实验二十八 三相交流电路电压、电流的测量
一、实验目的
1. 掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法， 验证这两种接法下线、相电压及线、相电流之间的关系。
2. 充分理解三相四线供电系统中中线的作用。 二、原理说明
1. 三相负载可接成星形（又称“Ｙ”接）或三角形(又称"△"接)。当三相对称负载作Y 形联接时，线电压U l 是相电压U p 的3倍。线电流I l 等于相电流I p ，即 U l ＝P U 3， I l ＝I p
在这种情况下，流过中线的电流I 0＝0， 所以可以省去中线。 当对称三相负载作△形联接时，有I l ＝3I p ， U l ＝U p 。
2. 不对称三相负载作Y 联接时,必须采用三相四线制接法，即Y o 接法。而且中线必须牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压维持对称不变。
倘若中线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的那一相的相电压过高，使负载遭受损坏；负载重的一相相电压又过低，使负载不能正常工作。尤其是对于三相照明负载，无条件地一律采用Y 0接法。
3. 当不对称负载作△接时，I l ≠3I p ，但只要电源的线电压U l 对称，加在三相负载上的电压仍是对称的，对各相负载工作没有影响。
四、实验内容
1. 三相负载星形联接（三相四线制供电）
按图28-1线路组接实验电路。即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源。将三相调压器的旋柄置于输出为0V 的位置（即逆时针旋到底）。经指导教师检查合格后，方可开启实验台电源，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为220V ，并按下述内容完成各项实验，分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流、相电流、中线电流、电源与负载中点间的电压。将所测得的数据记入表28-1中，并观察各相灯组亮暗的变化程度，特别要注意观察中线的作用。
图28-1
2. 负载三角形联接（三相三线制供电）
按图28-2改接线路，经指导教师检查合格后接通三相电源，并调节调压器，使其输出线电压为220V，并按表28-2的内容进行测试。
图28-2
五、实验注意事项
1. 本实验采用三相交流市电，线电压为380V，应穿绝缘鞋进实验室。实验时要注意人身安全，不可触及导电部件，防止意外事故发生。
2. 每次接线完毕，同组同学应自查一遍，然后由指导教师检查后，方可接通电源，必须严格遵守先断电、再接线、后通电；先断电、后拆线的实验操作原则。
3. 星形负载作短路实验时，必须首先断开中线，以免发生短路事故。
4．为避免烧坏灯泡，HE-17实验箱内设有过压保护装置。当任一相电压＞245~250V时，即声光报警并跳闸。因此，在做Y接不平衡负载或缺相实验时，所加线
电压应以最高相电压＜240V为宜。
六、预习思考题
1. 三相负载根据什么条件作星形或三角形连接？
2. 复习三相交流电路有关内容，试分析三相星形联接不对称负载在无中线情况下，当某相负载开路或短路时会出现什么情况？如果接上中线，情况又如何？
3. 本次实验中为什么要通过三相调压器将380V 的市电线电压降为220V的线电压使用？
七、实验报告
1. 用实验测得的数据验证对称三相电路中的3关系。
2. 用实验数据和观察到的现象，总结三相四线供电系统中中线的作用。
3. 不对称三角形联接的负载，能否正常工作？实验是否能证明这一点？
4. 根据不对称负载三角形联接时的相电流值作相量图，并求出线电流值，然后与实验测得的线电流作比较，分析之。
5. 心得体会及其他。
实验二十九三相电路功率的测量
一、实验目的
1. 掌握用一瓦特表法、二瓦特表法测量三相电路有功功率与无功功率的方法
2. 进一步熟练掌握功率表的接线和使用方法 二、原理说明
1．对于三相四线制供电的三相星形联接的负载（即Y o 接法），可用一只功率表测量各相的有功功率P A 、P B 、P C ，则三相功率之和（ΣP ＝P A ＋P B ＋P C ）即为三相负载的总有功功率值。这就是一瓦特表法，如图29-1所示。若三相负载是对称的，则只需测量一相的功率，再乘以3 即得三相总的有功功率。
图29-1
图 29-2
2. 三相三线制供电系统中，不论三相负载是否对称，也不论负载是Y 接还是△接，都可用二瓦特表法测量三相负载的总有功功率。测量线路如图29-2所示。若负载为感性或容性，且当相位差φ＞60°时，线路中的一只功率表指针将反偏(数字式功率表将出现负读数), 这时应将功率表电流线圈的两个端子调换（不能调换电压线圈端子），其读数应记为负值。而三相总功率∑P=P 1+P 2（P 1、P 2本身不含任何意义）。
3. 对于三相三线制供电的三 相对称负载，可用一瓦特表法测得 三相负载的总无功功率Q ，测试原 理线路如图29-3所示。
图示功率表读数的3倍，即为
对称三相电路总的无功功率。 除了
此图给出的一种连接法（I U 、U VW ）
外，还有另外两种连接法，即接成 图 29-3 （I V 、U UW ）或（I W 、U UV ）。 三、实验设备
四、实验内容
1. 用一瓦特表法测定三相对称Y0接以及不对称Y0接负载的总功率ΣP。实验按图29-4线路接线。线路中的电流表和电压表用以监视该相的电流和电压，不要超过功率表电压和电流的量程。
图29-4
经指导教师检查后，接通三相电源，调节调压器输出，使输出线电压为220V，按表29-1的要求进行测量及计算。
首先将三只表按图29-4接入B相进行测量，然后分别将三只表换接到A相和C相，再进行测量。
2. 用二瓦特表法测定三相负载的总功率
(1) 按图29-5接线，将三相灯组负载接成Y形接法。
图29-5
经指导教师检查后，接通三相电源，调节调压器的输出线电压为220V，按表29-2的内
容进行测量。
(2) 将三相灯组负载改成△形接法，重复(1)的测量步骤，数据记入表29-2中。
表
五、实验注意事项
1. 每次实验完毕，均需将三相调压器旋柄调回零位。每次改变接线，均需断开三相电源，以确保人身安全。
六、预习思考题
1. 复习二瓦特表法测量三相电路有功功率的原理。
2. 复习一瓦特表法测量三相对称负载无功功率的原理。
3. 测量功率时为什么在线路中通常都接有电流表和电压表？
七、实验报告
1. 完成数据表格中的各项测量和计算任务。比较一瓦特表和二瓦特表法的测量结果。
2. 总结、分析三相电路功率测量的方法与结果。
3. 心得体会及其他。
实验十三RC一阶电路的响应测试
一、实验目的
1. 测定RC一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应。
2. 学习电路时间常数的测量方法。
3. 掌握有关微分电路和积分电路的概念。
4. 进一步学会用示波器观测波形。
二、原理说明
