电子测量4第2部分ppt课件.ppt

《电子测量4第2部分ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、5.4数字式多用表数字式电压表（DVM）利用模拟—数字（A/D）转换器，将模拟的被测电压量转换成数字量，然后利用十进制数字显示方式显示被测量数值。数字多用表（DMM）的框图5.13所示。图5.13数字多用表的框图5.4.1数字电压表的分类1.斜坡式数字电压表2.双积分式数字电压表3.比较式数字电压表4.复合式数字电压表5.4.2数字电压表的主要技术指标1.测量范围测量范围包括显示的位数、量程的范围和是否具有超量程能力等。（1）显示位数位数是指能显示0~9共十个完整数码的显示器的位数。其中1/2位，指的是最高位只能取“1”或“0”，不能将0~9十个数码全部显示的位。（2）量程的范围DVM的量

2、程范围包括基本量程和扩展量程。基本量程是测量误差最小的量程，它不经过衰减和放大器；扩展量程是采用输入衰减器和放大器来完成的，它的测量精度比基本量程的测量精度降低。（3）超量程能力1/2位和基本量程结合起来，说明DVM是否具有超量程能力。2.分辨率分辨率是指DVM能够显示的被测电压的最小变化值，即显示器末位跳动一个数字所需的电压值。在不同的量程上DVM的分辨率是不同的，在最小量程上，DVM具有最高分辨率。3.测量速率测量速率是指每秒钟对被测电压的测量次数，或一次测量全过程所需的时间。4.输入特性输入特性包括输入阻抗和零电流两个指标。直流测量时，DVM输入阻抗用Ri表示。量程不同，Ri也有差别

3、，一般在10MΩ~1000MΩ之间。交流测量时，DVM输入阻抗用Ri和输入电容Ci的并联值表示，一般Ci在几十至几百皮法之间。采用共模抑制比和串模抑制比来表示DVM的抗干扰能力。一般共模干扰抑制比为（80~150）dB；串模抑制比为（50~90）dB。在DVM中抑制串模干扰的措施有两种，一是在DVM的输入端设置滤波器；二是从A/D转换原理上采用双积分电路可消除干扰。在DVM中抑制共模干扰主要采用输出端浮置的办法。5.抗干扰能力6.固有误差和工作误差DVM的固有测量误差主要是读数误差和满度误差，通常用测量的绝对误差表示。△U＝±（α％·Ux+β%·Um）（5-15）式中α——误差的相对项系数

4、；β——误差的固定项系数；Ux——被测电压读数；Um——该量程的满度值。工作误差指在额定条件下的误差，通常也以绝对值形式给出。5.4.3数字电压表的工作原理1.数字电压表的组成数字电压表的组成如图5.14所示。被测信号数字部分模拟部分图5.14数字电压表的组成框图2.逐次逼近比较式DVM的基本原理①电路组成框图如图5.15所示，逐次逼近比较式A/D转换器由电压比较器、D/A转换器、逐次逼近寄存器（SAR）、逻辑控制电路和输出缓冲器等部分组成。(MSB)(LSB)并行数字输出基准电压Vref模拟输入ux钟脉冲起始脉冲图5.15逐次逼近比较式A/D转换框图②工作原理逐次逼近比较式A/D变换是属

5、于直接式A/D变换。其基本原理是用被测电压和一个可变的已知的电压（基准电压）进行比较，直至比较结果相等。达到测出被测电压值的目的。③工作特点（1）测量速度快。（2）测量精度取决于标准电阻和基准电压源的精度，还与D/A转换器的位数有关。（3）由于测量值对应于瞬时值，而不是平均值，所以抗串模干扰能力差。3）双积分式ADC基本原理：通过两次积分过程(“对被测电压的定时积分和对参考电压的定值积分”)的比较，得到被测电压值。原理框图包括积分器、过零比较器、计数器及逻辑控制电路。双积分式ADC特点：基于V-T变换的比较测量原理。一次测量包括3个连续过程，所需时间为T0+T1+T2，其中，T0、T1是固

6、定的，T2则与被测电压Vx有关，Vx愈大T2愈大。一般转换时间在几十ms~几百ms，（转换速度为几次/秒~几十次/秒），其速度是较低的，常用于高精度慢速测量的场合。积分器的R、C元件对A/D转换结果不会产生影响，因而对元件参数的精度和稳定性要求不高。参考电压Vr的精度和稳定性对A/D转换结果有影响，一般需采用精密基准电压源。（例如，一个16bit的A/D转换器，其分辨率1LSB=1/216=1/65536≈15×10-6，那么，要求基准电压源的稳定性（主要为温度漂移）优于15ppm（即百万分之15））。积分器响应的是输入电压的平均值，因而具有较好的抗干扰能力。DVM的最大干扰来自于电网50

7、Hz工频电压（周期为20ms），因此，只要选择T1时间为20ms的整倍数，则干扰信号vsm的平均值为零。模拟式电压表模拟直流电压表模拟交流电压表电子电压表放大－检波检波－放大峰值平均值有效值数字式多用表逐次逼近比较式双积分式5.5电压测量电压测量的基本要求要求：(1)应有足够宽的频率范围(2)应有足够宽的电压测量范围(3)应有足够高的测量准确度(4)应有足够高的输入阻抗(5)应有足够高的抗干扰能力5.5.1直流电压的测量