交流电压测量 （常规仪器方式） 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、DA-16晶体管毫伏表（均值检波）1台； 2、TD1914A数字毫伏表（有效值检波）1台； 3、函数信号发生器，型号YB1634，指标：0.2Hz-2MHz，数量1台； 4、双踪示波器，型号YB4320A，指标：20MHz，数量1台。 四、实验预习要求： 1、复习好《电子测量》中电压测量的有关章节。 2、参照仪器使用说明书，了解DA-16晶体管毫伏表、TD1914数字毫伏表、函数信号 发生器及双踪示波器的使用方法。 3、详细阅读实验指导书，作好绘制波形和测试记录的准备。 五、实验步骤： 1、将均值电压测量的实验仪器准备就绪，如下图所示。 2、将DA-16晶体管毫伏表置于1V/0db档位，如下图所示。 3、将DA-16晶体管毫伏表的输入线短接，如下图所示。 4、将DA-16晶体管毫伏表接通电源，待表针稳定，进行调零，如下图所示。 5、打开函数信号发生器的电源，选择产生1KHz左右的正弦波信号，如下图所示。 6、将函数信号发生器的信号线与DA-16晶体管毫伏表的输入端相接，如下图所示。 7、调节函数信号发生器的幅度输出，使DA-16的指示为0.7V，如下图所示。 8、打开示波器的电源，并进行校准，如下图所示。 9、将示波器探头与信号相接，并读出信号峰值，填入表2，如下图所示。 10、由函数信号发生器分别产生三角波、方波，并调节其幅度使电压表指示为0.7V，然后由示波器读出信号峰值，填入表2。 11、将DA—16电压表（平均值检波）换为TD1914A电压表（有效值检波），选择1V/0db 档位，并将其输入线短接，自动调零，如下图所示。 12、将示波器、函数信号发生器、电压表进行连接，如下图所示。 13、调节函数信号发生器的输出幅度，使电压表显示为0.7V，并从示波器上读出信号峰值，填入表2，如下图所示。 14、由函数信号发生器分别产生三角波、方波，并调节其幅度使电压表指示为0.7V， 然后由示波器读出信号峰值，填入表2。 比较由各电压表读数计算出的峰值U?和由示波器直接读出的峰值U?是否一致，并将测量和计算结果填入表2。
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。
日期周次课时 / 课题 4.5 电压的测量（第1课时） 教材 解读 目标 【知识与技能】 1.结合生活中的简单实例，用类比的思想理解电压形成电流的原因。 2.掌握电压表的使用方法。 【过程与方法】 1.通过对电压的认识过程，使学生领会“类比”这一研究问题的方法。 2.通过实际动手操作，让学生掌握电压表的使用方法。 【情感、态度价值观】 通过介绍水果电池，激发学生学习的兴趣和乐于探索的精神。 重点 1.对电压相关基础知识的教学。 2.电压表的使用及读数。 难点电压表的使用及读数。 学情投影仪、PPT 教学 准备 环节师生活动占用时间 教学 过程 设计 一、引入： 活动：用导线将电路连接起来，闭合开关观察现象。 实验现象： 灯泡亮了，电流表偏转。 说明了什么：说明电路中产生了电流。 思考：电流是怎样形成的？ 电荷的定向移动形成电流。 思考：没有干电池，闭合开关，灯泡还会发光吗？ 灯泡不会发光。因为没有干电池就没有了电源。 电路中形成持续电流的条件是什么？ 1.有电源 2.电路要闭合 电源的作用是什么？ 提供电荷向一个方向移动的动力。 电源是提供电压的装置。 二、讲述： 电压 1、电压是形成电流的原因。（推动电荷定向移动） 比较水流和电流的相似处
2、电压符号：U 3、国际主单位： 伏特，简称伏（V） 电压的单位定为伏特是为了纪念意大利著名的物理学家伏打而命名的。 其他单位: 千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV) 4、一些常见的电压值（伏） 电源 1、电源是提供电压的装置。 2、电源种类有： ①干电池 ②蓄电池 ③发电厂发电机组 3、电池是将化学能转化成电能的一种装置 ①电池的组成 将一块铜片和一块锌片同时插入稀硫酸，就可以组成一个电池，铜片和锌片就是电池的两个电极。 ②干电池的原理
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。
低频电子线路课程设计 ----电压有效值测量电路 姓名：小杰 专业班级：通信工程（4）班 学号：xxxxxxxxx 实验时间：2013.11.25-2013.11.26