1. 动态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化过程。要用普通示波器观察过渡过程和测量有关的参数，就必须使这种单次变化的过程重复出现。为此，我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号，即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数τ，那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的响应就和直流电接通与
断开的过渡过程是基本相同的。
2.图13-1（b ）所示的 RC 一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数τ。
3. 时间常数τ的测定方法:
用示波器测量零输入响应的波形如图13-1(a)所示。
根据一阶微分方程的求解得知u c ＝U m e -t/RC ＝U m e -t/τ
。当t ＝τ时，Uc(τ)＝0.368U m 。
此时所对应的时间就等于τ。亦可用零状态响应波形增加到0.632 U m 所对应的时间测得，如图13-1(c)所示。
(a) 零输入响应 (b) RC 一阶电路 (c) 零状态响应
图 13-1
4. 微分电路和积分电路是RC 一阶电路中较典型的电路， 它对电路元件参数和输入信号的周期有着特定的要求。一个简单的 RC 串联电路， 在方波序列脉冲的重复激励下， 当满足τ＝RC<<
2
T
时（T 为方波脉冲的重复周期），且由R 两端的电压作为响应输出，这就是一个微分电路。因为此时电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比。如图13-2(a)所示。利用微分电路可以将方波转变成尖脉冲。
(a) 微分电路 (b) 积分电路
图13-2
若将图13-2(a)中的R 与C 位置调换一下，如图13-2(b)所示，由 C 两端的电压作为响应输出。当电路的参数满足τ＝RC>>
2
T
条件时，即称为积分电路。因为此时电路的输出信号电压与输入信号电压的积分成正比。利用积分电路可以将方波转变成三角波。
从输入输出波形来看，上述两个电路均起着波形变换的作用，请在实验过程仔细观察与
记录。
四、实验内容
实验线路板采用HE-14实验挂箱的“一阶、二阶动态电路”，如图13-3所示，请认清R 、C 元件的布局及其标称值，各开关的通断位置等等。
1. 从电路板上选R ＝10K Ω，C ＝6800pF 组成如图13-1(b)所示的RC 充放电电路。u 为脉冲信号发生器输出的U m ＝3V 、f ＝1KHz 的方波电压信号，并通过两根同轴电缆线，将激励源u 和响应u c 的信号分别连至示波器的两个输入口Y A 和Y B 。这时可在示波器的屏幕上观察到激励与响应的变化规律，请测算出时间常数τ，并用方格纸按1:1 的比例描绘波形。 少量地改变电容值或电阻值，定性地观察对响应的影响，记录观察到的现象。
2. 令R ＝10K Ω，C ＝0.1μF ，观察并描绘响应的波形，继续增大C 之值，定性地观察对响应的影响。
3. 令C ＝0.01μF ，R ＝100Ω，组成 如图13-2(a)所示的微分电路。在同样的方 波激励信号（Um ＝3V ，f ＝1KHz ）作用下， 观测并描绘激励与响应的波形。
增减R 之值，定性地观察对响应的影响， 并作记录。当R 增至1M Ω时，输入输出波 形有何本质上的区别？ 五、实验注意事项
1. 调节电子仪器各旋钮时，动作不要过快、
过猛。实验前，需熟读双踪示波器的使用说明 图13-3 动态电路、选频电路实验板 书。观察双踪时，要特别注意相应开关、旋钮 的操作与调节。
2. 信号源的接地端与示波器的接地端要连在一起（称共地）， 以防外界干扰而影响测量的准确性。
3. 示波器的辉度不应过亮，尤其是光点长期停留在荧光屏上不动时，应将辉度调暗，以延长示波管的使用寿命。 六、预习思考题
1. 什么样的电信号可作为RC 一阶电路零输入响应、 零状态响应和完全响应的激励信号？
2. 已知RC 一阶电路R ＝10K Ω，C ＝0.1μF ，试计算时间常数τ，并根据τ值的物理意义，拟定测量τ的方案。
3. 何谓积分电路和微分电路，它们必须具备什么条件？ 它们在方波序列脉冲的激励下，其输出信号波形的变化规律如何？这两种电路有何功用？
4. 预习要求：熟读仪器使用说明，回答上述问题，准备方格纸。 七、实验报告
100
10K
1. 根据实验观测结果，在方格纸上绘出RC 一阶电路充放电时u c
的变
化曲线，由曲线测得τ值，并与参数值的计算结果作比较，分析误差原因。
2. 根据实验观测结果，归纳、总结积分电路和微分电路的形成条件，阐明波形变换的特征。
3. 心得体会及其他
T
T
R
u
3.5 仿真信号产生实验 一、实验目的： 1．熟悉LabVIEW中仿真信号的多种产生函数及参数设置。 2．掌握常用测试仿真信号的产生。 3．学会产生复杂的函数波形和任意波形。 二、实验内容： 1．采用Express VI仿真信号发生器，产生规定的附有噪声的正弦信号，并显示波形。 2. 采用波形发生器VI，产生规定的附有噪声的多波形信号，并显示波形。 3. 产生任意波形信号，并显示和存盘。 4. 采用公式节点，产生规定的复杂函数信号。 三、实验器材： 安装有LabVIEW软件的计算机1台 四、实验原理： 1．虚拟仪器中获得信号数据的3个途径： （1）对被测的模拟信号，使用数据采集卡或其他硬件电路，进行采样和A/D变换，送入计算机。 （2）从文件读入以前存储的波形数据，或由其他仪器采集的波形数据。 （3）在LabVIEW中的波形产生函数得到的仿真信号波形数据。 2．测试信号在LabVIEW中的表示 在LabVIEW中测试信号已经是离散化的时域波形数据，表示信号的数据类型有数组、波形数据和动态数据3种。 波形数据是一种特殊的簇结构，它由时间起始值t0、两个采样点的时间间隔值dt以及采样数据一维数组Y组合成的一个簇。它的物理意义是对一个模拟信号x(t)从时间t0开始进行采样和A/D转换，采样率为fs,对应采样时间间隔dt=1/fs ，数组Y为各个时刻的采样值。对周期信号，1个周期的采样点数等于采样频率除以信号频率。 3．仿真信号产生函数 在LabVIEW中产生一个仿真信号，相当于通过软件实现了一个信号发生器的功能。LabVIEW提供了丰富的仿真信号，包括正弦、方波、三角波、多频信号、调制信号、随机噪声信号、任意波形等。针对不同的数据形式(动态数据类型、波形数据和数组)，LabVIEW中有3个不同层次的信号发生器(Express VI仿真信号发生器、波形发生器VI和普通信号发生器VI)。 4．公式节点产生仿真信号 用公式节点可以产生能够用公式进行描述的信号，用公式节点可产生经过复杂运算生成的信号。公式波形．Vi产生的信号是波形数据，它的途径是：模板函数→信号处理→波形生成→公式波形．vi。 五、实验步骤： 1．设计一个简易的正弦波发生器，频率、幅值和直流偏值在面板上可调，还可叠加噪声信号，并显示波形。 分析：采用Express VI仿真信号发生器可以完成。 （1）前面板设计：应包括的控件有波形频率、幅度和直流偏值输入设置，噪声的标准偏差设置，显示波形的图形控件，还可用一个选择开关控制程序启动和停止。见图
