电子电压测量毕业论文

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1、摘要电压测量是电子测量的一个重要内容。在三个表征电信号能量的基本参数（电压、电流和功率）中，电压测量是最直接也是最普遍的。在实际工作中，许多电子设备的控制信号、反馈信号以及输出信号主要是以电压量表示。在非电量测量中，通常也利用各种传感器将非电量转换成电压量来进行测量。可以说，电压测量是电子测量的基础。利用数字式电压表（简称DVM)用于电压的数字测量，是数字化仪表的基础与核心。由于精度高、可靠性好以及显示清晰、直观，在实际测量中已逐渐取代了模拟式电压表，现在它已成为电子测量领域中应用最广泛的一种仪表。该文针对电子测量中交直流数字

2、测量方法、A/D转换器原理、误差进行重点分析。关键词1、电压测量；2、数字式电压表；3、A/D转换器II目录摘要I一、直流电压基准11、标准电池12、半导体电压基准13、量子电压基准1（1）约瑟夫森量子隧道结：1（2）约瑟夫森量子效应：2（3）约瑟夫森量子逆效应2（4）约瑟夫森量子电压基准2（5）约瑟夫森量子阵2二、交流电压的测量31、双侧热电桥32、双侧热点桥---自动平衡33、有效值44、平均值45、峰值和振幅值56、波峰因数与波形因数57、交流电压的数字测量技术：6三、直流电压的数字测量61、数字电压表的组成62、逐次比

3、较型A/D转换器7（1）电路结构：7（2）工作原理：8（3）逐次比较型A/D转换器特点：9（4）误差影响：93、双积分式ADC9（1）电路结构：9（2）工作原理：11（3）双积分A/D转换器特点：13（4）误差影响134、单斜积分型ADC14（1）电路结构：14（2）工作原理：14（3）单斜积分型ADC特点：15结论16一、直流电压基准1、标准电池利用化学反应产生标准电压（1.01860V）饱和型：电压年稳定性可小于0.5μV，相当于5×10-7），温度系数较大（约－40μV/℃）。用于计量部门恒温条件下的电压标准器。不饱和型

4、特点：温度系数很小（约－4μV/℃），但稳定性较差。2、半导体电压基准利用齐纳二极管的稳压特性制作的电压基准图1-2-1二极管的稳压特性3、量子电压基准基于约瑟夫森（Josephson）效应的量子电压基准。（1）约瑟夫森量子隧道结：将2块超导体通过厚度约10埃的绝缘层隔开，构成的超导体-绝缘体-超导体（SIS）结构称为约瑟夫森隧道结。15（2）约瑟夫森量子效应：在约瑟夫森结两边加上电压V时，产生穿透绝缘层的超导电流，这是一种交变电流，这种现象称为交流约瑟夫森效应。1-1（3）约瑟夫森量子逆效应将约瑟夫森结置于微波场中，约瑟夫森

5、结上得到量子化阶梯电压Vn的现象，称为约瑟夫森量子逆效应。1-1（4）约瑟夫森量子电压基准国际计量委员会的建议：从1990年1月1日开始，在世界范围内同时启用了约瑟夫森电压量子基准（JJAVS，10-10）。并给出KJ-90=483597.9GHz/V。（5）约瑟夫森量子阵约瑟夫森结产生的量子电压较低（mv级）。将成千上万个或更多的约瑟夫森结串联，得到约瑟夫森结阵（JJA），可产生1V至10V的电压。15二、交流电压的测量1、双侧热电桥2-12-2图2-1-1双侧热电桥准确度：直流电压标准准确度为，则得到的高频电压标准准确度可

6、达。2、双侧热点桥---自动平衡图2-2-1双侧热点桥--自动平衡153、有效值交流电压的有效值定义为，交流电压u（t）在一个周期T内通过某纯电阻负载R所产生的热量，与一个直流电压U在相同的时间内通过同一负载所产生的热量相等时，则该直流电压U的数值就表示了交流电压u(t)的有效值，由此可推导出交流电压的有效值的表达式：2-3上式在数学上即为方均根值。有效值反映了交流电压的功率，是表征交流电压的重要参数。对于理想的正弦交流电压，其有效值为：2-44、平均值平均值是指周期信号的直流分量，其数学表达式定义为：2-5根据该定义，不含直

7、流分量的交流电压，其平均值应等于零。但在电子测量中，交流电压的平均值是指交流电压经检波后的平均值。若不能特别说明，通常指全波平均值，即：2-65、峰值和振幅值某一周期性交流电压u(t)在一个周期内所能达到的最大值称为该交流电压的峰值，用符号表示。当不加说明时，u(t)包括直流分量15在内。通常峰值又可以分为峰峰值、正峰值、负峰值。在实际应用中需要注意区分峰值和振幅值。峰值是从零电平开始计算的，而振幅值则一直流分量的电平作参考，它仅反映交变部分振动的幅度。同样，振幅值也可以分为正振幅值和负振幅值。当直流分量时，振幅值即为峰值。图

8、2-5-1交流电压的峰值与幅值6、波峰因数与波形因数（1）波峰因数：定义为峰值与有效值得比值：2-7对于理想的正弦交流电压，其波峰因数为：2-8（2）波形因数：定义为有效值和平均值的比值：2-9对于理想的正弦交流电压，其波形因数为：2-10157、交流电压的数字测量技术：2-