峰值和谷值电压检测
史上最实用较深刻的峰值检测电路实例与分析
一、前言
峰值检测电路（PKD，Peak Detector）的作用是对输入信号的峰值进行提取，产生输出Vo = Vpeak，为了实现这样的目标，电路输出值会一直保持，直到一个新的更大的峰值出现或电路复位。
峰值检测电路在AGC（自动增益控制）电路和传感器最值求取电路中广泛应用，自己平时一般作为程控增益放大器倍数选择的判断依据。有的同学喜欢用AD637等有效值芯片作为程控增益放大器的判据，主要是因为集成的方便，但个人认为是不合理的，因为有效值和信号的正负峰值并没有必然联系；其次，实际应用中这类芯片太贵了。当然，像电子设计竞赛是可以的，因为测试信号总是正弦波，方波等。（本文参加了TI公司的博文比赛，觉得还行的话，希望大家帮顶一下、回复一个，谢谢大家，我会更努力的：-）
二、峰值检测电路原理
顾名思义，峰值检测器（PKD，Peak Detector）（本文默认以正峰值检测为例）就是要对信号的峰值进行采集并保持。其效果如下如（MS画图工具绘制）：
根据这样的要求，我们可以用一个二极管和电容器组成最简单的峰值检测器。如下图（TINA TI 7.0绘制）：
这时候我们可以选择用面包板搭一个电路，接上信号源示波器观察结果，但在这之前利用仿真软件TINA TI进行简单验证会节省很多时间。通过简单仿真（输入正弦信号5kHz,2V pp），我们发现仅仅一个二极管和电容器组成的峰值检测器可以工作，但性能并不是很理想，对1nF的电容器，100ms后达到稳定的峰值，误差达10%。而且，由于没有输入输出的缓冲，在实际应用中，电容器中的电荷会被其他部分电路负载消耗，造成峰值检测器无法保持信号峰值电压。
因此我们可以用模电书上说的“超级二极管”代替简单二极管（TINA TI 7.0绘制）：
从仿真结果来看，同等测试条件下，检测误差大大减小。但我们知道，超级二极管有一个缺点，就是Vi从负电压变成正电压的过程中，为了闭合有二极管的负反馈回路，运放要结束负饱和状态，输出电压要从负饱和电压值一直到（Vi+V二极管）。这个过程需要花费时间，如果在这个过程，输入发生变化，输出就会出现失真。
因此，我们需要在电路中加入防止负饱和的措施，也就是说，我们输入部分的处理环节
要能够尽量跟随输入信号的电压，并提供一个尽可能理想的二极管，同时能够提供有效的输
入缓冲。一个经典的电路是通过在输入和输出间增加一个二极管，这有点类似于电压钳位（T
INA TI 7.0绘制）：
经过以上的简单描述，其实我们已经可以将峰值检测器分成几个模块：（1）模拟峰值存储器，即电容器；（2）单向电流开关，即二极管；（3）输入输出缓冲隔离，即运算放大器；（4）电容放电复位开关（这部分非必须，如：如果电容值选取合适，两次采样时间间隔较大）。
三、几种峰值检测电路
采用二极管和电容器组成的峰值检测电路有多种实现方式和电路形式，在TI等公司的一下文献中，我们可以查到不少。就自己个人实验的结果而言，二极管、电容、放大器组成的峰值检测器有效工作频率范围在500kHz一下，对100m
Vpp以上的输入信号检测误差可达到3%以内，后文中3.2的曲线图能较有代表性地反映这类峰值检测器的性能。
3.1 分立二极管电容型
TI公司的Difet 静电计级运算放大器OPA128的DATASHEET里提供了一个很好用的峰值
检测器：
TINA TI的仿真结果如下：
值得一提的是，该图有几个用心之处：（1）采用FET运放提高直流特性，减小偏置电流OPA128的偏置电流低至75fA！；（2）将场效应管当二极管用，可以有效减小反向电流同时增加第一个运放的输出驱动力；（3）小电容应该是防止自激的。实际应用中可以用TL082双运放和1N4148来代替场效应管，性能价格比较高，详见https://www.doczj.com/doc/249559859.html,/billyev ans/193257/message.aspx。
3.2无二极管型
无二极管型是利用比较器输出的开集BJT或者开漏MOSFET代替二极管，进一步提高性
价比，TI公司的LM311的DATASHEET提供了一个非常简单的峰值检测器电路：
该图作者使用TINA TI 7.0和Multisim10.1均未仿真成功，但电路应该是没有问题的，只是性能得看实验。
重点一提的是EDN英文版上有篇文章（见参考文献）提供了一种非常棒的PKD：
性能如下：
该图作者用TINA未能仿真成功，Mutisim10.1仿真成功：
性能如下：
3.3集成峰值检测电路
ADI公司有一款集成的PKD——PKD01，本质也是二极管加电容的结构，性能不详。四、其他结构峰值检测电路
在高速的环境下，二极管和电容结构的电路就无法适应了，作者见过FPGA+DAC+高速比较器组成的峰值检测器，原理很简单，就是将DAC输出和输入信号作比较，FPGA负责DAC
电压输出控制和比较器输出检测。
用两个运算放大器就能完成对非正弦波形的峰值和谷值电压的检测。在峰值期间，D1导通使C1充电达到峰值，峰值过后由于R1的限流作用，C1放电微乎其微，到下一次峰值再度充电，维持峰值电压输出。谷值检测与上面相反，谷值期间C2经过D2迅速地放电到谷值电压，而其它时间仅通过D4、R2微量放电，C2上始终保持谷值电压。C1、C2上串接的1Ω电阻用于防止过冲。
燕 山 大 学 课程设计 说明书 题目：基于运算放大器的峰值检 测电路设计 学院（系）：电气 工程学院年级专业： 08级检测1学号： 080103020042 学生姓名：井涛 指导教师：温江涛 教师职称：讲师