一种简单的交流电压测量方法 姓名：李俊利序号：18 通常,在测量220V或380V工频电压时,并不要求非常高的精度,一般的控制系统中,能精确到1%就足够了。在这里向大家介绍一种设计得非常简单的测量方法，实践证明，该方法实用、可靠，成本低廉，完全能够满足一般监控系统的要求。 硬件电路：仅用一个220V/6V-1W的普通电源变压器，经过全波整流，小电容滤波，滤除其高频干扰谐波，然后电阻分压成适合A/D转换的带有纹波的电压。直接连接到A/D输入脚。如果测量380V的电压，将两只220V的变压器串联使用即可。 软件设计： 1、先进行一次A/D转换，存入一个变量x中，作为参考值； 2、再进行一次A/D转换，与上次比较，如果小于x，说明正处于交流电压的下降沿，存入x中；继续A/D转换，至到大于前次的转换值，说明已经进入了交流电压的上升沿，存入x； 3、继续A/D转换，如果转换结果大于x，存入x；直到转换结果小于x，说明x中保存的就是交流电压的最大值！ 4、然后把x除以一个常数，得出你想显示出的值即可。完成一次测量。 这样完成一次测量最长时间是10ms，最短时间只需三次A/D转换时间。如果软件还执行其它操作，便转入其它子程序，之后继续1-4的步骤，将每次结果累加。 测量n次后，求算术平均值。也可以采取其它数字滤波的方法。 为避免测量0电压程序进入死循环，可以设置一个A/D转换次数计数器，转换一定次数之后退出。 校准电压可以在分压电阻中设置一个电位器，也可以软件校准。软件校准的方法：例如在380V点校准，把结果乘以380，再除以380，假如得382。那么，把除数变成382即可。 这样测量交流电压，在宽范围内的线性不是太好，主要原因是全波整流的二极管电压降是一个常数（约1.4V)。但针对220V或380V的电压测量来讲，电压波动不可能超过30%，在此范围内的线性误差还是可以接受的。我曾以一只0.5级的电压表与采取该方法的测量显示值相比较，基本一致。
测量型电流互感器使用方法: 典型应用电路如图所示: 用法一： 推荐用户按电路图一所示， 输入额定电流为5A ，次级（副边）会产生一个2.5mA 的电流。通过运算放大器，用户可以调节反馈电阻R 值在输出端得到所要求的电压输出。而电容C 及电阻r 是用来补偿相移的。如用户使用软件补偿或不需要补偿相移的场合，电容C 及电阻r 可以不接。图中运算放大器为OP07系列。运算放大器的电源电压通常取±15V 或±12V 。图中反馈电阻R 要求精度优于1%，温度系数优于50ppm 。 电路参数的确定： 1．反馈电阻R 的值，反馈电阻R= V0/Ii ，如果要求输出电压很精确，则R 可取略小于V0另串联一个可调电阻进行微调，以达到所要求的精度。 2．补偿电容C 及补偿电阻r 的值：C 的经验值一般为0.01----0.033μF, 如果C 选0.033,则 r=95×（22R/ФC-1）1/2 如果C 选0.022，则 r=143×(15R/ФC-1)1/2 其中，R 为反馈电阻的值，以K ?为单位：Фc 为每只互感器上标的未补偿前的相移值，以分为单位。计算出来的补偿电阻r 的值是以K ?为单位的。 用法二： 如电路图二所示，并电阻直接输出电压。 优点：采样电路简单，由于不使用运放，不需要外接直流电源，避免了运放的温飘等不稳定因素，大大提高了可靠性。 缺点：带载能力弱，由于负载大相位差变大,动态范围减小。 应用实例 用 GCT–201B 设计一个电路，其额定输入电流为5 A ，输出电压为5V 。（GCT–201B 上标的Фc 为15′），参数确定如下： 1. 反馈电阻R=VO/Ii=5V/ 2.5mA =2K ? 2. 补偿电容C 及补偿电阻r 的值： 如果C 选0.033μF,则 r=95×（22R/ФC-1）1/2 =95×（22 ×2/15-1）1/2 =132K ?。 如果C1选0.022μF ，则 r=143×(15R/ФC-1)1/2 =143×（15 ×2/15-1）1/2 =143K 测量型电压互感器使用方法: 典型应用电路如图所示 图一 图二 用法一： 推荐用户按电路图一所示 ：输入电压经限流电阻R ′，使流过GPT–202B 电压互感器初级（原边）的额定电流为2mA （或某个用户自定的理想值），副边会产生一个相同的电流。通过运算放大器，用户可以调节反馈电阻R 的值在输出端得到所要求的电压输出。电容C 及电阻r 是用来补偿相移的。如用户使用软件补偿或不需要补偿相移的场合，电容C 及电阻r 可以不接。图中运算放大器为OP07 系列，运算放
课程设计报告题目：电流检测电路设计 课程名称：电子信息工程课程设计 学生姓名：焦道楠 学生学号：1314020114 年级：2013级 专业：电子信息工程 班级：（1）班 指导教师：王留留 电子工程学院制 2016年3月
目录 1 绪论 (1) 2 设计的任务与要求 (1) 2.1 课程设计的任务 (1) 2.2 课程设计的要求 (1) 3 设计方案制定 (1) 3.1 设计的原理 (1) 3.2 设计的技术方案 (2) 4 设计方案实施 (3) 4.1 单片机模块 (3) 4.2 传感器模块 (4) 4.3 A/D转换模块 (5) 4.4 LCD12864点阵液晶显示模块 (6) 5 各模块PCB图 (7) 5.1 单片机模块 (7) 5.2 传感器模块 (7) 6 系统的程序设计 (9) 7 心得体会 (10) 参考文献 (10)
电流检测电路设计 学生：焦道楠 指导教师：王留留 电子工程学院电子信息工程专业 1 绪论 在电学中的测量技术涉及的范围非常广，广泛应用于学校、工业、工厂、科研等各种领域，供实验室和工业现场测量使用。随着电子技术的不断发展，在数字化和智能化不断成为主体的今天，电压、电流测量系统中占有非常重要的位置。我们在分析和总结了单片机技术的发展历史及发展趋势的基础上，以实用、可靠、经济的设计原则为目标，设计出全数字化测量电压电流装置。系统主要以AT89C51单片机为控制核心，整个系统由中央控制模块、A/D转换模块、LED显示模块组成。可实现对待测电压、电流的测量，在数码管上显示。本次课程设计我所做的项目是基于单片机的电流检测系统，主要用到A/D转换和数码管显示。近几年来，单片机已逐步深入应用到工农业生产各部门以及人们生活的各个方面。各种类型的单片机也根据社会的需求而相继开发出来。单片机是一个器件级的计算机系统，实际上它是一个微控制器或微处理器。由于它功能齐全，体积小，成本低，因此它可以应用到所有的电子系统中。AT89C51是一种带4K字节闪存的可编程可插除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复的擦除多次，该器件采用ATMEL高密度非易失性存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能的8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。 2设计的任务与要求 2.1 课程设计的任务 利用单片机及其相关知识，设计一个电流检测电路。 2.2 课程设计的要求 （1）画出相应电流检测电路的原理图，并进行检测，生成PCB板； （2）编写程序，实现电流检测功能； （3）情况允许的情况下，做出实物，并估算其成本。 3设计方案制定 3.1 设计的原理
