电子测量第3章电学基本量的测量

《电子测量第3章电学基本量的测量》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、3.6电子电压表模拟式电子电压表3.6.1数字电压表3.6.2万用表3.6.3数字多用表3.6.41正弦有效值定度逐次比较式数字电压表和双积分式数字电压表的结构和原理重点2电子电压表电子电压表，分为模拟式电压表和数字式电压表。3.6.1模拟式电压表模拟式电压表即指针式电压表，它用磁电式直流电流表（俗称表头）作为指示器，有直流电压表和交流电压表之分。交流电压表的核心为交直流变换器AC/DC。一般利用检波器来实现交直流变换。1.检波器按其响应特性分为均值、峰值和有效值检波器三种，交流电压表则相应地分为

2、均值电压表、峰值电压表和有效值电压表。31）均值电压表被测电压输入阻抗变换器可变量程衰减器宽带交流放大器均值检波器图3.10均值电压表组成框图1。按其响应特性分类均值电压表属于低频电压表，它的灵敏度可以达到毫伏数量级，频率范围一般为20Hz～10MHz，故又称之为视频毫伏表。4刻度特性均值电压表一般以输入正弦波有效值的大小来定度，即正弦波有效值定度。当测量正弦波电压时，正弦波的有效值U~就等于电压表的读数值Uα，即U~=Uα；当测量非正弦波电压时，电压表的读数值无明确的物理意义，只说明非正弦波电压

3、平均值与读数值相等的正弦波电压平均值相等。式中，Kα为电压表的定度系数，反映的是电压表实际响应值与读数值Uα之间的关系；52）.有效值电压表有效值电压表类型繁多，例如，检波式（常用分段逼近式有效值检波器）、热偶式、计算式等。一般认为有效值电压表的读数就是被测电压的有效值，而与被测电压波形无关，称之为真有效值电压表。63)峰值电压表峰值检波器分压器直流放大器图3.17峰值电压表的组成被测输入刻度特性峰值电压表也以正弦波有效值进行定度。当测量正弦波电压时，正弦波电压有效值U等于电压表的读数值Uα，即U

4、=Uα。当测量非正弦波电压时，电压表的读数值Uα没有明确的物理意义，只说明非正弦电压的峰值与读数值相等的正弦波的峰值相等。7[例3-1]用正弦有效值定度的峰值电压表测量正弦波、三角波电压，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=20V8测量三角波时：答：（略）9[例3-2]用正弦有效值定度的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

5、波时：U~=Uα=20V10测量三角波时：答：（略）。11按照测量电压频率范围的不同，交流电压表还可分为超低频电压表（低于10Hz）、低频电压表（低于1MHz）、视频电压表（低于30MHz）、高频或射频电压表（低于300MHz）和超高频电压表（高于300MHz）。2为了满足不同测量对象的要求，模拟式交流电压表有直接检波式、放大—检波式、检波—放大式和外差式等四种不同的结构形式。（1）检波—放大式电压表检波—放大式电压表如图所示。检波器衰减器直流放大器被测输入(a)uA12（2）放大—检波式电压表放

6、大—检波式电压表如图所示。衰减器检波器交流放大器(b)被测输入uA（3）外差式电压表外差式电压表又称为选频电压表或测量接收机，其灵敏度可以提高到微伏级。一般称之为高频微伏表。输入电路混频器中频交流放大器图3.4外差式电压表组成框图被测输入均值检波器本振13此外，还有热偶式电压表。热偶式电压表是利用被测电压加在电热丝上对热偶元件加热而产生热电势，再根据热电势与加热温度的函数关系来测出被测电压。热偶式电压表的优点是测量结果与被测信号波形无关，是一种真正的有效值电压表，可以测量直流至上百兆赫兹的交流信号

7、。它的缺点是灵敏度低、输入电阻低、受环境温度影响大、个别电压表的刻度非线性。143.2.6．数字式电压表数字式电压表（DVM，DigitalVoltmeter）是利用A/D（模/数）变换器将模拟量变换成数字量，并以十进制数字形式显示被测电压值的一种电压测量仪器。直流数字电压表的核心是A/D变换器。A/D变换器分为积分式、比较式和复合式三种类型，直流数字电压表相应地分为积分式、比较式和复合式三种类型。目前，应用比较广泛的是双积分式DVM，其次是逐次比较式DVM。15数字电压表由模拟电路、数字逻辑电路

8、和显示电路三大部分组成，如图所示。图中A/D变换器是数字电压表的核心。输入电路A/D变换器计数器图3.5数字电压表组成框图被测输入寄存显示电路逻辑控制电路模拟电路数字逻辑电路显示电路16数字电压表还具有测量准确度高、分辨力强、测速快、输入阻抗高、过载能力强、抗干扰能力强等优点。由于微处理器的应用，目前高中档数字电压表已普遍具有数据存储、自检等功能，并配有标准接口，可以方便构成自动测试系统。而模拟式电压表具有结构简单，价格低廉，频率范围宽等特点，并且还可以更直观地观测信号电压变化情况