电压有效值测量电路 摘要：采用通用运放LM 324和检波二极管设计一个峰值半波整流电路，实现对正弦波电压有效值的测量，先设计电路图用Multisim软件进行仿真，再根据仿真的电路图在面包板上连接电路，用信号发生器和万用表检验实际电路是否符合要求。 一、设计任务与技术指标 1.设计任务 采用通用运放LM 324和检波二极管设计一个峰值半波整流电路，实现对正弦波电压有效值的测量。 2.技术指标 输入信号频率范围：0~100mV 上限频率：5KHz 电压显示：万用表直流档 电源电压：12V范围内可任选 二、设计要求 1.熟悉电路的工作原理。 2.根据技术指标通过分析计算确定电路形式和参数元件。 3.画出电路原理图。（元器件标准化，电路图规范化） 4.计算机仿真。 三、实验要求： 1、根据技术指标确定测试项目、测试方法和步骤。 2、确定实验所用仪器。 3、作出记录数据的表格。 4、完成实验。 四、实验原理 1、电路工作原理 下图为精密半波整流电路与电容滤波电路所组成的实验原理图，它属于反相型运放电路。当输入电压为正极性时，运放输出为负极性时，运放输出U o1 为负 极性，二极管D2导通、D1截止，输出电压U O 为零。当输入电压U I 为负极性时， U o1 为正极性，此时D1导通、D2截止，电路处于反相比例运算状态，输出电压 U O =-U I R f /R i。
图1. 仿真实验原理电路图
数字万用表 姓名：XXX 学号：XXXXXX 专业：08电子信息工程X班 数字万用表DMM(Dital MultiMeter)采用大规模集成电路和液晶数字显示技术，具有结构简单、测量精度高、输入阻抗高、显示直观、过载能力强、功能全、耗电省、自动量程转换等优点，许多数字万用表还带有测电容、频率、温度等功能。 本课题的主要内容是理解DT-830型数字万用表的基本结构和原理，通过数字万用表的组装与调试，培养电子产品安装测试技能。 万用表的概述 数字万用表是采用集成电路模/数转换器和液晶显示器，将被测量的数值直接以数字形式显示出来的一种电子测量仪表。 1.数字万用表的组成 数字万用表是在直流数字电压表的基础上扩展而成的。为了能测量交流电压、电流、电阻、电容、二极管正向压降、晶体管放大系数等电量，必须增加相应的转换器，将被测电量转换成直流电压信号，再由A/D转换器转换成数字量，并以数字形式显示出来。它由功能转换器、A/D转换器、LCD显示器、电源和功9能/量程转换开关等构成。 常用的数字万用表显示数字位数有三位半、四位半和五位半之分。对应的数字显示最大值分别为1999，19999和199999，并由此构成不同型号的数字万用表。 2.数字万用表的面板 (1)液晶显示器:显示位数为四位，最大显示数为±1999，若超过此数值，则显示1或-1。 (2)量程开关:用来转换测量种类和量程。 (3)电源开关:开关拨至"ON"时，表内电源接通，可以正常工作；"OFF"时则关闭电源。 (4)输入插座:黑表笔始终插在"COM"孔内。红表笔可以根据测量种类和测量范围分别插入"V·Ω "、"mA"、"10A"插孔中。 1模数转换与数字显示电路 常见的物理量都是幅值连续变化的所谓模拟量。指针式仪表可以直
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）？
八年级科学上册第4章电路探秘第5节电压的测量教案（新版） 浙教版 一、教学目标 1.知识与技能： （1）理解电压形成电流，掌握电压表的使用； （2）理解串联电路、并联电路的电压关系。 2.过程与方法： （1）培养学生观察、思考、分析、讨论、总结、归纳和动手实验的能力； （2）培养学生提出问题、探究问题的能力； （3）通过对电压的认识，使学生领会“类比”这一研究问题的方法。 3.情感态度价值观： （1）培养认真细致的实验作风、实事求是的科学态度； （2）通过介绍伏特故事，激励学生勤奋学习，勇于探索。 二、教学重点难点 重点：实验探究得出串、并联电路的电压关系，学会电压表的使用及其读数。 难点：电压的认识以及电压表的使用。 三、教学准备 1.演示用器材：线路板（电源、灯泡、导线、开关）、自制U形管、毛巾、不同 种类电池若干、电压表、签字笔、多媒体投影仪。 2.学生用器材：线路板（电池、灯泡、导线、开关）、电压表。 四、学习方法 观察、分析、讨论、总结、猜想、探究、合作、实践 五、教学过程 （一）创设情境，导入新课 1.演示实验：水流。 2.引入课题，解释电流的形成原因，从而引出电压的概念。 3.演示实验：小灯泡发光。 问题： 1.闭合开关，小灯泡发光说明了什么？