交流电压测量电路中的整流装置与交流电流测量电路中的整流装置相似。因而在具有交流电流和交流电压测量功能的万用表中都是共用一套整流器件。交流电压测量中，扩大量程用的倍率器结构与直流电压测量用的倍率器相同(由倍率电阻组成的等比例变值电路被称为倍率器;由于电阻具有时间常数的特性，所以倍率器也具有时间常数的特性)，如图1所示。一般万用表都采用先降压后整流的方式。 图1 交流电压测量原理 a)串阻抽头半波整流式 b)串阻抽头全波整流式 c)独立分挡半波整流式 d)独立分挡全波整流式 测量交流电压时，其工作频率提高时，由于倍率器的时间常数不同和电路的分布电容会使仪表产生附加误差。在有些万用表中，高电压挡采用电容补偿法来扩大频率范围，若当频率增加时，需要仪表读数同时增加，可采用频率影响负补偿电路，如图2a所示;若频率增加时，需要仪表读数减小，可采用频率影响正补偿电路，如图2b所示。
图2 频率影响补偿电路 a)负补偿电路 b)正补偿电路 由于受整流二极管非线性的影响，二极管的非线性电阻与扩大量程用电阻间的差值越大，则表现在刻度上的影响越小;当低电压时，扩大量程电阻值减小，使二极管的非线性电阻影响电路明显，为了补偿这个原因，将交流刻度绘成高压和低压二种，以适应各自的需要。如果要用一条刻度完成零点几伏至数千伏的电压量指示，则必须采用两种电压灵敏度补偿方法。图3就是补偿的一个典型例子，在7.5V、15V 挡时，电压的灵敏度是133Ω/Ⅴ;在75～600Y各挡时，电压的灵敏度是20000/V，这样使一条刻度线完成了0.5～600V的电压测景范围。即低压时采用低灵敏补偿电路;高压时采用高灵敏补偿电路。
测量电压实验报告 篇一：基于Labview的电压测量仿真实验报告 仿真实验一基于Labview的电压测量仿真实验 一、实验目的 1、了解电压测量原理； 2、通过该仿真实验熟悉虚拟仪器技术——LABVIEW的简单编程方法； 3、通过本次实验了解交流电压测量的各种基本概念。 二、实验仪器 微机一台、LABVIEW8.5软件三、实验原理 实验仿真程序如下（正弦波、三角波、锯齿波、方波（占空比30%、50%、60%）： 四、实验内容及步骤 （1）自己编写LABVIEW仿真信号源实验程序，要求可以产生方波（占空比 可调）、正弦波、三角波、锯齿波等多种波形，而且要求各种波形的参数可调、可控。 （2）编写程序对各种波形的有效值、全波平均值、峰
值等进行测量，在全波平均值测量时要注意程序编写过程。同时记录各种关键的实验程序和实验波形并说明。 实验所得波形如下：（正弦波、三角波、锯齿波、方波（占空比30%、50%、60%）： 正弦波： 三角波： 锯齿波： 方波（占空比30%）： 方波（占空比50%）： 方波（占空比60%）： （3）对各种波形的电压进行测量，并列表记录。如下表： 五、实验小结 由各波形不同参数列表可知，电压量值可以用峰值、有效值和平均值表征。被测电压是非正弦波的，必须根据电压表读数和电压表所采用的检波方法进行必要地波形换算，才能得到有关参数。 篇二：万用表测交流电压实验报告1
万用表测交流电压实验报告 篇三：STM32 ADC电压测试实验报告 STM32 ADC电压测试实验报告 一、实验目的 1.了解STM32的基本工作原理 2. 通过实践来加深对ARM芯片级程序开发的理解 3.利用STM32的ADC1通道0来采样外部电压值值，并在TFTLCD模块上显示出来 二、实验原理 STM32拥有1~3个ADC，这些ADC可以独立使用，也可以使用双重模式（提高采样率）。STM32的ADC是12位逐次逼近型的模拟数字转换器。它有18个通道，可测量16个外部和2个内部信号源。各通道的A/D转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。ADC的结果可以左对齐或右对齐方式存储在16位数据寄存器中 接下来，我们介绍一下执行规则通道的单次转换，需要用到的ADC寄存器。第一个要介绍的是ADC控制寄存器（ADC_CR1和ADC_CR2）。ADC_CR1的各位描述如下： ADC_CR1的SCAN位，该位用于设置扫描模式，由软件
仪表放大器有它自己参考端，这些参考端均于地线相连，可以驱动以地为参考的负载。此外仪表放大器的输入地和输出地都汇集在一点，该点又与电源地相连，这样可以减小电路中接地环路电阻，从而减少因接地电阻带来的影响。下面以AD620为例介绍其典型应用。 AD620是低成本仪表放大器，用户仅通过外接一个电阻，就可以在1~1000倍的增益范围内任意设置放大倍数。该器件具有宽的供电电源范围±2.3V~±18V ，较低的功耗（≤1.3mA ），输入失调电压小于50μV ，输入失调电压温漂小于0.6μV/℃，具有低的噪声输入。其管脚排列如图3.6.2所示。 G 图 3.6.2 1和8脚是外接电阻端子，以调节放大倍数；7和4脚是正、负电源端子；2和3脚是输入电压端；6脚是输出电压端；5脚是参考端，若该端接地，则6脚输出为对地之间的电压。 AD620仪表放大器的放大倍数表达式为：14.49+= G R k G 1压力测量电路 图3.6.4是一压力测量电路，压力传感器输出的信号通过AD620放大后送入AD 转换器， 转换成数字量进行测量。 3.6.1 有源滤波器 滤波器是一种能使一定频率的信号通过，而阻止和衰减其他频率的信号的电路。所谓有源滤波器就是采用有源器件（主要是集成运算放大器）和RC 网络构成，其优点是体积小、低频性能好、精度高、性能稳定，目前在信号处理电路中广泛应用。根据滤波器的频率特性可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器和全通滤波器，其幅频响应曲线如图3.6.6所示。
A A A A 低通滤波器 高通滤波器 带通滤波器 带阻滤波器 图 3.6.6 由于一个高阶滤波器可以分解成多个一阶和二阶滤波器，所以二阶有源滤波器电路是最基本的电路。二阶有源滤波器的电路结构形式非常多，有：无限增益多路反馈型滤波器、压控电压源型滤波器、双二次型滤波器和通用的集成滤波器等，下面以二阶压控电压源型滤波器为例介绍其设计方法。 1 二阶低通滤波器 二阶低通滤波器的典型传递函数表达式为： 2 2 20)()(n n n S Q S A S A ωωω+?+= 其中，ωn 为特征角频率，Q 为等效品质因数。 图3.6.7所示电路的传递函数为： 图 3.6.7 []1 )1()()()(0112122221210 +-+++= = S A C R C R C R S C C R R A S U S U S A i o a b R R A +=10 , )(121212 C C R R n =ω ) 1()(0112122 121A C R R R C C C R R Q -++=