燕山大学课程设计（论 文）任务书 院（系）：电气工程学院基层教学单位：仪 器科学与工程系 学号080103020042学生姓名井涛专业（班级）08检测1 班设计题目基于运算放大器的峰值检测电路设计 设 计技术参数输入信号是由 10-100Hz 的正弦波和三角波叠加而成。测量电路每隔0.2 秒采集一次输入信号的峰值。 设计要求1：完成题目的理论设计模型；2：完成电路的m ultisim 仿真； 工作量1：完成一份设计说明书（其中包括理论设计的相关参数及仿真结果）；2：提交一份电路原理图； 工 作计划周一，查阅资料； 周二到周四，理论设计及计算机仿真；周五，撰写设计说明书； 参考资料1：基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计；2：模拟电子技术； 3：数字电子技术； 4：电路理论 指导教师签字基层教学单位主任签字 说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。 2011年 6 月 25 日
燕山大学课程设计评审意见表指导教师评语： 成绩： 指导教师： 年月日答辩小组评语： 成绩： 组长： 年月日课程设计总成绩： 答辩小组成员签字： 年月日 3
基于运算放大器的峰值检测电路设计 目录 第一章引言 (2) 第二章基本原理 (2) 2.1原理分析及原理框图............................ ...................... ... .. (2) 2.2 电路功能分析 (3) 2.2 电路分块设计 (4) 第三章电路具体设计....... .. .. .. (7) 3.1 峰值检测电路元件参数选取 (7) 3.2 采样信号发生器........................................................... (8) 3.3 总体电路图...................................................... .... . (9) 第四章电路仿真测试 (10) 4.1 输出波形multisim仿真 (10) 4.2对于微小输入信号的分析 (14) 第五章误差分析 (17) 5.1 复位误差.......................................... ....... . (17) 5.2 保持误差........ .... ........................................ .......... . (21) 第六章整体电路图 .................... .. (22) 第七章结论 (23) 第八章心得体会..................... ..................... .. 24 参考文献.. (25) 4
电流表电压表及功率表检定规程 Verification Regulation of Amperemetor Voltmetor and Wattmetor 本检定规程经国家计量总局于1982年6月30日批准，并自1983年12月1日起施行。 归口单位：中国计量科学研究院 起草单位：中国计量科学研究院 中国计量科学研究院分院 主要起草人：乔玉文杨静贞王景元 本规程技术条文由起草单位负责解释。 电流表电压表及功率表检定规程 本规程适用于新生产的、使用中及修理后的直流和交流(频率为10～20000Hz)电流表、电压表和功率表，以及进行电流、电压和功率测量的复用表(以下简称为仪表)的检定。 本规程不适用于自动记录式仪表、数字式仪表、电子式仪表、平均值和峰值电压表及低功率因数功率表。 一、主要技术要求 (一)基本误差 1 仪表的基本误差在标度尺工作部分的所有分度线上不应超过表1中的规定。 表1 基本误差的表示方法： 1.1 单向标度尺的仪表--以标度尺工作部分上限的百分数表示。 即： 式中：γm--仪表的基本误差； Δ--最大绝对误差；
Am--仪表的上限值； A--仪表示值； A0--仪表的实际值。 1.2 双向标度尺的仪表--以标度尺工作部分两上限绝对值之和的百分数表示。 式中：-Am--仪表负向上限； +Am--仪表正向上限； 其它同前。 (二)升降变差及指示器不回零位 2 能耐受机械作用的仪表，微型和小型仪表，用直流进行检定的电磁系及铁磁电动系仪表，其指示值的升降变差不应超过其允许的基本误差绝对值的1.5倍。 其它仪表指示值的升降变差不应超过基本误差的绝对值。 3 具有机械反作用力矩的仪表，当将指示器自终点分度线平稳地逐渐减小至零时，指示器不回机械零位值不应超过如下规定： 3.1 能耐受机械作用的仪表、微型和小型仪表，标度尺角度大于120°的仪表和张丝式仪表用公式(3)确定不回机械零位γ(mm)之值： 式中：K--仪表的准确度等级； L--标度尺的长度(mm)。 3.2 其它仪表--按(3)式所确定数值的一半。 (三)倾斜影响 4 当仪表自规定的工作位置向任一方向倾斜(不大于表2所规定的角度)时，其指示值的改变不应超过表1中的规定值。指示值改变的表示方法与基本误差表示方法相同。 如仪表上未注明工作位置时，则在垂直与水平两个位置都应符合本条要求。 本条不适用于装有水准器的仪表。
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目：12 峰值检测电路 初始条件： 具备数字电子电路的理论知识；具备数字电路基本电路的设计能力；具备数字电路的基本调试手段；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。 要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、4位LED显示； 2、设计峰值检测电路，模数转换，锁存电路； 3、清零设置功能；每次检测到的最大值被保存和显示； 4、安装调试并完成符合学校要求的设计说明书； 5、设计电源； 6、焊接：采用实验板完成，不得使用面包板。 时间安排： 第十九周一周，其中3天硬件设计，2天硬件调试 指导教师签名： 2012年 5 月 30日 系主任（或责任教师）签名：年月日