2.将电源正、负两极与灯泡两端断开，小灯泡不亮了，这现象说明了什么？ 灯泡的钨丝及导线里虽然都有大量的自由电子，但因为没有接通电源，它们只做无规则的热运动，并不发生定向移动形成电流。当灯泡与电源接通时，灯泡里就有电流，这说明电源可以使电路中的自由电荷定向移动形成电流。为什么电源有这种作用呢？就因为电源的两极间有电压。 （二）电压 1.电压的符号、单位及其换算。 2.常见的电压值、安全电压。 （三）电压表的使用 1.电压表要并联在被测电路的两端。 问题：电压表为何必须并联到被测电路中？ 2.必须使电流从电压表的“+”接线柱流进，从“-”接线柱流出。 问题：（1）电压表的接线柱若接反了，会出现什么现象？ （2）学生用电压表中的接线柱怎样使用？ 3.被测电压不要超过电压表的量程。 问题：（1）被测电压超过电压表的量程会出现什么现象？ （2）如果事先不能估测出被测电压的大小，怎么进行测量？电压表直接连到电源的正、负极上，显示的示数是什么电压？ （四）用电压表测电压 学生分组实验 要求： 1.认真对照图示实物连接图连接好电路（连接过程中开关要断开）； 2.按照电压表的使用规则进行操作； 3.准确读数，做好记录（每次读数后要及时断开开关）； 4.通过分析得出实验结论。 实验结论： 1.串联电池的总电压等于各串联电池电压之和； 2.串联电路两端的电压等于串联的各部分电路两端电压之和； 3.并联电路中各并联支路的电压相等。 （五）小结
常用数字万用表的基本原理和维修 看到经常有人问万用表烧了怎么修，就写了这个帖子，希望对大家能有所帮助．有什么疑问的话也可以共同研究． 我们常用的万用表基本都是用７１０６为核心做的，例如８３０，９２０５，９２０８等等这些表． 很多厂家在设计电路时会考虑对7106做适当的保护措施,例如在图中的IN+与地之间接一个三极管,将电压限制在1V以内.如果出现误操作导致高压进入,这个三极管被击穿短路,使得7106不会损坏.如果发现万用表在电压档一直显示0V的话,就检查这部分电路.芯片损坏的几率还是比较小的,大部分都是外围元件坏了. 7106是个典型的3位半AD转换器,基本原理如下: 2008-4-7 16:48 7106 750V,是因为元器件耐压的问题,而且通常也不需要太大的量程). 直流电压测量原理 前面几个是分压电阻,分别对应个量程.如果表坏了根据这个图可以很快的判断出故障部位.这种表的刀盘很复杂,拆的时候一定要注意刀盘弹簧片的位置,查找走线方向时一定要仔细,一不小心就看错了. 2008-4-7 16:57 830-DCV.JPG
交流电压测量:前端电路与支流电压完全相同,只是多了个整流电路.与普通指针表二极管整流不同,数字表都用运放整流,精度会高很多. 如果你的表在直流电压和电流档都正常,就是在交流电压和交流电流档有问题的话,不用怀疑,肯定是这部分出了问题.这里的整流一般都用TL062和2个1N4148,在电路板上很好找. 新加一张实际图,图中的TL062就是整流用的(不同的表所在的位置可能会不一样).这部分损坏的话交流就会出问题. 2008-4-7 17:07 830-ACV.JPG
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。
数字万用表基本原理 数字万用表基本原理简单的万用表是电流表电压表欧姆(电阻)表综合在一个表上称为万用表 从万用表的原理上可以分为2种 万用表有基于磁电式微安表头的指针(模拟)万用表和基于(一般为双积分式)AD 转换的(200mV)电压表头的数字式万用表2种: 一、指针式 磁电式微安表头的结构为轴承游丝结构:一个线圈被宝石轴承支撑在径向磁场中,一对像盘蚊香状的游丝提供回0扭转力矩,这个回0力矩正比于偏转角.当线圈通电流I时,矩形线圈的两个和磁场垂直的两个边产生安培力,对于支撑在磁场中的线圈构成电磁扭转力矩,电磁力矩和线圈通的电流I呈正比,和游丝的回0力矩方向相反，当电流的电磁力矩和机械回0反力矩这两个力矩平衡时,线圈偏转的角度就代表了电流I的大小.在线圈上设置的指针就指示了电流的值.可以这么简单的说,指针式表头的原理实际上就是通电线圈在磁场中受到电磁力作用(马达原理)而偏转.由于宝石轴承支撑,游丝提供和电流力矩相反的机械力矩这种结构,受到轴承摩擦力矩的影响,表头的灵敏度受到限制,近几年来,采用了悬丝式结构(也称为张丝式结构),替代了轴承游丝式结构,悬丝直接把线圈悬挂在磁场中,悬丝的扭转力矩提供了正比于偏转角的回0力矩,也就是机械反力矩,这种结构的电流表头,灵敏度高,但是过载能力差,易损坏,在万用表中很少采用.