电压测量与电压表课件PPT.ppt

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1、第3章电压测量与电压表电压测量是电测量与非电测量的基础；基本的电压测量仪器是电压表电子测量的三大仪器:电压表示波器电子计数器13.1概述3.1.1电压测量的基本要求1.频率范围广：0Hz（直流）～109Hz低频：1MHz以下；高频（射频）：1MHz以上。2.量程宽微弱信号: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。23.1.1电压测量的基本要求

2、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。35.测量精度的要求差异很大10-1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

3、在较大的干扰。3.1.1电压测量的基本要求43.2直流电流、直流电压的测量3.2.1直流电流的测量磁电式表头5表头的满偏电流IO表头内阻ROIORO63.2.1直流电流的测量一、开路式分流电路例1：表头的灵敏度为1mA，内阻为360Ω，若测0~50mA，0~100mA的电流时，分流电阻为多少？0～50mA：0～100mA：量程变换开关的接触电阻对分流器电阻值的影响很大，尤其是对大电流量程，严重时会烧毁仪表，所以很少采用。+–AIARPR1R2R3SIX分流器73.2.1直流电流的测量二、闭路式分流

4、电路AIARPR1R2R3SIX+–分流器8三、实际测量中应注意的问题测量时，应将仪表串接入被测电路中；测量时，应注意使被测电流经正表笔(“+”端)流入仪表，由负表笔(“-”端)流出；如果不知被测电流的正负极性应将万用表量程开关打在最大量程，瞬间测量一下，观察表针偏转方向，如果正偏，说明接法正确，反偏则应调换表笔位置；应注意选用合适的量程进行测量，不知被测电流范围时，可从最大量程量起，逐渐变小量程，直至量程合适为止。93.2.2直流电压的测量测量电压时，应将仪表并接于被侧电路的两端；测量直流电压时

5、，注意电压表正表笔(“+”端)接被测电压的高电位，负表笔(“-”端)接低电位，不能接反。AIARPR1R2SUX+–分压器103.3交流电压的测量3.3.1表征交流电压的基本参量峰值、平均值、有效值、波峰因数和波形因数。峰值以零电平为参考的最大电压幅值（用Vp表示）。注：以直流分量为参考的最大电压幅值则称为振幅，（通常用Um表示）。113.3.1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，

6、均为全波整流）：123.3.1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：133.3.1表征交流电压的基本参量波峰因数和波形因数波峰因数：峰值与有效值的比值，用Kp表示波形因数：有效值与平均值的比值，用KF表示143.3.2交流电压的测量方法交流/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、

7、峰值和平均值）--〉驱动表头--〉指示。交流电压--〉有效值、峰值和平均值的转换，称为AC-DC转换。由不同的检波电路实现。利用交流电压的热效应数字化测量的方法153.3.3峰值电压表一、组成框图二、峰值检波器二极管峰值检波电路（a.串联式b.并联式c.波形）VPu(t)t检波-放大式（b）并联式（a）串联式+u(t)−CR++–u(t)+−CR++–峰值检波器分压器直流放大器被测输入µA163.3.3峰值电压表特点：峰值检波器的输入阻抗高，可与被测电路相联峰值检波器体积小，可做成探头与被测电路相

8、联，因此通过交流信号的测试线很短，分布参数以及引入的干扰信号小峰值电压表常用做超高频毫伏表，适于测量高频信号峰值电压表的常见型号：DA-1型、DA-4型、HFJ-8型、HFJ-8A型、DYC-5型等173.3.3峰值电压表三、刻度特性以正弦有效值刻度设电压表读数为α，测量正弦信号时：（正弦波电压有效值）2)测量非正弦信号时：α没有明确的物理意义，只说明:非正弦波电压的峰值与读数值相等的正弦波的峰值相等。18【例1】用具有正弦有效值刻度的峰值电压表测量一个方波电压，电压表读数为10V