1 绪论 1.1软件介绍 Protues软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译，功能十分强大。 1.2 A/D转换芯片介绍 ICI-7135是421位双积分A/D转换芯片,可以转换输出±20000个数字量,有STB选通控制的BCD码输出,与微机接口十分方便。ICL7135具有精度高(相当于14位A/D转换),价格低的优点。其转换速度与时钟频率相关,每个转换周期均有：自校准(调零)、正向积分(被测模拟电压积分)、反向积分(基准电压积分)和过零检测四个阶段组成,其中自校准时间为10001个脉冲,正向积分时间为10000个脉冲,反向积分直至电压到零为止(最大不超过20001个脉冲)。故设计者可以采用从正向积分开始计数脉冲个数,到反向积分为零时停止计数。将计数的脉冲个数减10000,即得到对应的模拟量。图1给出了ICL7135时序,由图可见,当BUSY变高时开始正向积分,反向积分到零时BUSY变低,所以BUSY可以用于控制计数器的启动／停止。 ICL7135为DIP28封装,芯片引脚排列如图2所示,引脚的功能及含义如下： (1)与供电及电源相关的引脚(共7脚) .-V：ICL7135负电源引入端,典型值-5V,极限值-9V;
避雷器试验 一．实验目的： 了解阀型避雷器的种类、型号、规格、工作原理及不同种类避雷器的结构和适用范围，掌握阀型避雷器电气预防性试验的项目、具体内容、试验标准及试验方法。 二．实验项目： 1．FS-10型避雷器试验 （1）．绝缘电阻检查 （2）．工频放电电压测试 2．FZ-15型避雷器试验 （1）．绝缘电阻检查 （2）．泄漏电流及非线性系数的测试 三．实验说明： 阀型避雷器分普通型和磁吹型两类，普通型又分FS型（配电型）和FZ型（站用型）两种。它们的作用过程都是在雷电波入侵时击穿火花间隙，通过阀片（非线性电阻）泄导雷电流并限制残压值，在雷电过后又通过阀片减小工频续流并通过火花间隙的自然熄弧能力在工频续流第一次过零时切断之，避雷器实际工作时的通流时间≯10ms（半个工频周期）。FS型避雷器的结构最简单，如图4-1所示，由火花间隙和非线性电阻（阀片）串联组成。FZ型避雷器的结构特点是在火花间隙上并联有均压电阻（也为非线性电阻），如图4-2所示，增设均压电阻是为了提高避雷器的保护性能，因为多个火花间隙串联后将引起间隙上工频电压分布不均，并随外瓷套电压分布而变化，从而引起避雷器间隙恢复电压的不均匀及不稳定，降低避雷器熄弧能力，同时其工频放电电压也将下降和不稳定。加上均压电阻后，工频电压将按电阻分布，从而大大改善间隙工频电压的分布均匀度，提高避雷器的保护性能。非线性电阻的伏安特性式为：U=CIα，其中C 为材料系数，α即为非线性系数（普通型阀片的α≈0.2、磁吹型阀片的α≈0.24、FZ型避雷器因均压电阻的影响，其整体α≈0.35～0.45），其伏安特性曲线如图4-3所示。可见流过非线性电阻的电流越大，其阻值越小，反之其阻值越大，这种特性对避雷器泄导雷电流并限制残压，减小并切断工频续流都很有利。另外，FS型避雷器的工作电压较低（≤10kv），而FZ型避雷器工作电压可做到220kv。FZ型避雷器中的非线性电阻（均压电阻和阀片）的热容量较FS型为大，因其工作时要长期流过工频漏电流（很小、微安级）。磁吹型避雷器有FCZ型（电站用）和FCD型（旋转电机用）两种，其结构与FZ型相似，间隙上都有均压电阻，只是磁吹型避雷器采用磁吹间隙，并配有磁场线圈和辅助间隙。由于以上结构上的不同，所以对FS 型和FZ（FCZ、FCD）型避雷器的预防性试验项目和标准都有很大的不同。 根据《电力设备预防性试验规程》，对FS型避雷器主要应做绝缘电阻检查和工频放电电压试验，对FZ（及FCZ、FCD）型避雷器则应做绝缘电阻检查和直流泄漏电流及非线性系数的测试。只有在其解体检修后才要求做工频放电电压试验（需要专门设备）。避雷器其它的预防性试验还包括底座绝缘电阻的检查、放电计数器的检查及瓷套密封性检查等。 避雷器试验应在每年雷雨季节前及大修后或必要时进行。绝缘电阻的检查应采用电压≥2500v及量程≥2500MΩ的兆欧表。要求对于FS型避雷器绝缘电阻应不低于2500MΩ；FZ（FCZ、FCD）型避雷器绝缘电阻与前次或同类型的测试值比较，不应有明显差别。FS型避雷器的工频放电电压试验的合格值如表4-1所列。 表 FZ型避雷器的直流泄漏电流及非线性系数的测试的试验电压及电导电流值如表4-2所列，所测泄漏电流值
峰值检测电路（二） 1.基本的峰值检测电路 本实验以峰值检测器为例，说明可利用反馈环改进非线性的方法。 峰值检测器是用来检测交流电压峰值的电路，最简单的峰值检测器依据半 波整流原理构成电路。如实图4.1所示，交流电源在正半周的一段时间内，通过二极管对电容充电，使电容上的电压逐渐趋近于峰值电压。只要RC足够大，可 这种简单电路的工作过程是，在交流电压的每一周期中，可分为电容充电 和放电两个过程。在交流电压的作用下，在正半周的峰值附近一段时间内，通过二极管对电容C充电，而在其它时段电容C上的电压将对电阻R放电。当然，当外界交流电压刚接上时，需要经历多个周期，多次充电，才能使输出电压接近峰值。但是，困难在于二极管是非线性元（器）件，它的特性曲线如实图4.2所示。当交流电压较小时，检测得的直流电压往往偏离其峰值较多。
图4.2二极管特性曲线 这里的泄放电阻R,是指与C并联的电阻、下一级的输入电阻、二极管的反向漏电阻、以及电容及电路板的漏电等效电阻。不难想到，放电是不能完全避免的。同时，适当的放电也是必要的。特别是当输入电压变小时，通过放电才能使输出电压再次对应于输入电压的峰值。实际上，检测器的输出电压大小与峰值电压的差别与泄放电流有关。仅当泄放电流可不计时，输出电压才可认为是输入电压的峰值。用于检测仪器中的峰值检测器要求有较高的精度。检测仪器通常R 值很大，且允许当输入交流电压取去后可有较长的时间检波输出才恢复到零。可以用较小的电容，从而使峰值电压建立的时间较短。 本实验的目的，在于研究如何用运算放大器改进峰值检测器，进一步了解运算放大器之应用。 2.峰值检测电路的改进 为了避免次级输入电阻的影响，可在检测器的输出端加一级跟随器（高输入阻抗）作为隔离级（实图4.3）。