而在指针式万用表中多采用抗过载能力强的轴承游丝式结构的直流表头.在电流表头的基础上,增加并联的分流电阻,构成了不同量程的直流电流表在电流表头的基础上,串联不同的分压电阻,构成了不同量程的直流电压表在电流表头的基础上,结合万用表内部的电池,构成了测量电阻的欧姆表在直流电压表上的基础上,加二极管整流,可以构成测量电压的交流电压表大多数指针万用表没有交流电流当,少数指针万用表内部有交流互感器,再整流后结合直流电流表构成交流电流表. 虽然指针万用表的内部都有电池,但电池只提供欧姆挡的电源,所以绝大多数指针式表头内部是工作在无源方式,二极管整流的非线性影响比较大,所以交
1.如何计算几种典型交变电流的有效值 答：交流电的有效值是根据电流的热效应规定的.让交变电流和直流电通过同样的电阻，如果它们在同一时间内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值. 解析：通常求交变电流的有效值的类型有如下几种： （1）正弦式交流电的有效值 此类交流电满足公式e =E m s in ω t ,i =I m s in ω t 它的电压有效值为E =2m E ，电流有效值I =2m I 对于其他类型的交流电要求其有效值，应紧紧把握有效值的概念.下面介绍几种典型交流电有效值的求法. （2）正弦半波交流电的有效值 若将右图所示的交流电加在电阻R 上，那么经一周期产生的热量应等于它为全波交流电 时的1/2，即U 半2T /R=21（R T U 2全），而U 全=2 m U ，因而得U 半=21U m ，同理得I 半=21I m . （3）正弦单向脉动电流有效值 因为电流热效应与电流方向无关，所以左下图所示正弦单向脉动电流与正弦交流电通入电阻时所产生的热效应完全相同，即U = 2m U ，I =2m I . （4）矩形脉动电流的有效值 如右上图所示电流实质是一种脉冲直流电，当它通入电阻后一个周期内产生的热量相当 于直流电产生热量的T t ，这里t 是一个周期内脉动时间.由I 矩2R T =（T t ）I m 2RT 或（R U 2 矩）T =T t （R u 2 m ）T ,得I 矩=T t I m ，U 矩=T t U m .当T t =1/2时，I 矩=21I m ，U 矩=21U m .
（5）非对称性交流电有效值 假设让一直流电压U 和如图所示的交流电压分别加在同一电阻上，交变电流在一个周期 内产生的热量为Q 1=222221T R U T R U ?+?，直流电在相等时间内产生的热量 Q 2=R U 2 T ，根据它们的热量相等有 R U T R U 2 212=?T 得 U =)(212221U U +，同理有I =)(2 12221I I +. 2.一电压U 0=10 V 的直流电通过电阻R 在时间t 内产生的热量与一交变电流通过R/2时在同一时间内产生的热量相同，则该交流电的有效值为多少 解：根据t 时间内直流电压U 0在电阻R 上产生的热量与同一时间内交流电压的有效值U 在电阻R /2上产生的热量相同，则 V 252 ,)2/(02 2 ===U U t R U t R U o 所以 3.在图示电路中，已知交流电源电压u=200s in 10πt V ，电阻R=10 Ω，则电流表和电压表读数分别为 A,200 V A,141 V A,200 V A,141 V 分析：在交流电路中电流表和电压表测量的是交流电的有效值，所以电压表示数为 u =2200 V=141 V ，电流值i =R U =10 2200? A= A. 答案：B
《单片机应用实践》课程设计任务书 学生姓名:杨博专业班级: 电信1303 班 指导教师: 孟哲工作单位: 信息工程学院 题目: 50Hz正弦波有效值测量仪表的设计与实现 初始条件: （1）提供实验室机房及其proteus7.0以上版本软件； （2）《单片机原理与应用》学习。 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）选择一本《单片机原理与应用》，认真学习该教程的全部内容，包括汇编语言的理解与应用，51单片机的基本功能与应用； （2）要求用51单片机设计一个测量仪表，能够测量量程200mv~20v的50Hz 正弦波交流电的有效值 （3）要求做出仿真，并依照仿真设计实物并对实验结果进行分析和总结； （4）要求阅读相关参考文献不少于5篇； （5）根据课程设计有关规范，按时、独立完成课程设计说明书。 时间安排: (1) 分析课题，完成设计构想两天； (2) 完成仿真一天； (3) 购买元件并完成实物两天； (4) 完成报告书一天； 指导教师签名: 年月日 系主任(或责任教师)签名: 年月日