MAX471电流检查电路 摘要：MAX471/MAX472是MAXIM公司生产的精密高端电流检测放大器，利用该器件可以实现以地为参考的电流/电压的转换，本文介绍了用MAX471/472高端双向电流检测技术来实现对电源电流的监测和保护的方法，并给出了直流电源监测与保护的实现电路关键词：高端电流监测I/V转换MAX471 MAX472 1 电源电流检测 长期以来，电源电流的检测都是利用串联的方法来完成的。而对于磁电仪表，一般都必须外加分流电阻以实现对大电流的测量，在量程范围不统一时，分流电阻的选择也不标准，从而影响到测量精度。对于互逆电源，由于测量必须利用转换开并来实现，因而不能随机地跟踪测量和自动识别。 在教学和实验室使用的稳压电源中，为了能够进行电流/电压的适时测量，可用两种方法来实现。一种方法是彩双表法显示，此法虽好，但成本较高，同时体积也较大；另一种方法是采用V/I复用转换结构，这种方法成本低，体积小，因而为大多数电源所采用，但它在测量中需要对电压/电流进行转换显示，也不方便。那么，如何对电源进行自动监测呢？笔者
在使用中发现，稳压电源的电压在初始调节状态时，往往显示出空载，而在接入负载后，则需要适时显示负载电流，因此，利用负载电流作为监测信号来完成I/V的测量转换，可实现一种电量用两种方法表示，并可完成自动监测转换功能。 为了实现I/V的转换，笔者利用MAX271/MAX472集成电路优良的I/V转换特性、完善的高端双向电流灵敏放大器和内置检流电阻来实现对稳压电流电流的检测。 2 MAX471/MAX472的特点、功能 美国美信公司生产的精密高端电流检测放大器是一个系列化产品，有MAX471/MAX472、MAX4172/MAX4173等。它们均有一个电流输出端，可以用一个电阻来简单地实现以地为参考点的电流/电压的转换，并可工作在较宽的电压和较大的电流范围内。 MAX471/MAX472具有如下特点： ●具有完美的高端电流检测功能； ●内含精密的内部检测电阻（MAX471）； ●在工作温度范围内，其精度为2%； ●具有双向检测指示，可监控充电和放电状态； ●内部检测电阻和检测能力为3A，并联使用时还可扩大检测电流范围； ●使用外部检测电阻可任意扩展检测电流范围（MAX472）； ●最大电源电流为100μA； ●关闭方式时的电流仅为5μA； ●电压范围为3～36V； ●采用8脚DIP/SO/STO三种封装形式。 MAX471/MAX472的引脚排列如图1所示，图2所示为其内部功能框图。表1为 MAX471/MAX472的引脚功能说明。MAX471的电流增益比已预设为500μA/A，由于2kΩ的输出电阻（ROUT）可产生1V/A的转换，因此±3A时的满度值为3V.用不同的ROUT电阻可设置不同的满度电压。但对于MAX471，其输出电压不应大于VRS+-1.5V，对于MAX472，则不能大于VRG-1.5V。
交流电压测量 姓名 学号 日期 一、实验目的： 了解交流电压测量的基本原理，分析几种典型电压波形对不同检波特性电压表的响应，以及它们之间的换算关系，并对测量结果做误差分析。 二、实验原理： 一个交流电压的大小，可以用峰值U ?，平均值U ，有效值U ，以及波形因数K F ，波峰因数K P 等表征，若被测电压的瞬时值为)(t u ，则 全波平均值为 ? = T dt t u T U 0 )(1 有效值为 ?= T dt t u T U 02 )(1 波形因数为 U U K F = 波峰因数为 U U K P ?= 而用来测量电压的指针式电压表中的检波器有多种形式，一般来说，具有不同检波特性的电压表都是以正弦电压的有效值来定度的，但是，除有效值电压表外，电压表的示值本身并不直接代表任意波形被测电压的有效值。因此，如何利用不同检波特性的电压表的示值（即 读数）来正确求出被测电压的均值U ，峰值U ?，有效值U ，这便是一个十分值得注意的问题。 根据理论分析，不同波形的电压加至不同检波特性的电压表时，要由电压表读数确定被 测电压的U ?、U 、U ，一般可根据表1的关系计算。 从表1可知，用具有有效值响应的电压表和平均值响应的电压表分别对各种波形的电压测量时，若读数相同，只分别表示不同波形的被测电压有效值U 相同和平均值U 相同，而其余的并不一定相同。
三、实验设备： 1、数字毫伏表1台； 2、函数信号发生器1台； 3、双踪示波器， 1台。 4、真有效值万用表 1个 四、实验内容： 调节函数信号发生器的输出幅度，使示波器的峰值读数为1V，观测各种电压表的读数 六、思考题： 1、实验过程中为了仪器的安全，电压表量程是否应尽量选大一些（如3V，10V甚至 30V档）？
电压测量法的基本原理 电路正常工作时，电路中各点的工作电压都有一个相对稳定的正常值或动态变化的范围。如果电路中出现开路故障、短路故障或元器件性能参数发生改变时，该电路中的工作电压也会跟着发生改变。所以电压测量法就能通过检测电路中某些关键点的工作电压有或者没有、偏大或偏小、动态变化是否正常，然后根据不同的故障现象，结合电路的工作原理进行分析找出故障的原因。 1 ．电源电压的检测。电源是电路正常工作的必要条件，所以当电路出现故障时，应首先检测电源部分。如果电源电压不正常，应重点检查电源电路和负载电路是否存在开路或短路故障。在通常情况下，如果电源部分有开路故障，电源就没有电压输出；如果负载出现开路故障，电源电压就会升高；如果负载出现短路故障，电源电压会降低，甚至引发火灾；对开关电源，还应着重检查保护电路是否正常。 2 ．三极管工作电压的检测。通过检测三极管各极的电位．根据三极管在电路中的工作状态进行分析就能找出故障原因。所以在分析和检测前首先必须掌握各种电路的工作原理．了解被测三极管的工作状态。 3 ．集成电路工作电压的检测。通过检测集成电路各引脚的电压，然后把检测结果与正常值进行对比就能初步判断集成电路本身、该集成电路的相关电路或外围元件是否存在故障。应着重检测电源、时钟、信号的输入输出等引脚的电压。 4 ．电路中某些动态电压的检测。在收音机、电视机、录像机影碟机等设备中，其各引脚的电压都会根据不同情况发生动态变化。通过检测这些电压的动态变化，就能快速找出故障原因。 使用电压测量法的注意事项 1 ．使用电压测量法检测电路时。必须先了解被测电路的情况、被测电 J 土的种类、被测电压的高低范围，然后根据实际情况合理选择测量设备 ( 例如万用表 ) 的挡位。以防止烧毁测试仪表。 2 ．测量前必须分清被测电压是交流还是直流电压，确保万用表红表笔接电位高的测试点，黑表笔接电位低的测试点，防止因指针反向偏转而损坏电表。 3 ．使用电压测量法时要注意防止触电，确保人身安全。测量时人体不要接触表笔的金属部分。具体操作时，一般先把黑表笔固定。然后用单手拿着红表笔进行测量。