《避雷器耐压试验》 避雷器直流耐压试验 避雷器直流耐压试验一、试验目的 避雷器施加高压电压时，避雷器不可避免地要产生泄流电流，这时衡量避雷器质量好坏是否合格的一个重要指标。 二、试验数据其试验数据≦50微安三、实验步骤 1、首先拆除避雷器上与计数器连线。 2然后用计数器检测仪将计数器进行试验。 3、用摇表测量避雷器上口对底座，上口对地及底座对地的绝缘电阻，其阻值应≥2500兆欧。3连接操作箱与直流高压发生器及避雷器之间的连线，仪器必须可靠接地。 4、合上电源开关，按下操作箱上的“启动”按钮，“电源”指示灯亮，慢慢调节“粗调”旋钮，操作箱电压表显示所调电压，当微安表显示电流接近1000微安时，可用“细调”旋钮调节，当微安表显示1000微安时，停止调节，快速记录电压表电压值，同时按下75%电压显示锁存按钮，将电压表电压降至75%的电压值，然后开始计时1分钟，1分钟后记录微安表上显示的电压值。 6、降压，当电压表上电压显示为零时，“零位”指示灯亮，按下“停止”按钮和电源开关。 7、用放电棒对高压发生器及避雷器进行充分放电。 8、然后用摇表摇测避雷器上口对地，上口对底座，底座对地的绝缘电阻。 9、恢复所拆避雷器及计数器接线。 四、注意事项 1、试验设备在通电前，务必接上地线。 2、实验前应将避雷器清扫干净，以减少测量误差。 3、接好线应复查无误后方可加压，同时应检查接地是否良好。 4、开机前应检查操作箱“粗调”“细调”旋钮是否良好，是否在零位。 5、实验前，应检查电源电压AC220V。
6、加压速度不能太快，以防止突然高压损坏避雷器。 7、在试验过程中应密切观察避雷器及各表计，如出现异常情况，应立即降压，并切断操作箱电源，停止操作。 五、主接线图 避雷器直流耐压试验.doc 避雷器直流耐压试验一、试验目的 避雷器施加高压电压时，避雷器不可避免地要产生泄流电流，这时衡量避雷器质量好坏是否合格的一个重要指标。 二、试验数据其试验数据?50微安三、实验步骤 1、首先拆除避雷器上与计数器连线。 2然后用计数器检测仪将计数器进行试验。 3、用摇表测量避雷器上口对底座，上口对地及底座对地的绝缘电阻，其阻值应?2500兆欧。3连接操作箱与直流高压发生器及避雷器之间的连线，仪器必须可靠接地。 4、合上电源开关，按下操作箱上的“启动”按钮，“电源”指示灯亮，慢慢调节“粗调”旋钮，操作箱电压表显示所调电压，当微安表显示电流接近1000微安时，可用“细调”旋钮调节，当微安表显示1000微安时，停止调节，快速记录电压表电压值，同时按下75%电压显示锁存按钮，将电压表电压降至75%的电压值，然后开始计时1分钟，1分钟后记录微安表上显示的电压值。 6、降压，当电压表上电压显示为零时，“零位”指示灯亮，按下“停止”按钮和电源开关。 7、用放电棒对高压发生器及避雷器进行充分放电。 8、然后用摇表摇测避雷器上口对地，上口对底座，底座对地的绝缘电阻。 9、恢复所拆避雷器及计数器接线。 四、注意事项 1、试验设备在通电前，务必接上地线。 2、实验前应将避雷器清扫干净，以减少测量误差。
一、前言 峰值检测电路（PKD，Peak Detector）的作用是对输入信号的峰值进行提取，产生输出V o = Vpeak，为了实现这样的目标，电路输出值会一直保持，直到一个新的更大的峰值出现或电路复位。 峰值检测电路在AGC（自动增益控制）电路和传感器最值求取电路中广泛应用，自己平时一般作为程控增益放大器倍数选择的判断依据。有的同学喜欢用AD637等有效值芯片作为程控增益放大器的判据，主要是因为集成的方便，但个人认为是不合理的，因为有效值和信号的正负峰值并没有必然联系；其次，实际应用中这类芯片太贵了。当然，像电子设计竞赛是可以的，因为测试信号总是正弦波，方波等。（本文参加了TI公司的博文比赛，觉得还行的话，希望大家帮顶一下、回复一个，谢谢大家，我会更努力的：-） 二、峰值检测电路原理 顾名思义，峰值检测器（PKD，Peak Detector）（本文默认以正峰值检测为例）就是要对信号的峰值进行采集并保持。其效果如下如（MS画图工具绘制）： 根据这样的要求，我们可以用一个二极管和电容器组成最简单的峰值检测器。如下图（T INA TI 7.0绘制）： 这时候我们可以选择用面包板搭一个电路，接上信号源示波器观察结果，但在这之前利用仿真软件TINA TI进行简单验证会节省很多时间。通过简单仿真（输入正弦信号5kHz,2 Vpp），我们发现仅仅一个二极管和电容器组成的峰值检测器可以工作，但性能并不是很理想，对1nF的电容器，100ms后达到稳定的峰值，误差达10%。而且，由于没有输入输出的缓冲，在实际应用中，电容器中的电荷会被其他部分电路负载消耗，造成峰值检测器无法保持信号峰值电压。
总结 各位领导： 一、电气工作自10月20日开工至今已过去一个多月，为了使10KV、400V 配电能够成功送电，我公司人员按照国家有关规范、规程和制造厂的规定，逐次对10KV母线、10KV电流互感器、10KV电压互感器、10KV电力电缆、干式变压器、真空断路器、过电压保护器、高压电机进行电气交接试验、10KV开关柜进行了二次传动试验。 二、主要做了如下工作： 1.10KVI段II段母线绝缘电阻及交流耐压试验合格，完成共两段。 2.10KV电流互感器变比、极性、励磁特性、绝缘电阻及交流耐压试验合格，完成共66台。 3.10KV电压互感器变比、极性、励磁特性、绝缘电阻及交流耐压试验合格，完成共6台。 4.10KV电力电缆绝缘电阻及交流耐压试验合格，完成共25根。 5.10KV干式变压器极性及接线组别、直流电阻测量、变比测定、绝缘及耐压试验合格，完成共4台。 6.10KV真空断路器绝缘电阻、交流耐压试验、机械特性测试、导电回路接触电阻测试合格，完成共23台。 7.三相组合式过电压保护绝缘电阻及工频放电电压试验合格，完成共66台。 8.10KV电动机绝缘电阻、线圈直流电阻及交流耐压试验合格，完成共13台。
