【2017年整理】电子测量与仪器课件三电压测量与电压表1.ppt

3.1 概述 3.2 直流电流、直流电压的测量 3.3 模拟式交流电压表 3.4 数字电压表 本章要点：交流电压的表征， 模拟式交流电压表的结构、检波器、 正弦波有效值定度及电压测量， 数字电压表的组成、性能指标及A/D变换器。;3.1.1 电压测量的基本要求 1. 频率范围宽 2. 量程宽 3. 输入阻抗高 4. 抗干扰能力强 5. 测量精确度高 电压表精确度表示方法如下： （1）满度值的百分数±β%Um 线性刻度的模拟式电压表 （2）读数值的百分数±α%Ux 对数刻度的电压表 （3）±(α%Ux+β%Um) 数字电压表 6.被测电压波形种类多 ;3.1.2 交流电压的表征 交流电压的表征量包括平均值 、峰值 、有效值U以及波形因数KF、波峰因数KP。 1.平均值 平均值简称为均值，是指波形中的直流成分 交流电压的平均值 2. 峰值UP 指交流电压在一个周期内（或一段时间内）以零电平为参考基准的最大瞬时值，记为 （或UP）;u(t); 4. 波形因数KF 交流电压的波形因数KF定义为交流电压的有效值U与平均值 之比，即 5. 波峰因数KP 交流电压的波峰因数KP定义为交流电压的峰值 与有效值U之比，即;表3-1 常见波形的波形因数和波峰因数;3.1.3 电子电压表的分类 电子电压表，分为模拟式电压表和数字式电压表。 1. 模拟式电压表 用磁电式直流电流表作为指示器 直流电压表 交流电压表: 核心为交直流变换器AC/DC。检波器按其响应特性分为均值、峰值和有效值检波器三种 结构形式:放大—检波式、 检波—放大式 外差式;（1）检波—放大式电压表 如图3.3(a)所示。其频率范围和输入阻抗主要取决于检波器 （2）放大—检波式电压表 如图3.3(b)所示。;（3）外差式电压表 组成框图如图3.4所示。外差式电压表利用混频器，将输入信号变为固定中频信号后进行交流放大，可以较好地解决交流放大器增益与带宽的矛盾，其灵敏度可以提高到微伏级。其频带宽度取决于本振频率范围，可从100kHz至数百兆赫兹，一般称之为高频微伏表。;;2. 数字式电压表 DVM 核心：A/D（模/数）变换器将模拟量变换成数字量， 十进制数字形式显示被测电压值直流数字电压表。 直流数字电压表配上交直流变换器即构成交流数字电压表 数字万用表。 A/D变换器分为 积分式、 （直流数字电压表） 比较式 复合式;数字电压表组成，如图3.5所示。 ;3.2 直流电流、直流电压的测量 3.2.1 直流电流的测量 磁电式直流电流表可以直接用来测量较小的直流电流 扩大电流量程： 3.2.2 直流电压的测量 磁电式电流表指针偏转角度α与被测电流I成正比 扩大电压表量程： 还可以用示波器、失真度测量仪、频谱仪等仪器测量电压。; 3.3 模拟式交流电压表 主要分为高频电压表：峰值电压表 多采用检波—放大式结构 多采用峰值检波器检波 低频电压表：均值电压表和有效值电压表 一般采用放大—检波式结构 平均值检波器或有效值检波器检波 3.3.1 低频交流电压表 1. 均值电压表 均值电压表以均值检波器作为交直流变换器。;（1）均值检波器 均值检波器输出的直流电压即电容C两端的电压， 均值检波器的输出始终等于整流后波形的平均值。; （2）刻度特性 均值电压表一般以即正弦波有效值定度。;[例3-1] 用均值电压表测量正弦波、三角波电压时，已知电压表的读数均为20V，试分别计算正弦波、三角波的有效值、平均值和峰值各是多少伏？ 解： 测量正弦波时： U~=Uα=20V 测量三角波时： 答：（略）。;均值电压表的组成如图3.10所示，属于放大—检波式电压表。 ;（4） 误差分