电流检测电路 摘要：MAX471/MAX472是MAXIM公司生产的精密高端电流检测放大器，利用该器件可以实现以地为参考的电流/电压的转换，本文介绍了用MAX471/472高端双向电流检测技术来实现对电源电流的监测和保护的方法，并给出了直流电源监测与保护的实现电路 1 电源电流检测 长期以来，电源电流的检测都是利用串联的方法来完成的。而对于磁电仪表，一般都必须外加分流电阻以实现对大电流的测量，在量程范围不统一时，分流电阻的选择也不标准，从而影响到测量精度。对于互逆电源，由于测量必须利用转换开并来实现，因而不能随机地跟踪测量和自动识别。 在教学和实验室使用的稳压电源中，为了能够进行电流/电压的适时测量，可用两种方法来实现。一种方法是彩双表法显示，此法虽好，但成本较高，同时体积也较大；另一种方法是采用V/I复用转换结构，这种方法成本低，体积小，因而为大多数电源所采用，但它在测量中需要对电压/电流进行转换显示，也不方便。那么，如何对电源进行自动监测呢？笔者在使用中发现，稳压电源的电压在初始调节状态时，往往显示出空载，而在接入负载后，则需要适时显示负载电流，因此，利用负载电流作为监测信号来完成I/V的测量转换，可实现一种电量用两种方法表示，并可完成自动监测转换功能。 为了实现I/V的转换，笔者利用MAX271/MAX472集成电路优良的I/V转换特性、完善的高端双向电流灵敏放大器和内置检流电阻来实现对稳压电流电流的检测。 2 MAX471/MAX472的特点、功能
美国美信公司生产的精密高端电流检测放大器是一个系列化产品，有MAX471/MAX472、MAX4172/MAX4173等。它们均有一个电流输出端，可以用一个电阻来简单地实现以地为参考点的电流/电压的转换，并可工作在较宽的电压和较大的电流范围内。 MAX471/MAX472具有如下特点： ●具有完美的高端电流检测功能； ●内含精密的内部检测电阻（MAX471）； ●在工作温度范围内，其精度为2%； ●具有双向检测指示，可监控充电和放电状态； ●内部检测电阻和检测能力为3A，并联使用时还可扩大检测电流范围； ●使用外部检测电阻可任意扩展检测电流范围（MAX472）； ●最大电源电流为100μA； ●关闭方式时的电流仅为5μA； ●电压范围为3～36V； ●采用8脚DIP/SO/STO三种封装形式。 MAX471/MAX472的引脚排列如图1所示，图2所示为其内部功能框图。表1为MAX471/MAX472的引脚功能说明。MAX471的电流增益比已预设为500μA/A，由于2kΩ的输出电阻（ROUT）可产生1V/A的转换，因此±3A时的满度值为3V.用不同的ROUT电阻可设置不同的满度电压。但对于MAX471，其输出电压不应大于VRS+-1.5V，对于MAX472，则不能大于VRG-1.5V。
RLC正弦交流电路参数测量实验报告
【RLC正弦交流电路参数测量】实验报告 【实验目的】 1.熟悉正弦交流电的三要素，熟悉交流电路中的矢量关系； 2.学习用示波器观察李萨尔图形的方法； 3.掌握R,L,C元件不同组合时的交流电路参数的基本测量方法。 【实验摘要（关键信息）】 1.在面包板上搭接R、L、C的并联电路； 2、将R、L并联，测量电压和电流的波形和相位差，计算电路的功率因素。 3、将R、C并联，测量电压和电流的波形和相位差，计算电路的功率因素。 4、将R、L、C并联，测量电压和电流的波形和相位差，由相位差分析负载性质。计算功率因素。 【实验原理】 1.正弦交流电的三要素 初相角：决定正弦量起始位置； 角频率：决定正弦量变化快慢 幅值:决定正弦量的大小。 2.电路参数 在正弦交流电路的负载中，可以是一个独立的电阻器、电感器或电容器，也可以由他们相互组合（以串联为例）。电路里元件的阻抗特性为 当采用交流电压表、电流表和有功功率表对电路 测量时（三表法），可用下列计算公式来表述Z与 P、U、I相互之间的关系： 负载阻抗的模︱Z︱；负载回路的等效电阻 ； 负载回路的等效电抗； 功率因数cosφ;电压与电流的相位差φ 当φ>0时，电压超前电流；当φ<0时，电压滞后电流。 3.矢量关系：基尔霍夫定律在电路电路里依然成立，有和，可列出回路方程与节点方程。 【电路图】
电路图1 电路图2
电路图3 【实验环境（仪器用品等）】 面包板，示波器，1KΩ电阻，47Ω电阻,导线,函数发生器，10mH电感，0.1μF 电容 【实验操作】 1.分别按照电路图1、2、3在面包板上连接电路； 2.调节函数发生器，使其通道1输出频率为1KHz,峰峰值为5V的正弦波； 3.示波器校准，通道1接入函数发生器输出的信号，通道2接入通过47Ω小 电阻的信号，两通道地线要接在一起； 4.调节示波器，使其为李萨尔图形，观察两波形相位差，记录数据并分析。【实验数据与分析】 1.R、L并联
摘要 模拟电子技术课程设计是继《模拟电子技术基础》理论学习和实验教学之后又一重要的实践性教学环节。它的任务是在学生掌握和具备电子技术基础知识与单元电路的设计能力之后，让学生综合运用模拟电子技术知识，进行实际模拟电子系统的设计、安装和调测，利用multisim等相关软件进行电路设计，提高综合应用知识的能力、分析解决问题的能力和电子技术实践技能，让学生了解模拟电子技术在工业生产领域的应用现状和发展趋势。为今后从事电子技术领域的工程设计打好基础。 本课程设计的思路是将交流信号经过电阻分压后送至由TL062和电容、电阻组成的AC-DC转换模块，将直流信号送至ICL7107数码管显示，完成交流电压有效值的测量。 关键词：电阻分压、TL062、ICL7107、交直流转换、有效值测量
1 电路方案论证与选择 1.1 系统基本方案 设计电路分为直流稳压电源模块、电压衰减模块、AC-DC模块、数码管显示模块，即可完成题目对交流电压有效值进行测量，并显示的设计要求。 1.2 各模块方案论证与选择 1.2.1 直流稳压可调电源模块 设计图1.1为采用7805设计的直流稳压源。该稳压源可稳定输出+5V电压，电路简单，应用广泛。该稳压源由以下五部分组成。 (1) 降压：通过变压器将输入的220V，50HZ交流电降为+5V输出。 (2) 整流：通过桥式整流电路，将输入的交流电压信号变为脉动信号。 (3) 滤波：通过C1及C2等滤波电容将输入的电压信号转变为波形更为平缓 的电压信号。 (4) 稳压：通过集成稳压芯片7805将不稳定的电压信号变为稳定的直流电 压。 图1-1 直流稳压电源电路 1.2.2 电压衰减模块 由于AC-DC模块的输入电压为200mV，而题目要求的测量电压是V>10V，因此要对输入电压进行衰减。此处采用了电阻分压的方式对电压进行衰减，同时设计参数，使模块能输入200mV~2000V范围内的电压。
电流检测方法 1 传统的电流检测方法 1. 1 利用功率管的RDS进行检测( RDS SENSIN G) 当功率管(MOSFET) 打开时,它工作在可变电阻区,可等效为一个小电阻。MOSFET 工作在可变电阻区时等效电阻为: 式中:μ为沟道载流子迁移率; COX 为单位面积的栅电容;V TH 为MOSFET 的开启电压。 如图1 所示,已知MOSFET 的等效电阻,可以通过检测MOSFET 漏源之间的电压来检测开关电流。 这种技术理论上很完美,它没有引入任何额外的功率损耗,不会影响芯片的效率,因而很实用。但是这种技术存在检测精度太低的致命缺点: (1) MOSFET 的RDS本身就是非线性的。 (2) 无论是芯片内部还是外部的MOSFET ,其RDS受μ, COX ,V TH影响很大。 (3) MOSFET 的RDS随温度呈指数规律变化(27～100 ℃变化量为35 %) 。 可看出,这种检测技术受工艺、温度的影响很大,其误差在- 50 %～ + 100 %。但是因为该电流检测电路简单,且没有任何额外的功耗,故可以用在对电流检测精度不高的情况下,如DC2DC 稳压器的过流保护。 图1 利用功率管的RDS进行电流检测