9.继电综合保护按设计院整定值完成整定工作合格，完成共23台。 10.10KV高压柜远方就地传动试验合格，完成共20台。 11.10KVI段II段PT柜电压并列试验合格，完成共2台。 12.400VI段II段进线开关远方就地传动试验合格，完成共2台。 13.400VI段II段备用电源进线开关就地传动试验合格，完成共2台。 14.400VI段II段备自投静态试验合格，完成共2台。 三、试验过程中发现了一系列的问题，并逐次进行了处理 1.10KV母线第一次做耐压试验，放电声音比较响、升压困难，后经过处理，电压升到规定值 2.做继电保护校验时发现控制电缆有接错线及没有接线等问题并进行了处理。 3.原设计电度表屏有4台厂变的电度表，因高压柜没有设计去电度表的电流信号，现设计院把4台厂变的电度表取消。 4.10KV一段二段母线PT柜发现设计N相没有经过击穿保险接地，现击穿保险已安装完毕。 5.10KV一段二段母线电压设计有电压并列装置，但安装单位没有接线，现已解决并调试完毕。 6.10KV 4台厂变开关柜在传动试验时发现合不上闸，经厂家处理，现开关柜都能正常分合闸。 7.400V配电调试过程中， 1号2号400V进线开关二次原理图与设计图纸不
南通大学电工电子实验中心 电子系统综合设计实验报告 课题名称：峰值检测系统的设计 姓名：沈益 学号：07 指导教师：陈娟 实验时间：2011年1月3日至14日
峰值检测系统主要由传感器、放大器、采样/保持、采样/保持控制电路、A/D转换电路、数码显示、数字锁存控制电路组成。其关键任务是检测峰值并使之保持稳定，且用数字显示峰值。 一、设计目的 1、掌握峰值检测系统的原理； 2、掌握峰值检测系统的设计方法； 3、掌握峰值检测系统的性能指标和调试方法。 二、设计任务及要求 1、任务：设计一个峰值检测系统； 2、要求：（1）传感器输出0~5mV，对应承受力0~2000kg； （2）测量值要用数字显示，显示范围是0~1999； （3）测量的峰值的电压要稳定。 三、设计原理 1、设计总体方案 据分析，可确定需设计系统的电路原理框图如图1所示： 图1 峰值检测系统原理框图 2、各部分功能 传感器：将被测信号量转换成电量； 放大器：将传感器输出的小信号放大，放大器的输出结果满足模
数转换器的转换范围； 采样/保持：对放大后的被测模拟量进行采样，并保持峰值； 采样/保持控制电路：该电路通过控制信号实现对峰值采样，小于峰值时，保持原峰值，大于原峰值时保持新的峰值； A/D 转换：将模拟量转换成数字量； 译码显示：完成峰值数字量的译码显示； 数字锁存控制电路：对模数转换的峰值数字量进行锁存，小于峰值的数字量不锁存。 三、电路设计 1、传感器：本文不予考虑； 2、放大器：由于输出信号为0~5mV ，1mV 对应400kg ，因此选用电压增益为400的差动放大电路（该电路精度高），如图2所示。 u 1 u 2 u o1 图2 差动放大电路 根据公式 400R ) /R 2R (1R u u A 3 124i o1U =+-== ，分配第一级放大器放大倍数为8/R 2R 112=+，分配第二级放大器放大倍数为 508 400 R R 34==，则选取电阻值分别为 1.6K R 1=， 5.6K R 2=，2K R 3=，K 001R 4=，四只
电流表电压表功率表及电阻表检定规程 1适用范围 本规程适用于新制造、使用中及修理后的直接作用模拟指示直流和交流（频率 40Hz～10kHz） 电流表、电压表、功率表和电阻表（电阻1Ω～1MΩ）以及测量电流、电压及电阻的万用表（以下均 简称仪表）的检定。 本规程不适用于自动记录式仪表、数字式仪表、电子式仪表、平均值和峰值电压表、低功率因素 表、泄漏电流表及电压高于600V的静电电压表的检定。 2引用标准 中华人民共和国国家计量检定规程JJG124---2005 3计量性能要求 3.1准确度等级 仪表的准确度等级及最大允许误差(即引用误差)应符合表1规定。 表1 准确度等级及最大允许误差 3.2 3.2.1仪表的基本误差在标度尺测量范围（有效范围）内所有分度线上不应超过表1中规定的最大 允许误差。 仪表的基本误差以引用误差表示,按(1)式计算。 式中：X——仪表的指示值； Xo——被测量的实际值； X N——引用值（各类仪表的引用值由附录1给出）。 3.2.2升降变差 仪表的升降变差不应超过最大允许误差的绝对值。按(2)式计算。 式中:X01和X02分别为某点被测量的上升和下降的实际值，X N的含义与公式（1）中的相同。 3.3偏离零位 对在标度尺上有零分度线的仪表，应进行断电回零试验。 3.3.1在仪表测量范围上限通电30s，迅速减小被测量至零，断电15s内，用标度尺长度的百分数表 示，指示器偏离零位分度线不应超过最大允许误差的50%。 3.3.2对功率表还要进行只有电压线路通电，指示器偏离零分度线的试验，其改变量不应超过最大 允许误差的100%。 3.3.3 对电阻表偏离零位没有要求。 3.4 位置影响
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实验一．介质损耗角正切值的测量 一．实验目的 学习使用QS1型西林电桥测量介质损耗正切值的方法。 二．实验项目 1．正接线测试 2．反接线测试 三．实验说明 绝缘介质中的介质损耗（P=ωC u2 tgδ）以介质损耗角δ的正切值(tgδ)来表征,介质损耗角正切值等于介质有功电流和电容电流之比。用测量tgδ值来评价绝缘的好坏的方法是很有效的，因而被广泛采用，它能发现下述的一些绝缘缺陷： 绝缘介质的整体受潮； 绝缘介质中含有气体等杂质； 浸渍物及油等的不均匀或脏污。 测量介质损耗正切值的方法较多，主要有平衡电桥法（QS1），不平衡电桥法 及瓦特表法。目前，我国多采用平衡电桥法，特别是 工业现场广泛采用QS1型西林电桥。这种电桥工作电 压为10Kv，电桥面板如图2-1所示，其工作原理及操 作方法简介如下： ⑴．检流计调谐钮⑵．检流计调零钮 ⑶．C4电容箱（tgδ）⑷．R3电阻箱 ⑸．微调电阻ρ（R3桥臂）⑹．灵敏度调节钮 ⑺．检流计电源开关⑻．检流计标尺框 ⑼．+tgδ/-tgδ及接通Ⅰ/断开/接通Ⅱ切换钮 ⑽．检流计电源插座⑾．接地 ⑿．低压电容测量⒀．分流器选择钮⒁．桥体引出线 1）工作原理： 原理接线图如图2-2所示，桥臂BC接入标准电容C N （一般C N =50pf），桥臂BD由固定的无感电阻R 4 和可调电 容C 4并联组成，桥臂AD接入可调电阻R 3 ，对角线AB上接 QS1西林电桥面板图