摘要 在实际生产与生活之中，有效值扮演了一个极其重要的角色。由于有效值能够直接反映出交流信号能量的大小，因此在对于其他物理量例如功率、噪声、失真度、能量转换等的研究上发挥着极其重要的作用。 本次课设完成一个50Hz正弦波有效值测量仪表的设计与实现。根据要求，本次课设以STC89C52单片机为控制核心，通过电阻分压网络、基于AD736的有效值检测模块、基于LM324的信号放大模块以及基于TLC549的A/D转换模块完成正弦波有效值测量工作，结果通过LCD显示。 关键词：正弦波；有效值；单片机控制；AD736；TLC549.
第五节测量电压 第1课时电压、电压表的使用 知识点1 电压 1．如图14－5－1所示，抽水机使水管两端保持一定的水压，水压使水管中形成持续的水流；电源使电路两端保持一定的________，使电路中产生持续的________，这种思维方法称为________法。 14 2．电压是使____________定向移动形成________的原因，________是提供电压的装置。 3．完成下列单位换算。 (1)48 V＝________kV＝________mV； (2)22 V＝________kV；(3)350 kV＝________V。 4．正确填写下面几个特殊的电压值。 (1)一节新干电池的电压U＝________V。 (2)一节铅蓄电池的电压U＝________V。 (3)家庭照明电路的电压U＝________V。 (4)对人体安全的电压应不高于________V。 知识点2 电压表的使用 5．电压表的电路符号是________。要测电路中两点间的电压，应当把电压表________联在此电路两点间，并且使电流从电压表________接线柱流入，从________接线柱流出。 6．小明用电压表测电压时，电压表接线柱的接法如图14－5－2所示，下面是同组同学的看法，其中正确的看法是( ) 图14－5－2 A．该电压表的测量范围是3～15 V B．该电压表可以测出电压值 C．该电压表没有正接线柱 D．该电压表不能测出电压值 7．如图14－5－3所示，能正确地测出小灯泡L1两端电压的电路是( )
图14－5－3 知识点3 电压表的读数 8．如图14－5－4所示的电压表，若选用的是0～3 V的量程，示数为________V；若选用的是0～15 V的量程，示数为________V。 图14－5－4 9．一只电压表有0～3 V和0～15 V两个量程，小明在某次实验中使用的是0～3 V量程，但他错从0～15 V量程的刻度盘上读出电压值为6.5 V，则实际测得的电压应是( ) A．6.5 V B．2.5 V C．1.3 V D．1.5 V 10．如图14－5－5所示，根据读数选择量程，画出指针的位置。 图14－5－5 11．如图14－5－6所示的四个电路图中，电流表和电压表的接法都正确的是( ) 图14－5－6
第5章数字测量方法 ?5.1 电压测量的数字化方法?5.2 直流数字电压表?5.3 多用型数字电压表?5.4 频率的测量 ?5.5 时间的测量 ?5.6 相位的测量
5.1 电压的数字化测量 ?DVM 的组成原理及主要性能指标 ?1）DVM 的组成 –数字电压表（Digital Voltage Meter ，简称DVM ）。–组成框图输入电路A/D 转换器数字 显示器 逻辑控制 电路 时钟发生器 模拟部分数字部分V x
5.1 电压的数字化测量 –DVM的应用 ?直流或慢变化电压信号的测量（通常采用高精度低 速A/D转换器）。 ?通过AC-DC变换电路，也可测量交流电压的有效值、平均值、峰值，构成交流数字电压表。 ?通过电流-电压、阻抗-电压等变换，实现电流、阻 抗等测量，进一步扩展其功能。 ?基于微处理器的智能化DVM称为数字多用表（DMM， Digital MultiMeter）。 ?DMM功能更全，性能更高，一般具有一定的数据处理能力（平均、方差计算等）和通信接口(如GPIB)。
–2）主要性能指标 ?显示位数 –完整显示位：能够显示0-9的数字。 –非完整显示位(俗称半位)：只能显示0和1（在最 高位上）。 –如4位DVM，具有4位完整显示位，其最大显示数 字为9999 。 –而4位半DVM，具有4位完整显示位，有1位非完整 显示位，其最大显示数字为19999 。 ?量程 –基本量程：无衰减或放大时的输入电压范围，由 动态范围确定。 –通过对输入电压（按10倍）放大或衰减，可扩展 其他量程。