1. 2 使用检测场效应晶体管(SENSEFET) 这种电流检测技术在实际的工程应用中较为普遍。它的设计思想是: 如图2 在功率MOSFET两端并联一个电流检测FET ,检测FET 的有效宽度W 明显比功率MOSFET 要小很多。功率MOSFET 的有效宽度W 应是检测FET 的100 倍以上(假设两者的有效长度相等,下同) ,以此来保证检测FET 所带来的额外功率损耗尽可能的小。节点S 和M 的电流应该相等,以此来避免由于FET 沟道长度效应所引起的电流镜像不准确。 图2 使用场效应晶体管进行电流检测 在节点S 和M 电位相等的情况下,流过检测FET的电流IS 为功率MOSFET 电流IM 的1/ N ( N 为功率FET 和检测FET 的宽度之比) , IS 的值即可反映IM 的大小。 1. 3 检测场效应晶体管和检测电阻相结合 如图3 所示,这种检测技术是上一种的改进形式,只不过它的检测器件不是FET 而是小电阻。在这种检测电路中检测小电阻的阻值相对来说比检测FET 的RDS要精确很多,其检测精度也相对来说要高些,而且无需专门电路来保证功率FET 和检测FET 漏端的电压相等,降低了设计难度,但是其代价就是检测小电阻所带来的额外功率损耗比第一种检测技术的1/ N 2还要小( N 为功率FET 和检测FET 的宽度之比) 。此技术的缺点在于,由于M1 ,M3 的V DS不相等(考虑VDS对IDS的影响), IM 与IS 之比并不严格等于N ,但这个偏差相对来说是很小的,在工程中N 应尽可能的大, RSENSE应尽可能的小。在高效的、低压输出、大负载应用环境中,就可以采用这种检测技术。
数字万用表的类型多达上百种，按量程转换方式分类，可分为手动量程式数字万用表、自动量程式数字万用表和自动／手动量程数字万用表；按用途和功能分类，可分为低档普及型（如DT830型数字万用表）数字万用表、中档数字万用表、智能数字万用表、多重显示数字万用表和专用数字仪表等；按形状大小分，可分为袖珍式和台式两种。数字万用表的类型虽多，但测量原理基本相同。下面以袖珍式DT830数字万用表为例，介绍数字万用表的测量原理。DT830属于袖珍式数字万用表，采用9V叠层电池供电，整机功耗约20mW；采用LCD液晶显示数字，最大显示数字为±1999，因而属于3z位万用表。 同其他数字万用表一样，DT830型数字万用表的核心也是直流数字电压表DVM（基本表）。它主要由外围电路、双积分A／D转换器及显示器组成。其中，A／D转换、计数、译码等电路都是由大规模集成电路芯片ICL7106构成的。 （1）直流电压测量电路图1为数字万用表直流电压测量电路原理图，该电路是由电阻分压器所组成的外围电路和基本表构成。把基本量程为200mV的量程扩展为五量程的直流电压挡。图中斜线区是导电橡胶，起连接作用。 图1 数字万用表直流电压测量电路原理图 （2）直流电流测量电路图2为数字万用表直流电流测量电路原理图，图中VD1、VD2为保护二极管，当基本表IN＋、IN一两端电压大于ZOOmV时，VD1导通，当被测量电位端接入IN一时，VD2导通，从而保护了基本表的正常工作，起到“守门”的作用。R2～R5、RC．分别为各挡的取样电阻，它们共同组成了电流－电压转换器（I／U），即测量时，被测电流△在取样电阻上产生电压，该电压输人至IN＋、IN—两端，从而得到了被测电流的量值。若合理地选配各电流量程的取样电阻，就能使基本表直接显示被测电流量的大小。
实验七三相交流电路的测量数据 一、实验目的 1. 掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法，验证这两种接法下线、相电压及线、相电流之间的关系。 2. 充分理解三相四线供电系统中中线的作用。 二、原理说明 1. 三相负载可接成星形（又称“Ｙ”接）或三角形(又称"△"接)。当三相对称负载作Y 形联接时，线电压U L是相电压U p的倍。线电流I L等于相电流I p，即 U L＝U p，I L＝I p 在这种情况下，流过中线的电流I0＝0，所以可以省去中线。 当对称三相负载作△形联接时，有I L＝I p， U L＝U p。 2. 不对称三相负载作Y 联接时,必须采用三相四线制接法，即Y0接法。而且中线必须 牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压维持对称不变。 若中线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的那一相的相电压过高，使负载遭受损坏；负载重的一相相电压又过低，使负载不能正常工作。尤其是对于三相照明负载，无条件地一律采用Y0接法。 3. 当不对称负载作△接时，I L≠ Ip，但只要电源的线电压U L对称，加在三相负载上 的电压仍是对称的，对各相负载工作没有影响。 三、实验设备 序号名称型号与规格数量备注 1交流电压表0～500V1无 2交流电流表0～5A1无 3万用表无1自备 4三相自耦调压器无1无 5三相灯组负载220V，15W白炽灯9DGJ-04 6电门插座33DGJ-04 四、实验内容 1. 三相负载星形联接（三相四线制供电） 按图 7-1 线路组接实验电路。即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源。将三相调压器的旋柄置于输出为0V 的位置（即逆时针旋到底）。经指导教师检查合格后，方可开启实验台电源，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为220V，并按下述内容完成各项实验，分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流、相电流、中线电流、电源与负载中点间的电压。将所测得的数据记入表7-1 中，并观察各相灯组亮暗的变化程度，特别要注意观察中线的作用。
变频器的电压检测电路（新） ——正弦变频器电压检测实际电路分析 一、电路构成和原理简析 电压检测电路，是变频器故障检测电路中的一个重要组成部分，旨在保障使IGBT 逆变电路的工作电源电压在一特定安全范围以内，若工作电源危及IGBT （包含电源本身的储通电容）器件的安全时，实施故障报警、使制动电路投入工作、停机保护等措施。此外，少数机型还有对输出电压的检测，在一定程度上，起到对IGBT 导通管压降检测的同样作用，取代驱动电路中IGBT 的管压降检测电路。 1、电压检测电路的构成、电压采样方式及故障表现 图1 电路检测电路的构成（信号流程）框图 1、电压检测电路的电压采样形式（前级电路） 1）直接对DC530V 电压采样 78L05C 8 P N 图2 DC530V 电压检测电路之一