入检流计G ，剩下一个桥臂AC 就接被试品C X 。 高压试验电压加在CD 之间，测量时只要调节R 3和C 4就可使G 中的电流为零，此时电桥达到平衡。由电桥平衡原理有： BD CB AD CA U U U U = 即： BD CB AD CA Z Z Z Z = （式2-1） 各桥臂阻抗分别为： X X X X CA R C j R Z Z ?+= =?1 44441R C j R Z Z BD ?+==? 33R Z Z AD == N N CB C j Z Z ?1= = 将各桥臂阻抗代入式2-1，并使等式两边的实部和虚部分别相等，可得： 3 4 R R C C N X ? = 44R C tg ??=?δ （式2-2） 在电桥中，R4的数值取为=10000/π=3184（Ω），电源频率ω=100π，因此： tg δ= C 4（μf ） （式2-3） 即在C 4电容箱的刻度盘上完全可以将C 4的电容值直接刻度成tg δ值（实际上是刻度成tg δ（%）值），便于直读。 2）接线方式： QS1电桥在使用中有多种接线方式，如下图所示的正接线、反接线、对角接线，低压测量接线等。 正接线适用于所测设备两端都对地绝缘的情况，此时电桥的D 点接地，试验高电压在被试品及标准电容上形成压降后，作用于电桥本体的电压很低，测试操作很安全也很方便，而且电桥的三根引出线（C X 、C N 、E ）也都是低压，不需要与地绝缘。 反接线适用于所测设备有一端接地的情况，这时是C 点接地，试验高电压通过电桥加在被试品及标准电容上，电桥本体处于高电位，在测试操作时应注意安全，电桥调节手柄应保证具有15kv 以上的交流耐压能力，电桥外壳应保证可靠接地。电桥的三根引出线为高压线，应对地绝缘。 对角接线使用于所测设备有一端接地而电桥耐压又不够，不能使用反接线的情况，但这种接线的测量误差较大，测量结果需进行校正。 低压接线可用来测量低压电容器的电容量及tg δ值，标准电容可选配0.001μf （可测C X 范围为300pf ～10μf ）或0.01μf （可测C X 范围为3000pf ～100μf ） 3．分流电阻的选择及tg δ值的修正：
史上最实用较深刻的峰值检测电路实例与分析 作者：billyevans Blog: https://www.doczj.com/doc/249559859.html,/billyevans/31510/category.aspx 一、前言 峰值检测电路（PKD，Peak Detector）的作用是对输入信号的峰值进行提取，产生输出Vo = Vpeak，为了实现这样的目标，电路输出值会一直保持，直到一个新的更大的峰值出现或电路复位。 峰值检测电路在AGC（自动增益控制）电路和传感器最值求取电路中广泛应用，自己平时一般作为程控增益放大器倍数选择的判断依据。有的同学喜欢用AD637等有效值芯片作为程控增益放大器的判据，主要是因为集成的方便，但个人认为是不合理的，因为有效值和信号的正负峰值并没有必然联系；其次，实际应用中这类芯片太贵了。当然，像电子设计竞赛是可以的，因为测试信号总是正弦波，方波等。（本文参加了TI公司的博文比赛，觉得还行的话，希望大家帮顶一下、回复一个，谢谢大家，我会更努力的：-） 二、峰值检测电路原理 顾名思义，峰值检测器（PKD，Peak Detector）（本文默认以正峰值检测为例）就是要对信号的峰值进行采集并保持。其效果如下如（MS画图工具绘制）：
根据这样的要求，我们可以用一个二极管和电容器组成最简单的峰值检测器。如下图（TINA TI 7.0绘制）： 这时候我们可以选择用面包板搭一个电路，接上信号源示波器观察结果，但在这之前利用仿真软件TINA TI进行简单验证会节省很多时间。通过简单仿真（输入正弦信号5kHz,2Vpp），我们发现仅仅一个二极管和电容器组成的峰值检测器可以工作，但性能并不是很理想，对1nF的电容器，100ms后达到稳定的峰值，误差达10%。而且，由于没有输入输出的缓冲，在实际应用中，电容器中的电荷会被其他部分电路负载消耗，造成峰值检测器无法保持信号峰值电压。 既然要改进，首先要分析不足。上图检测的误差主要来自与二极管的正向导通电压降，因此我们可以用模电书上说的“超级二极管”代替简单二极管（TINA TI 7.0绘制）：
南通大学电工电子实验中心电子系统综合设计实验报告 课题名称：峰值检测系统的设计 姓名：沈益 学号： 指导教师：陈娟 实验时间：2011年1月3日至14日 峰值检测系统主要由传感器、放大器、采样/保持、采样/保持控制电路、A/D转换电路、数码显示、数字锁存控制电路组成。其关键任务是检测峰值并使之保持稳定，且用数字显示峰值。 一、设计目的 1、掌握峰值检测系统的原理； 2、掌握峰值检测系统的设计方法； 3、掌握峰值检测系统的性能指标和调试方法。 二、设计任务及要求 1、任务：设计一个峰值检测系统； 2、要求：（1）传感器输出0~5mV，对应承受力0~2000kg； （2）测量值要用数字显示，显示范围是0~1999； （3）测量的峰值的电压要稳定。 三、设计原理 1、设计总体方案