?分辨力 –指DVM能够分辨最小电压变化量的能力。反映了DVM灵敏度。 –用每个字对应的电压值来表示，即V/字。 –不同的量程上能分辨的最小电压变化的能力不 同，显然，在最小量程上具有最高分辨力。 –例如，3位半的DVM，在200mV最小量程上，可以测量的最大输入电压为199.9mV，其分辨力为 0.1mV/字（即当输入电压变化0.1mV时，显示的 末尾数字将变化“1个字”）。
实验三 交流电压测量实验 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 交流电压的大小，也可以用峰值p U 、有效值U 和平均值U 表示，并用波形因数F K 、波峰因数p K 表示三者之间的关系。若被测电压的瞬时值为)(t u ，则 全波平均值为 波形因数：U U K F = 有效值为 波峰因数：U U K p p = 指针式电压表中检波器有多种形式，通常不同检波特性的电压表是以正弦电压的有 效值定度的。除了有效值电压表外，电压表的示值并不直接代表任意波形电压有效值，因此需要根据不同检波特性电压表的示值（读数）求出被测电压的均值U 、峰值p U 和有效值U ，可根据教材表7.3-1(No.198)进行折算。 三、实验设备： 1、YB2172B 交流毫伏表1台； 2、UT51数字万用表（有效值检波）1个； 3、函数信号发生器，型号：KHM-2B ，数量1台； 4、双踪示波器，型号：YB43020，指标：20MHz ，数量1台。 四、实验预习要求： 1、复习好《电子测量》中电压测量的有关章节。 2、参照仪器使用说明书，了解YB2172B 交流毫伏表、数字万用表、函数信号发生器及双踪示波器的使用方法。 3、详细阅读实验指导书，作好绘制波形和测试记录的准备。 五、实验步骤： 1、将电压测量实验仪器准备就绪，将YB2172B 交流毫伏表置于最大量程。 2、打开函数信号发生器的电源，选择产生1KHz 左右的正弦波信号并接入YB2172B 交流毫伏表。 3、调节信号发生器的输出幅度，使YB2172B 交流毫伏表的指示为0.5V 、1V 。 4、用示波器分别读出信号峰值，填入表2。 5、由函数信号发生器产生1KHz 的方波，调节其幅度使电压表指示为0.8V ，然后由示波器读出信号峰值，填入表2。 6、将YB2172B 交流毫伏表替换为数字万用表，重复以上过程。 ?=T dt t u T U 0)(1?=T dt t u T U 02)(1
实验四 交流电压表的测量及分析 一、实验目的和要求 1． 了解交流电压测量的基本原理。 2． 熟悉实验所用模拟电压表和数字电压表的性能参数，掌握电压表的基本测量方法。 3． 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。能对不同检波特性电压表的读 数进行解释和修正，并对测量结果做误差分析。 二、实验仪器设备 1．数字双踪示波器 TDS －1002B 2．DDS 函数信号发生器 DG1022 3．交流模拟毫伏表（平均值检波） WY2174A 4．交流数字毫伏表（有效值检波）TD1914C 5．超高频毫伏表（峰值检波）WY2282 6．数字万用表 VC88E 三、实验原理 一个交流电压的大小，可以用峰值，平均值 ，有效值U ，以及波形因数K F ，波峰因数K P 等表征， 全波平均值为 有效值为 波形因数为 波峰因数为 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。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，就算读数相同，要正确求出被测电压的均值、有效值U 和峰值，很多情况下还需进一步的换算。 四、实验内容及数据分析 1. 将WY2174A 交流毫伏表置于1V 档位，并将输入线短接，然后接通电源，让仪器预热，让指针稳定。 2．从DG1022函数信号发生器的CH1输出一个频率为100kHz ，幅值为2Vpp 的正弦波信号，接到WY2174A 交流毫伏表的输 入端。 3．调节函数信号发生器的幅值输出，使WY2174A 交流毫伏表的指针指示到0.7V 。 4．用数字示波器读出正弦波信号的峰值（最大值）和有效值（均方根值），填入表4－2。 U ? U ?=T dt t u T U 0 )(1?= T dt t u T U 0 2 )(1U U K F = U U K P ?= U U ?