直接对P 、N 端DC530V 整流后电源电压进行进行采样，形成电压检测信号。如阿尔法ALPHA2000型18.5kW 变频器的电压检测电路，如图2所示。 电路中U14线性光耦合器的输入侧供电，由开关变压器的独立绕组提供的交流电压，经整流滤波、由78L05稳压处理得到5V 电源所提供，电源地端与主电路N 端同电位。输出侧供电，则由主板+5V 所提供。 直流回路P 、N 端的DC530V 电压，直接经电阻分压，取得约120mV 的分压信号，输入U14（线性光耦合器，其工作原理前文已述）进行光、电隔离与线性放大后，在输出端得到放大了的检测电压信号，再由LF353减法放大器进一步放大，形成VPN 直流电压检测信号，经CNN1端子，送入MCU 主板上的电压检测后级电路。 2）由开关变压器次级绕组取得采样电路信号 +5V -42V 图3 DC530V 电压检测电路之二 +5V N1输入电压波形示意图V T 截止 VT 饱合导通 0V 530V 5V 0V -42V N3输出电压波形示意图 压采样等效电路 图4 直流回路电压采样等效电路及波型示意图 主电路的DC550V 直流电压检测信号，并不是从主电路的P 、N 端直接取得，而是“间接”从开关电源的二次绕组取出，这是曾经令一些检修人员感到困惑、找不到电压检测信号是从何处取出的一件事情，也成为该部分电路检修的一个障碍。电压采样电路如上图4所示。 在开关管VT 截止期间，开关变压器TRAN 中储存的磁能量，由次级电路进行整流滤波得到+5V 工作电源，释放给负载电路；在VT 饱和导通期间，TC2从电源吸取能量进行储存。 N3二级绕组上产生的电磁感应电压，正向脉冲出现的时刻对应开关管的截止时间，宽度较大，幅值较低，经二极管D12正向整流后提供负载电路的供电，有电流释放回路；反向脉冲出现的时刻对应开关管的饱和导通时间，宽度极窄，但并不提供电流输出，回路的时间常数较大（不是作为供电电源应用，只是由R 、C 电路取得电压检测信号），故能在电容C17上维持较高的幅值。开关管VT 饱合导通时，相当于将
电路理论基础 实验报告 实验名称电位电压的测定及电路电位图的绘制 专业电子信息科学与技术 班级 学号 姓名 组员 2015年 4 月 6 日 目录 实验目的................................. (1) 原理说明................................. .. (1)
实验设备................................. .. (1) 实验内容................................. .. (1) 电路电位图................................. .2 仿真图................................. (3) 注意事项................................. .. (4)
思考题................................. (4) 体会与感悟................................. .5 一、实验目的 1. 用实验证明电路中电位的相对性、电压的绝对性 2. 掌握电路电位图的绘制方法 二、原理说明 在一个确定的闭合电路中，各点电位的高低视所选的电位参考点的不同而变，但任意两点间的电位差（即电压）则是绝对的，它不因参考点电位的变动而改变。据此性质，我们可用一只电压表来测量出电路中各点相对于参考点的电位及任意两点间的电压。 电位图是一种平面坐标一、四两象限内的折线图。其纵坐标为电位值，横坐标为各被测点。要制作某一电路的电位图，先以一定的顺序对电路中各被测点编号。以图5-1的电路为例，如图中的A～F, 并在坐标横轴上按顺序，均匀间隔标上A、B、C、D、E、F、A。再根据测得的各点电位值，在各点所在的垂直线上描点。用直线依次连接相邻两个电位点，即得该电路的电位图。 在电位图中，任意两个被测点的纵坐标值之差即为该两点之间的电压值。 在电路中电位参考点可任意选定。对于不同的参考点，所绘出的电位图形是不同的，但其各点电位变化的规律却是一样的。
高端电流检测的原理和电路 作者：Maxim公司Gert N.Helles 来源：《电子产品世界》 摘要：本文介绍低端、高端检流电路的结构和它们的应用。 关键词：电流检测限流 电流测量技术具有极为广泛的 应用，许多系统中都需要检测流 入、流出电流的大小。例如，电流 保护/电流监测设备、4-20mA电流 环系统、可编程电流源、线性/开关 模式电源、以及需要掌握流入流出 电流比例的充电器或电池电量计量 器。由于很多应用是便携式的，因 此电流检测电路还必须具有小体 积、低功耗的特性。 高端/低端检流电路 低端检流电路的检流电阻串联到 地(图1），而高端检流电路的检流 电阻是串联到高电压端(图2）。两 种方法各有特点：低端检流方式在 地线回路中增加了额外的电阻，高 端检流方式则要处理较大的共模信 号。 图1所示的低端检流运放以地电 平作为参考电平，检流电阻接在正 相端。运放的输入信号中的共模信 号范围为：(GND- RSENSE*ILOAD）。尽管低端检流 电路比较简单，但有几种故障状态 是低端检流电路检测不到的，这会使负载处于危险的情况，利用高端检流电路则可解决这些问题。 高端检流电路直接连到电源端，能够检测到后续回路的任何故障并采取相应的保护措施，特别适合于自动控制应用领域，因为在这些应用电路中通常采用机壳作为参考地。 传统高端检流电路 传统的高端/低端检流方式有多种实现方案，绝大多数基于分立或半分立元件电路。高端检流电路通常需要用一个精密运放和一些精密电阻电容，最常用的高端检流电路采用差分运放做增益放大并将信号电平从高端移位到参考地(图3）：
VO=IRS*RS；R1=R2=R3=R4 该方案已广泛应用于实际系统中，但该电路存在三个主要缺点： 1）输入电阻相对较低，等于R1； 2）输入端的输入电阻一般有较大的误差值； 3）要求电阻的匹配度要高，以保证可接受的CMRR。任何一个电阻产生1%变化就会使CMRR降低到46dB；0.1%的变化使CMRR达到66dB，0.01%的变化使CMRR达到86dB。高端电流检测需要较高的测量技 巧，这促进了高端检流集成电路 的发展。而低端电流检测技术似 乎并没有相应的进展。 采用集成差分运放实现高端电流 检测 采用差分运放进行高端电流检 测的电路更便于使用，因为近期 推出了许多种集成电路解决方 案。集成电路内部包括一个精密 运放和匹配度很好的电阻， CMRR高达105dB左右。MAX4198/99就是这样的产品，它的CMRR为110dB，增益误差优 于0.01%，而且采用小体积的8引脚mMAX封 装。 专用高端检流电路内部包含了完成高端电流检测 的所有功能单元，可在高达32V的共模电压下检测 高端电流，并提供与之成比例的、以地电平为参考 点的电流输出。需要对电流做精确测量和控制的应 用，如电源管理和电池充电控制，都适合采用这种 方案。 MAXIM的高端检流运放中所使用的检流电阻放 置在电源的高端和被检测电路的电源输入端之间， 检流电阻放在高端不给地线回路增加额外阻抗，这 项技术提高了整个电路的性能并简化了布版要求。 MAXIM推出了一系列双向或单向电流检测IC，有 些双向电流检测IC内置检流电阻，可检测流入或 流出被检电路的电流大小并通过一个极性指示引脚 显示电流方向。增益可调的电流检测IC、固定增 益（+20V/V，+50V/V，或+100V/V）电流检测芯 片或包括单双比较器的固定增益电流检测IC，都 采用小体积封装，如SOT23，可满足对尺寸要求苛刻的应用。图4是用MAX4173构成的高端电流检测电路。 图中输出电压与检流电阻的关系式为：