据分析，可确定需设计系统的电路原理框图如图1所示： 图1 峰值检测系统原理框图 2、各部分功能 传感器：将被测信号量转换成电量； 放大器：将传感器输出的小信号放大，放大器的输出结果满足模数转换器的转换范围； 采样/保持：对放大后的被测模拟量进行采样，并保持峰值； 采样/保持控制电路：该电路通过控制信号实现对峰值采样，小于峰值时，保持原峰值，大于原峰值时保持新的峰值； A/D 转换：将模拟量转换成数字量； 译码显示：完成峰值数字量的译码显示； 数字锁存控制电路：对模数转换的峰值数字量进行锁存，小于峰值的数字量不锁存。 三、电路设计 1、传感器：本文不予考虑； 2、放大器：由于输出信号为0~5mV ，1mV 对应400kg ，因此选用电压增益为400的差动放大电路（该电路精度高），如图2所示。 图2 差动放大电路 根据公式 400R ) /R 2R (1R u u A 3 124i o1U =+-== ，分配第一级放大器放大倍数为8/R 2R 112=+，分配第二级放大器放大倍数为 508 400 R R 34==，则选取电阻值分别为 1.6K R 1=， 5.6K R 2=，2K R 3=，K 001R 4=，四只电阻均选1/8W 金属膜电阻，三个放大器可选具有高输入共模电压和输入差模电压范围，具有失调电压调整能力以及短路保护等特点的A μ741型运算放大器。
高电压技术实验实验报告(二)
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实验一．介质损耗角正切值的测量 一．实验目的 学习使用QS1型西林电桥测量介质损耗正切值的方法。 二．实验项目 1．正接线测试 2．反接线测试 三．实验说明 绝缘介质中的介质损耗（P=ωC u2 tgδ）以介质损耗角δ的正切值(tgδ)来表征,介质损耗角正切值等于介质有功电流和电容电流之比。用测量tgδ值来评价绝缘的好坏的方法是很有效的，因而被广泛采用，它能发现下述的一些绝缘缺陷： 绝缘介质的整体受潮； 绝缘介质中含有气体等杂质； 浸渍物及油等的不均匀或脏污。 测量介质损耗正切值的方法较多，主要有平衡电桥法（QS1），不平衡电桥法 及瓦特表法。目前，我国多采用平衡电桥法，特别是 工业现场广泛采用QS1型西林电桥。这种电桥工作电 压为10Kv，电桥面板如图2-1所示，其工作原理及操 作方法简介如下： ⑴．检流计调谐钮⑵．检流计调零钮 ⑶．C4电容箱（tgδ）⑷．R3电阻箱 ⑸．微调电阻ρ（R3桥臂）⑹．灵敏度调节钮 ⑺．检流计电源开关⑻．检流计标尺框
⑼．+tg δ/-tg δ及接通Ⅰ/断开/接通Ⅱ切换钮 ⑽．检流计电源插座 ⑾．接地 ⑿．低压电容测量 ⒀．分流器选择钮 ⒁．桥体引出线 1）工作原理： 原理接线图如图2-2所示，桥臂BC 接入标准电容C N （一般C N =50pf ），桥臂BD 由固定的无感电阻R 4和可调电容C 4并联组成，桥臂AD 接入可调电阻R 3，对角线AB 上接入检流计G ，剩下一个桥臂AC 就接被试品C X 。 高压试验电压加在CD 之间，测量时只要调节R 3 和C 4就可使G 中的电流为零，此时电桥达到平衡。由电桥平衡原理有： BD CB AD CA U U U U = 即： BD CB AD CA Z Z Z Z = （式 2-1） 各桥臂阻抗分别为： X X X X CA R C j R Z Z ?+= =?1 4 44 41R C j R Z Z BD ?+= =? 3 3R Z Z AD == N N CB C j Z Z ?1= = 将各桥臂阻抗代入式2-1，并使等式两边的实部和虚部分别相等，可得： 3 4R R C C N X ? = 4 4 R C tg ??=?δ （式 2-2） 在电桥中，R4的数值取为=10000/π=3184（Ω），电源频率ω=100π，因此： QS1西林电桥面板图 QS1西林电桥面板图
峰值和谷值电压检测 史上最实用较深刻的峰值检测电路实例与分析 一、前言 峰值检测电路（PKD，Peak Detector）的作用是对输入信号的峰值进行提取，产生输出Vo = Vpeak，为了实现这样的目标，电路输出值会一直保持，直到一个新的更大的峰值出现或电路复位。 峰值检测电路在AGC（自动增益控制）电路和传感器最值求取电路中广泛应用，自己平时一般作为程控增益放大器倍数选择的判断依据。有的同学喜欢用AD637等有效值芯片作为程控增益放大器的判据，主要是因为集成的方便，但个人认为是不合理的，因为有效值和信号的正负峰值并没有必然联系；其次，实际应用中这类芯片太贵了。当然，像电子设计竞赛是可以的，因为测试信号总是正弦波，方波等。 二、峰值检测电路原理 顾名思义，峰值检测器（PKD，Peak Detector）（本文默认以正峰值检测为例）就是要对信号的峰值进行采集并保持。其效果如下如（MS画图工具绘制）： 根据这样的要求，我们可以用一个二极管和电容器组成最简单的峰值检测器。如下图（TINA TI 7.0绘制）： 这时候我们可以选择用面包板搭一个电路，接上信号源示波器观察结果，但在这之前利用仿真软件TINA TI进行简单验证会节省很多时间。通过简单仿真（输入正弦信号5kHz,2V pp），我们发现仅仅一个二极管和电容器组成的峰值检测器可以工作，但性能并不是很理想，对1nF的电容器，100ms后达到稳定的峰值，误差达10%。而且，由于没有输入输出的缓冲，在实际应用中，电容器中的电荷会被其他部分电路负载消耗，造成峰值检测器无法保持信号峰值电压。
因此我们可以用模电书上说的“超级二极管”代替简单二极管（TINA TI 7.0绘制）： 从仿真结果来看，同等测试条件下，检测误差大大减小。但我们知道，超级二极管有一个缺点，就是Vi从负电压变成正电压的过程中，为了闭合有二极管的负反馈回路，运放要结束负饱和状态，输出电压要从负饱和电压值一直到（Vi+V二极管）。这个过程需要花费时间，如果在这个过程，输入发生变化，输出就会出现失真。 因此，我们需要在电路中加入防止负饱和的措施，也就是说，我们输入部分的处理环节 要能够尽量跟随输入信号的电压，并提供一个尽可能理想的二极管，同时能够提供有效的输 入缓冲。一个经典的电路是通过在输入和输出间增加一个二极管，这有点类似于电压钳位（T INA TI 7.0绘制）：