电压的测量 1. 电压测量的方法一般分为直接测量法和间接测量法两种。 直接测量法在测量过程中，能从仪器、仪表上直接读出被测参量的波形或数值。 间接测量是先对各间接参量进行直接测量，再将测得的数值代入公式，通过计算得到待测参量。 2. 测量电压的仪器一般有电压表、示波器、交流毫伏表等。 电压表可以用来测量直流电压、低频交流电压，其测量方法简便，精度较高，是测量电压的基本方法。 示波器测量法可以测量所有的电压信号。 交流毫伏表用于交流信号大小的测量。 3. 电表法模拟式直流电压测量 动圈式电压表 图1是动圈式电压表示意图。图中虚框内为一直流动圈式高灵敏度电流表，内阻为Re ， 满偏电流(或满度电流)为Im ，若作为直流电压表，满度电压 另外增加了电阻，继而增加了三个电压量程 图1 电子电压表 m e m U R I =?
电子电压表中，通常使用高输入阻抗的场效应管(FET)源极跟随器或真空三极管阴极跟随器以提高电压表输入阻抗，后接放大器以提高电压表灵敏度，当需要测量高直流电压时，输入端接入分压电路。分压电路的接入将使输入电阻有所降低，但只要分压电阻取值较大，仍然可以使输入电阻较动圈式电压表大得多。图2是这种电子电压表的示意图。图中由于FET 源极跟随器输入电阻很大(几百MΩ以上)，因此由Ux测量端看进去的输入电阻基本上由R0，R1…等串联决定，通常使它们的串联和大于10MΩ ,以满足高输入阻抗的要求。同时，在这种结构下，电压表的输入阻抗基本上是个常量，与量程无关。 图2 4.电表法交流电压的测量 测量交流电压大小的仪表统称交流电压表。交流电压表分为模拟式电压表与数字式电压表两大类。模拟式电压表是先将交流电压经过检波器转换成直流电压后推动微安表头，由表头指针指示出被测电压的大小。检波器有三种类型，分别是平均值检波器、峰值检波器、有效值检波器，故电压表有三种类型，分别是平均值电压表、峰值电压表、有效值电压表。 平均值电压表 平均值电压表的基本原理方框图
2019-2019学年沪科版九年级物理第十四章第五 节测量电压 一、单选题 1.如下图所示的电路中||，闭合开关||，电压表V1的示数是7.5 V||，电压表V2的示数为9 V||，若电源电压为12 V||，则L2两端的电压是() A. 4.5 V B. 5.5 V C. 3 V D. 2 V 2.在图（a）所示电路中||，当闭合开关后||，两个电压表指针偏转均为图（b）所示||，则电阻R1和R2两端的电压分别为（） A. 1.2V||，6V B. 6V||，1.2V C. 4.8V||，1.2V D. 1.2V||，4.8V 3.在如图所示电路中||，当闭合开关后||，两个电压表指针都向右偏转相同角度||，则电阻R1和R2阻值之比为（） A.1：1 B.1：5 C.4：1 D.4：5 4.在国际单位制中||，电压的单位是（） A. 伏特（V） B. 安培（A） C. 欧姆（Ω） D. 焦耳（J）
5.如图所示的电路图中||，能用电压表正确测出灯L l两端电压的是（） A. B. C. D. 6.在如图（a）所示电路中||，当闭合开关后||，两个电压表指针偏转均为图（b）所示||，则电阻R1和R2两端的电压分别为（） A. 4.8V||，1.2V B. 6V||，1.2V C. 1.2V||，6V D. 1.2V||，4.8V 7.如图（a）所示电路中||，当闭合开关后||，两只电压表的指针偏转均如图（b）所示||，则电阻R1和R2两端的电压分别为（） A. 6V 1.5V B. 7.5V 1.5V C. 1.5V 7.5V D. 1.5V 6V 8.在如图所示的电路中||，闭合开关S后（） A. 电压表的示数为电源电压 B. 电流表的示数特别大 C. 小灯泡正常发光 D. 电流表、电压表都被烧坏
