第3章 使用电压表测量电压参数

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1、第3章使用电压表测量电压参数3.1概述3.2模拟式电压表3.3数字式电压表3.4数字多用表内容提要：重点：交流电压信号的表征形式和表征量值的相互转换；电压测量仪器的工作原理难点：交流电压信号的表征形式和表征量值的相互转换测量电压常用的主要仪器仪表模拟万用表数字万用表有效值数字万用表图形万用表多重显示数字多用表台式数字多用表单指针交流毫伏表超高频毫伏表视频毫伏表3.1概述二.电压表的分类分为直流电压表和交流电压表两大类。三.交流电压表的基本参数1.峰值UP以零电平为参考的最大电压幅值（用Up表示），有正峰值和负峰值，包括在一起称峰-峰值，用Up-p表示。注：

2、以直流分量为参考的最大电压幅值称为振幅,（Um表示）3.有效值定义：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在同一负载上产生的热量相等时，则该直流电压U的数值就表示了交流电压u(t)的有效值。有效值表达式：2.平均值数学上定义为：由于正弦周期性的信号器电压平均值为零，所以实际测量中用检波后的平均值来表征正弦信号的幅度特性。4.波形因素电压的有效值与平均值之比称为波形因数Kf，即正弦信号的波形因素：Kf=1.11三角波的波形因素：方波信号波形因素：Kf=15.波峰因数KP交流电压的峰值与有效值之比称为波峰因数KP，即正

3、弦信号的波峰因素：三角波的波峰因素：方波信号波峰因素：KP=1名称波形因数KF波峰因数KP有效值平均值正弦波1.111.414UP/2Up/π半波整流1.572UP/Up/π全波整流1.111.414UP/2Up/π三角波1.151.73UP/Up/2锯齿波1.151.73UP/UP/方波11UPUp白噪声1.253UP—Up/3.7513表4.1几种典型的交流电压波形的参数四.电压测量分类1.按测量对象分：直流电压测量和交流电压测量。2.按测量技术不同分：模拟测量和数字测量。五.电压表的分类模拟电压表大多数为指针式仪表。一般用直流电流表表头作为指示器。测

4、量电压时一般经过放大或衰减变成直流电流来测量。对交流电压要先将其经过交流-直流变换器及检波器，将其转换为直流电压再进行测量。模拟电压表分为均值电压表、有效值电压表、和峰值电压表。按电路组成分可分为检波--放大式电压表、放大--检波式电压表、外差式电压表。2.数字电压表数字电压表是一种用A/D转换器作为测量机构，用数字显示器显示测量结果的电压表。测交流电压时，必须在A/D转换前对被测电参量进行转换处理。变为直流电压。A/D转换器是数字电压表的核心部分。直接影响到数字电压表的技术性能。六.电压表的技术指标1.频率范围2.量程3.输入阻抗4.测量精度（1）满度值

5、的百分数±%Um。式中±%为满度相对误差，Um为电压表的满度值。（2）读数值的百分数±%Ux。式中±%为读数相对误差，Ux为电压表的读数值。（3）±(%Ux+%Um)。数字电压表一般采用这种方式。5.抗干扰能力6.被测电压波形种类3.2模拟电压表一.模拟电压表的分类按测量直流或交流分：1.直流电压表：用于测量直流电压。2.交流电压表：用于测量交流电压。一般用交直流变换器实现变换。按照测量电压频率不同可分为：低频电压表、视频电压表、高频电压表和超高频电压表。根据电压表电路组成方式不同，模拟电压表可以分为：1.检波-放大式2.放大检波式3.外差式

6、二.阅读一种交流电压表的技术指标SG2171交流毫伏表是一种均值电压表其灵敏度高、波形失真小。频率范围5Hz～2MHz。测量电压的范围30V～100V.其它的技术指标参看课本68～69页。三.均值电压表均值电压表测量的电压是交流电压经过全波整流后的平均值，即输入电压的绝对值在一个周期的平均值。检波电路电子电压表内使用的均值检波电路如图3-11所示。图(a)为桥式整流电路(b)为半桥式电路流过电流表的电流正比于输入电压的平均值。2.定度系数和波形换算几乎所有的交流电压表都是按正弦波电压的有效值定度的。如果检波器不是有效值相应，则标称值（即示值）与实际值之间

7、存在一个系数，这个系数称为定度系数，记作K。对于均值响应检波器，在额定频率下加正弦电压时的示值为：所以定度系数如果用均值电压表测量纯正弦电压，其示值就是正弦波的有效值。如果被测电压是非正弦电压，则必须把示值经过换算后，才能得到被测电压的有效值。首先按平均值相等示值也相等的原则将示值U换算成被测电压的平均值再用波形因素Kf求出被测电压的有效值小结波形换算的方法是：当被测电压是任意电压时，将测量结果（电压表的示值）先除于定度系数折算成平均值，再乘以被测电压的波形因素即可得到被测电压的非正弦电压的有效值。[例3-1]用全波均值电压表分别测量方波和三角波电压，

8、示值均为1V,问被测电压的有效值分别为多少？[解]示值U=1V对