简述过电压保护器试验方法 摘要:在每年的电气预防性试验中，检修试验人员都误认为过电压保护器是一个整体，无法进行正常的高压电气试验，只能放弃过电压保护器电气试验，从而给电力系统安全运行带来了潜在的隐患。 关键词：过电压保护器电气试验 引言：目前，过电压保护器在我们新密局李堂变、园区变、李湾变等变电站10kV或35kV高压开关柜内部安装，为开关柜、母线提供过电压保护作用，如不能定期进行电气预防性试验，一定影响到开关柜等电气设备正常运行。 一、过电压保护器试验方法 过电压保护器在投入使用前以及使用后每年都应进行预防性试验，试验时保护器的四个端子应从其它电器设备上拆下，不允许和其它设备连接时进行试验，试验的具体内容如下： 1）外观检查：检查外绝缘有无损伤。 2）对于无间隙组合式过电压保护器，应进行以下试验：直流 1mA 参考电压：在保护器两两端子之间施加直流电压，当流过保护器的电流稳定于 1mA 后，读取此时保护器两端子之间的电压数值，该值不得小于技术参数表中的规定值。 泄漏电流：在保护器两两端子间施加 0.75 倍的直流 1mA 参考电压，此时流过保护器的泄漏电流不得大于50μA。 无间隙组合式过电压保护器不允许做工频放电电压试验。 3) 对于串联间隙组合式过电压保护器，应进行工频放电电压试验，
试验接线如图所示。试验时在保护器 A、B、C、D 两两端子之间分别施加工频电压，调节自耦变压器 ZT，缓慢加压，观察安培表 A 的电流变化。当安培表 A 的电流突然增大时，表示间隙电极放电，记录此时电压表 V 的电压值，此值即为工频放电电压在变压器原边的数值，此值乘以升压变压器 ST 的变比，即为该两相的工频放电电压值。由于放电电极允许有一定的分散度，以及测试方法的差异，现场测试值不应超出出厂试验值的 20%。如果超出该范围，应停止运行，及时通知厂家处理。 二、过电压保护器注意事项 1）应根据电压等级和被保护对象正确地选择保护器的型号和技术参数。 2）应提供所需连接电缆的长度L。 3）开关柜进行耐压试验时，应将保护器四个端子从母线上拆下，否则，可能损坏保护器。
峰值检测电路(二) 1．基本得峰值检测电路 本实验以峰值检测器为例, 说明可利用反馈环改进非线性得方法。 峰值检测器就是用来检测交流电压峰值得电路, 最简单得峰值检测器依据半波整流原理构成电路。如实图4、１所示, 交流电源在正半周得一段时间内, 通过二极管对电容充电，使电容上得电压逐渐趋近于峰值电压。只要RC 足够大,可以认为其输出得直流电压数值上十分接近于交流电压得峰值。 图4、1 简单峰值检测电路 这种简单电路得工作过程就是, 在交流电压得每一周期中, 可分为电容充电与放电两个过程。在交流电压得作用下, 在正半周得峰值附近一段时间内, 通过二极管对电容 C 充电,而在其它时段电容 C 上得电压将对电阻 R 放电。当然,当外界交流电压刚接上时,需要经历多个周期, 多次充电, 才能使输出电压接近峰值。但就是，困难在于二极管就是非线性元(器）件，它得特性曲线如实图4、2所示。当交流电压较小时,检测得得直流电压往往偏离其峰值较多。
图4、2 二极管特性曲线 这里得泄放电阻Ｒ，就是指与 C 并联得电阻、下一级得输入电阻、二极管得反向漏电阻、以及电容及电路板得漏电等效电阻。不难想到，放电就是不能完全避免得。同时, 适当得放电也就是必要得。特别就是当输入电压变小时, 通过放电才能使输出电压再次对应于输入电压得峰值。实际上, 检测器得输出电压大小与峰值电压得差别与泄放电流有关。仅当泄放电流可不计时, 输出电压才可认为就是输入电压得峰值。用于检测仪器中得峰值检测器要求有较高得精度。检测仪器通常 R 值很大,且允许当输入交流电压取去后可有较长得时间检波输出才恢复到零。可以用较小得电容，从而使峰值电压建立得时间较短。 本实验得目得, 在于研究如何用运算放大器改进峰值检测器, 进一步了解运算放大器之应用。 ２.峰值检测电路得改进 为了避免次级输入电阻得影响, 可在检测器得输出端加一级跟随器(高输入阻抗）作为隔离级(实图4、3)。
电压测量 一、填空题 1、用一只0.5 级50V的电压表测量直流电压，产生的绝对误差≤__伏。 答案：0.25 2、用峰值电压表测量某一电压，若读数为1V，则该电压的峰值为____伏。 答案： 1.41 3、采用某电压表（正弦有效值刻度）测量峰值相等（Vp=5V）的正弦波、方波、三角波，发现读数相同，则该表为____检波方式，读数____。 答案：峰值 3.53V 4、.峰值电压表的基本组成形式为________式。 答案：检波—放大 7、某数字电压表的最大计数容量为19999，通常称该表为________位数字电压表；若其最小量程为0.2V，则其分辨力为________ 。 答案：(或四位半) , 10μV 9. 四位半的DVM测量15V的稳压电源电压为15.125V，取四位有效数字时其值为。答案： 15.12V 二、判断题： 2、数字电压表的固有误差由两项组成，其中仅与被测电压大小有关的误差叫读数误差，与选用量程有关的误差叫满度误差。（）√ 5、有效值电压表适应于非正弦波的电压测量，其电压刻度与被测电压波形无关。（）× 6、双斜式DVM中，其平均特性可以抑制共模干扰影响。（）√ 7、双积分式DVM中变换结果与积分器积分元件RC有关，但其积分器线性不好也不会引起测量误差。（）× 8、对于双积分式DVM，对输入信号积分的时间只有等于工频（50Hz）的周期时，才能抑制工频干扰。（）× 9. 一台四位半的DVM，基本量程为2V，则其具有超量程能力。( ) × 四位半的DVM显示为19999，若基本量程为2V，则不能再超过此值。 三、选择题： 1、交流电压的波峰因素Kp定义为____。( C )