§13.5 测量电压第2课时 石狮第八中学卢侃侃 教学目标 1、知识与技能 ①会正确将电压表接入电路中，并能选择和连接正确的量程。 ②能准确的测量某一电路两端电压并正确读数。 知道串联电路和并联电路中电压的关系。 2、过程与方法 通过实验探究，分析串联电路和并联电路中的电压关系，在探究过程中经历探索科学规律的过程，培养学生的观察、分析、归纳能力和语言表达信息的能力。 3、情感态度与价值观 让学生在课堂中学习和养成严谨的科学态度与协作精神。 教学重点 ①会正确将电压表接入电路中，并能选择和连接正确的量程。 ②知道串联电路和并联电路中电压的关系。 教学难点 ①串联电路和并联电路的连接。 ②电压表的正确使用。 教学方式 讲授法、讨论法、实验探究法 教具准备 2个电池盒、2节干电池、电压表、小灯泡2个、导线若干、多媒体课件 教学过程 一、复习旧知 1、电压在电路中的作用是什么？ 2、1节干电池的电压是多少？ 3、电压表如何读数？ 二、新课教学 〖活动一、学会使用电压表〗 1、教师提问：现在老师要想得到一个电路中小灯泡的两端的电压，该如何使用电压表来测量？ 2、生生讨论 3、教师指导学生对照电流表的使用规则，仔细观察电压表和阅读电压表的使用说明，了解电压表的使用规则。特别提醒注意如何选择电压表的量程，读数方法和连接方法。 4、学生活动：测量简单电路中小灯泡的电压并记录数据。 5、生生交流讨论并请同学台前展示。 〖活动二、用电压表测量电池电压〗 1、教师引导：电压表的使用跟电流表的使用有所不同，同学也发现了电流表多出一条规则是不能把电流表直接接在电源的正负两极上，那电压表可以吗？ 2、生生讨论 3、学生活动：电压表测单节干电池两端的电压并记录。 4、教师总结可见电压表可以直接连接电源的正负两极，此时测出电源的电
830数字万用表原理、组装与调试 5.1实践目的 830数字万用表是一种LCD数字显示多功能、多量程的31/2位便携式电工仪表，可以测量直流电流（DCA）、交直流电压（ACV）、电阻值和晶体管共射极直流放大系数h FE和二极管等。通过对830数字万用表的安装、焊接、调试，可了解830数字万用表装配的全过程，掌握元器件的识别、测试及整机装配和调试工艺。 5.2实践要求 1.掌握830数字万用表的工作原理； 2.对照原理图，看懂830数字万用表的装配接线图； 3.对照原理图、PCB，了解调830数字万用表的电路符号、元件和实物； 4.根据技术指标测试各元器件的主要参数； 5.掌握830数字万用表调试的基本方法，学会排除焊接和装配过程中出现的故障。 6.掌握830数字万用表的使用方法。 7.掌握一定的用电知识及电工操作技能。 8.学会使用一些常用的电工工具及仪表，如尖嘴钳、剥线钳、万用表等。 9.养成严谨、细致的工作作风。 5.3.830数字万用表简介 830数字万用表以集成电路7106为核心，电路简洁、功能齐全、体积小巧、外观精致，便于携带。其主要技术指标如表5.1所示。 表5.1830数字万用表主要技术指标 一般特性直流电流 显示31/2位LCD自动极性显 示 量程分辩力精度 超量程显示最高位显示“1”其它位 空白 200uA 0.1uA ?1.0%读数?.3 字 最大共模电压500V峰值2000uA 1uA ?1.0%读数?.3 字
储存环境-15°C至50°C20mA 10uA ?1.0%读数?.3 字 温度系数小于0.1×准确度/°C200mA 100uA ?1.5%读数?5字电源9V叠层电池10A 10mA ?2.0%读数?10 字 外形尺寸128×75×24mm交流电压 直流电压量程分辩力精度 量程分辩力精度200V 100mV ?1.2%读数?10 字 200mV 0.1mV ?0.5%读数?2 字750V 1V ?1.2%读数?10 字 2000mV 1mV ?0.5%读数?3 字 电阻 20V 10mV ?0.5%读数?3 字 量程分辩力精度 200V 100mV ?0.5%读数?3 字200Ω0.1Ω?1.0%读数?10 字 1000V 1V ?0.8%读数?3 字 2000Ω1Ω?1.0%读数?2字 晶体管检 测 20KΩ10Ω?1.0%读数?2字 量程测试电 流开路电压/测 试电压 200KΩ100Ω?1.0%读数?2字 二极管 1.4mA 2.8V 2000KΩ1KΩ?1.0%读数?2字