作用距离也越远。
(3) 阻抗（或导纳）特性换能器在谐振频率附近可以看成一个简单串并联的等效电路。
电路中的每一个电阻、电容或电感表示该换能器固有特性，这就是换能器阻抗（或导纳）特性。
掌握了换能器的阻抗特性才能使它与发射机的末级回路或接收机的输入电路相匹配。
换能器的阻抗（或导纳）是一个复数，它是频率的函数，一般可表示成：Z(w)=R(w)+jX(w) （单位：欧姆）。
在机械共振时动态无功抗趋于零，静态容抗可用匹配电感调谐此时可以把它看成一个纯阻。
压电换能器电阻抗一般在数十欧姆到数千欧姆的范围内。
(4). 发射功率发射换能器的功能是将电子发射机的电功率转变为机械振动的机械功率，再把机械功率转变为声功率发射出去。
发射声功率是指换能器在单位时间内向介质中辐射能量多少的物理量，功率的单位用瓦表示。
换能器的发射功率受额定电压（或电流）、动态机械强度、温度及介质特性等因素的制约。
(5) 发射响应能够全面反映发射换能器性能指标的是发射响应，主要有发射电压响应和发射电流响应。
发射电压响应S V的定义是指发射换能器在指定方向上离其有效声中心d0米距离上产生的自由场表观声压P f与加到换能器输入端的电压U的比值：S V=P f d0/U。
发射电压响应通常用分贝表示。
发射电流响应是指发射换能器在指定方向上离其有效声中心d0米距离上产生的自由场表观声压P f与加到换能器输入端的电流I的比值：S I=P f d0/I 。
发射电压响应通常用分贝表示。
(6). 接收灵敏度换能器的自由场电压灵敏度指的是接收换能器在入射声波的作用下，输出端的开路电压U(w)与自由场中（假设接收换能器不存在时）它的声中心所在点的声压P f(w)的比值M(w)。
对于接收换能器而言，需要在很宽的频率范围内接收入射声信号，而压电换能器通常是在低于谐振频率的宽频带范围内工作。
(7)接收灵敏度的起伏宽带接收换能器要求在使用的频范围内有比较平坦的接收响应。
通常规定在工作频段内接收电压灵敏度起伏量为±1.5dB。
2.2 程控接口2.2.1 IEEE488接口（GPIB接口）GPIB接口于1965年首先由美国HP公司设计推出。
开始主要用于该公司自己生产地仪器与计算机之间地连接，被命名为HP-IB。
由于该接口当时地高传输速率（1MB/S），很快在测量领域流行起来，最后被吸纳为IEEE标准488-1975，并进一步被接纳为ANSI/IEEE标准488.1-1987，GPIB则是比HP-IB、IEEE488更为流行地叫法。
今天，GPIB测试技术有了长足地发展，ANSI/IEEE488.2-1987标准更严格地定义了控制器与仪器之间地通信方式；在GPIB总线规范基础上发展起来的VXI总线测试系统更是代表了仪器测试技术发展的潮流。
GPIB接口的问世使得自动化测试中仪器得互连有了统一得标准，推动了仪器制造业的技术发展，在以后的20年间，各种带标准接口的测试仪器如雨后春笋般涌现出来，使检测人员能够轻而易举的组成各种功能强大的自动化测试系统。
用GPIB接口总线构成的系统总线上可连接不同传输速率的仪器设备多达14台，在程控仪器仪表与计算机联网系统中起着一个重要的桥梁作用。
用GPIB接口与总线构成的系统包括总线、接口和设备。
GPIB总线是系统级的总线，该总线上连接的程控仪器设备都包含两部分功能，一种是仪器本身的设备功能，一种是实现GPIB接口与总线规约的接口功能。
2.2.2 接口功能在接口系统中，为了进行有效地信息传递，一般要包括三种基本地接口功能要求，即讲者、听者和控者。
控者是对系统进行控制的设备，能管理GPIB上的通信，使系统按适当的命令正确运行。
它能发出接口消息，如各种命令、地址，也能接收仪器发来的请求和信息。
讲者使发出装置消息的设备，即能输出数据。
在一个系统中可以有一个或多个讲者，但在任一时刻只能有一个讲者工作。
听者使接收讲者所发出的装置消息的设备，从GPIB接收数据。
在一个系统中可以有几个听者，且可以有一个以上的听者同时工作。
在一个GPIB系统中至少应该具有一个讲者功能和一个听者功能，以便传递信息，在自动测试系统中还应具备控者功能。
一台仪器可具有上述一、二或三个功能。
接口消息是指用于管理接口系统的消息，它只能在接口功能及总线之间传递，并为接口功能所利用和处理，而绝不允许传递到装置功能部分去，装置消息在装置功能间传输，并由装置功能所利用和处理，它不改变接口功能的状态。
2.2.3 VISA控制技术VISA是一种用于仪器程控的标准I/O应用程序接口（API），VISA本身不提供仪器程控能力，它是一种调用低级驱动程序的高级应用编程接口。
NI-VISA的层次结构如图2所示:VISA可以根据所用仪器的类型调用适当的驱动程序，以实现对VXI、GPIB或串口仪器的控制。
应用VISA的理由：VISA是标准。
VISA是整个仪器工业做仪器驱动程序的标准API。
可以利用一个API来控制一系列不同类型的仪器，如VXI、GPIB和串口。
接口无关性。
VISA利用同样的操作来与各仪器进行联系，而不必考虑接口的类型。