第2章电压测量介绍课件ppt2

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1、第二章电压测量2.1电压测量概述2.2交流电压的模拟测量2.3分贝的测量2.4电压的数字化测量2.1电压测量概述一、电压测量的特点频率范围宽电压测量范围宽电压波形的多样化要求有足够高的输入阻抗要求有足够高的测量准确度要求有高的测量速度要求有高的抗干扰能力二、电压测量仪器的分类直流电压测量和交流电压测量脉冲电压测量、有效值电压测量等模拟式电压表和数字式电压表模拟式电压表是指针式的,通常由动圈式直流电流表串联适当的电阻构成.数字式电压表将模拟量通过模/数(A/D)转换器转换为数字量进行测量.示波器测量2.2交流电压的模拟测量一、交流电压的表征1.峰值峰值是指以零点平为参考的最大电

2、压幅值，用UP表示。以直流分量为参考的最大电压幅值称为振幅，通常用Um表示。图2.2.1交流电压的峰值与振幅值UPUm2.平均值:对周期信号而言，T为信号的周期。从交流电压的测量观点看，平均是指全波整流后的平均值，不加说明时，通常指全波整流平均值，即：正弦波交流电压的全波整流平均值为3.有效值：当不特别指明时，交流电压的量值均指有效值。各类电压表的示值，除特殊情况外，都是按正弦波有效值来定度的4.波形因数和波峰因数为了表征同一信号的峰值、有效值及平均值的关系，引入波形因数KF和波峰因数KP：三角波矩形波正弦波二、交流电压的测量方法用检波器把交流电压转换成直流电流，驱动直流电流

3、表指针偏转。1.峰值电压表（检波－放大式）图2.2.2常见峰值表检波电路串联式要求RC>>Tmax,RC<>Tmax的条件容易满足。但由于分布参数及高频特性的影响仍会产生误差。如果应用于低频场合，因为信号

4、的周期较长，下降，测量误差增加，经分析可知，低频时相对误差：L-1/(2fRC)其中，f为被测电压的频率。低频误差也是一个负误差，频率越低，误差越大。当利用峰值电压表测量正弦波电压时，若信号的失真度较大，由于峰值检波电路对波形的凸起部分非常敏感，所以将会造成较大的波形失真。因此在测量谐波失真较大的信号电压时，尽量不要选用峰值电压表，必须使用时应进行误差修正。一般峰值电压表按正弦波有效值定度，所以若测量非正弦波电压，必须进行波形换算设仪表盘示值电压为，则被测峰值电压为：其中为正弦波的波峰因数例：用具有正弦波有效值的峰值表测量三角波电压，电压表指在10V处，问被测电压有效值

5、？峰值检波器电路图2.2.3高精度峰值表检波器（反相型）反向放大器电压跟随器半波检波二极管存储电容反馈回路，通过调节RP可改变环路增益。工作原理：A1对输入信号反相放大，当VD2导通,VD1截止时，A1输出经VD2对C充电，uo＝uc跟随ui；当VD1导通，VD2截止时，C与A1隔离，uo＝uC保持ui峰值。因此，只要输出和输入电压不等，负反馈的作用便不断对输出电压校正，直到二者相等为止。2.平均值电压表（放大－检波式）ui衰减器宽带放大器检波器A图2.2.4平均值电压表的组成原理图在平均值电压表中，检波器对被测电压的平均值产生响应。一般的“宽频带毫伏表”基本属于这一类。这

6、种电压表的频率范围主要受放大器带宽的限制，典型的频率范围为20Hz~10MHz。电容作用：滤除检波后的交流成分图2.2.5常用的平均值检波电路设u(t)为纯交流电压，VD1~VD4具有相同的正向电阻Rd和反向电阻Rr，且Rr，A表内阻rm，则通过电流表的平均电流为：所以，与波形无关。一般均值电压表采用正弦波电压有效值定度，所以若测量非正弦波电压，必须进行波形换算设仪表盘示值电压为，则：，其中为正弦波的波形因数对于非正弦波，必须进行示值换算，得出被测电压的有效值：例1.用平均值电压表（全波式）测量三角波，示值为1V，求三角波的有效值。测量非正弦波会引起波形误差。图2.2

7、.5极性显示交、直流平均值检波器电压表电路平均值检波器电压表图4.2.5极性显示交、直流平均值检波器电压表电路R6~R10与R1及S组成输入量程分压衰减器A1及外围元件与微安表组成测试电路图4.2.5极性显示交、直流平均值检波器电压表电路VD1,VD2为输入保护二极管RP3为A1的调0电位器图4.2.5极性显示交、直流平均值检波器电压表电路电位器RP1,RP2分别用于校正交、直流刻度R2为平衡电阻C1为滤波电容，并接在电流表两端，可抑制测量低频信号时所引起的表针抖动A2及LED1，LED2组成极性显示电