《模拟测量方法》PPT课件

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1、第3章模拟测量方法内容三种检波器平均值检波器峰值检波器有效值检波器噪声电压，分贝值和失真度测量功率和Q值测量3.1电压测量概述电压测量的重要性电压测量的特点电压测量的方法和分类1）电压测量的重要性电压测量是电测量与非电测量的基础；表征电信号能量的三个基本参数：电压、电流、功率电流、功率——〉电压，再进行测量饱和与截止，线性度、失真度——〉电压表征非电测量中，物理量——〉电压信号，再进行测量如：温度、压力、振动、（加）速度2）电压测量的特点1.频率范围广：零频（直流）～109Hz低频：1MHz以下；高频（射频）：1MHz以上。2.测量范围宽

2、微弱信号:心电医学信号、地震波等,纳伏级（10-9V）；超高压信号：电力系统中，数百千伏。3.电压波形的多样化电压信号波形是被测量信息的载体。各种波形：纯正弦波、失真的正弦波，方波，三角波，梯形波；随机噪声。2）电压测量的特点4.阻抗匹配在多级系统中，输出级阻抗对下一输入级有影响。直流测量中，输入阻抗与被测信号源等效内阻形成分压，使测量结果偏小。如：采用电压表与电流表测量电阻，当测量小电阻时，应采用电压表并联方案；当测量大电阻时，应采用电流表串联方案。交流测量中，输入阻抗的不匹配引起信号反射。2）电压测量的特点5.测量精度的要求差异很大1

3、0-1至10-9。6.测量速度的要求差异很大静态测量：直流（慢变化信号）,几次/秒;动态测量：高速瞬变信号,数亿次/秒（几百MHz）精度与速度存在矛盾，应根据需要而定。7.抗干扰性能工业现场测试中，存在较大的干扰。3）电压测量的方法和分类2.电压测量方法的分类·按对象：直流电压测量；交流电压测量·按技术：模拟测量；数字测量1）交流电压的模拟测量方法表征交流电压的三个基本参量：有效值、峰值和平均值。以有效值测量为主。方法：交流电压（有效值、峰值和平均值）--〉直流电流--〉驱动表头--〉指示——有效值、峰值和平均值电压表，电平表等。3）电压

4、测量的方法和分类2.电压测量方法的分类·按对象：直流电压测量；交流电压测量·按技术：模拟测量；数字测量1）交流电压的模拟测量方法表征交流电压的三个基本参量：有效值、峰值和平均值。以有效值测量为主。方法：交流电压（有效值、峰值和平均值）--〉直流电流--〉驱动表头--〉指示——有效值、峰值和平均值电压表，电平表等。3）电压测量的方法和分类2）数字化直流电压测量方法模拟直流电压--〉A/D转换器--〉数字量--〉数字显示（直观）——数字电压表（DVM），数字多用表（DMM）。3）交流电压的数字化测量交流电压（有效值、峰值和平均值）--〉直流电

5、压--〉A/D转换器--〉数字量--〉数字显示——DVM（DMM）的扩展功能。3）电压测量的方法和分类4）基于采样的交流电压测量方法交流电压--〉A/D转换器--〉瞬时采样值u(k)--〉计算，如有效值式中，N为u(t)的一个周期内的采样点数。5）示波测量方法交流电压--〉模拟或数字示波器--〉显示波形--〉读出结果3．2表征交流电压的基本参量平均值（均值）数学上定义为：相当于交流电压u(t)的直流分量。交流电压测量中，平均值通常指经过全波或半波整流后的波形（一般若无特指，均为全波整流）：对理想的正弦交流电压u(t)=Vpsin(ωt)，

6、若ω=2π/T3．2表征交流电压的基本参量有效值定义：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V在同一负载上产生的热量相等时，则该直流电压V的数值就表示了交流电压u(t)的有效值。表达式：直流电压V在T内电阻R上产生的热量Q_=I2RT=交流电压u(t)在T内电阻R上产生的热量Q~=由Q_=Q~得，有效值3．2表征交流电压的基本参量有效值意义：有效值在数学上即为均方根值。有效值反映了交流电压的功率，是表征交流电压的重要参量。对理想的正弦交流电压u(t)=Vpsin(ωt)，若ω=2π/T波峰因数和波形

7、因数波峰因数定义：峰值与有效值的比值，用Kp表示，3．2表征交流电压的基本参量波峰因数和波形因数对理想的正弦交流电压u(t)=Vpsin(ωt)，若ω=2π/T波形因数定义：有效值与平均值的比值，用KF表示，对理想的正弦交流电压u(t)=Vpsin(ωt)，若ω=2π/T3．2表征交流电压的基本参量波峰因数和波形因数常见波形的波峰因数和波形因数可查表得到：如正弦波：Kp=1.41，KF=1.11；方波：Kp=1，KF=1；三角波：Kp=1.73，KF=1.15；锯齿波：Kp=1.73，KF=1.15；脉冲波：Kp=，KF=，为脉冲宽度，T

8、为周期白噪声：Kp=3（较大），KF=1.25。3.2AC/DC转换器的响应特性及误差分析1）交流/直流电压（AC-DC）转换原理模拟电压表的交流电压测量原理：交流电压--〉直流电流（有效值、