用示波器测量信号的电压及频率
长江大学马天宝应物1203班
1、示波器和使用
-【实验目的】
1．了解示波器的大致结构和工作原理。
2．学习低频信号发生器和双踪示波器的使用方法。
3．使用示波器观察电信号的波形，测量电信号的电压和频率。
【实验原理】
一、示波器原理
1．示波器的基本结构
示波器的种类很多，但其基本原理和基本结构大致相同，主要由示波管、电子放大系统、扫描触发系统、电源等几部分组成，如图4.9-1所示。
（1）示波管
示波管又称阴极射线管，简称CRT，其基本结构如图4.9-2所示，主要包括电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分。
电子枪：由灯丝、阳极、控制栅极、第一阳极、第二阳极五部分组成。灯丝通电后，加热阴极。阴极是一个表面涂有氧化物的金属圆筒，被加热后发射电子。控制栅极是一个顶端有小孔的圆筒，套在阴极外面，它的电位相对阴极为负，只有初速达到一定的电子才能穿过栅极顶端的小孔。因此，改变栅极的电位，可以控制通过栅极的电子数，从而控制到达荧光屏的电子数目，改变屏上光斑的亮度。示波器面板上的“亮度”旋钮就是起这一作用的。阳极电位比阴极高得多，对通过栅极的电子进行加速。被加速的电子在运动过程中会向四周发散，如果不对其进行聚焦，在荧光屏上看到的将是模糊一片。聚焦任务是由阴极、栅极、阳极共同形成的一种特殊分布的静电场来完成的。这一静电场是由这些电极的几何形状、相对位置及电位决定的。示波器面板上的“聚焦”旋钮就是改变第一阳极电位用的，而“辅助聚焦”就是调节第二阳极电位用的。
偏转系统：它由两对互相垂直的平行偏转板——水平偏转板和竖直偏转板组成。只有在偏转板上加上一定的电压，才会使电子束的运动方向发生偏转，从而使荧光屏上光斑的位置发生改变。通常，在水平偏转板上加扫描信号，竖直偏转板上加被测信号。
荧光屏：示波管前端的玻璃屏上涂有荧光粉，电子打上去它就会发光，形成光斑。荧光材料不同，发光的颜色不同，发光的延续时间（余辉时间）也不同。玻璃屏上带有刻度，供测量时使用。
（2）电子放大系统
为了使电子束获得明显的偏移，必须在偏转板上加上足够的电压。被测信号一般比较弱，必须进行放大。竖直（Y轴）放大器和水平（X轴）放大器就是起这一作用的。
（3）扫描与触发系统
扫描发生器的作用是产生一个与时间成正比的电压作为扫描信号。触发电路的作用是形成触发信号。当示波器工作在“自激”方式时，扫描发生器始终有扫描信号输出；当示波器工作在“DC”或“AC” 方式时，扫描发生器必须有触发信号的激励才产生扫描信号。一般地，示波器工作在内触发方式，触发信号由被测信号产生，以保证扫描信号与被测信号同步。当示波器工作在外触发方式时，触发信号由外部输入信号产生。
2．波形显示原理
如果只在竖直偏转板上加一正弦信号，则电子束的亮点将随电压的变化在竖直方向来回运动；如果频率较高，则看到的是一条竖直亮线，如图4.9-3所示。
要能显示波形，应使电子束在水平方向上也要有偏移，这就必须同时在水平偏转板上加扫描电压。扫描电压的特点是其幅值随时间线性增加到最大，又突然回到最小，此后再重复变化。在扫描信号的作用下，光点从左向右运动到最大位移，再突然回到左端起点，开始下一周期。我们把这一过程称为扫描。扫描电压的变化曲线形同锯齿，如图4.9-4所示，所以称为锯齿波。如果只有扫描信号加在偏转板上，在频率足够高时，屏上只能看到一条水平亮线。
如果在竖直偏转板（称Y轴）上加正弦电压，水平偏转板（称X轴）上加锯齿波电压，光点的运动将是两互相垂直运动的合成。若锯齿波电压的周期与正弦波电压的周期相等或锯齿波电压的周期稍大，则屏上将显示一个完整周期的波形，如图4.9-5所示。
当正弦波与锯齿波的周期稍微不同时，则在下一扫描周期显示的波形与本次扫描周期显示的波形不能重叠，如图4.9-6所示，这样，在屏上看到的就是移动着的不稳定图形。欲使前后两个扫描周期内的波形重合，使波形稳定，解决的办法有两个：（1）使锯齿波的周期等于正弦波的周期的整数倍，即T x=nT y，此时，
示波器上显示n个完整的正弦波形。示波器面板上的“扫描微调”旋钮就是用来调节锯齿波的周期，使之满足上述关系的。（2）使扫描电压的起点自动跟随Y轴信号改变。这可以通过触发信号的激励作用来做到，即通过由Y轴信号所形成的触发信号使扫描信号在Y轴信号回到起点时自动回到起点。这种使扫描信号的周期等于被测信号的周期或扫描信号的起点自动跟随Y轴信号改变的现象称为“同步”（或整步）。
一般示波器只有一个电子枪，要能在屏上同时显示两路信号的图像，必须在人眼的视觉暂留时间内分别显示两波形在屏上不同的位置，这是通过电子开关来完成的。电子开关是一个自动的快速单刀双掷开关，它把Y1通道和Y2通道的信号轮流送入Y轴放大器，在屏上轮流显示。由于视觉暂留，观察者可以同时看到两路波形，即双踪显示。双踪显示有“交替”和“断续”两种方式。“交替”方式是在本次扫描时显示Y1通道信号，下次扫描时显示Y2通道信号，反复进行。“断续”方式是在每次扫描中，高速轮流显示Y1通道和Y2通道的信号，以虚线显示在屏上。由于虚线密集，使图形看起来连续。
二、测量原理
1．测量信号的电压和周期
用示波器测量信号的电压，一般是测量其峰—峰值U pp，即信号的波峰到波谷之间的电压值。在选择适当的通道偏转因数和扫描时基因数后，只要从屏上读出峰—峰值对应的垂直距离Y(cm)和一个周期对应的水平距离X(cm)，即可求出信号的电压和周期。
（4.9-1）
（4.9-2）
正弦信号的有效值U eff和峰—峰值U pp的关系为
（4.9-3）
有时，被测信号电压比较高，必须经过衰减后才能输入示波器的Y通道。衰减倍数用分贝数表示，其定义为
（4.9-4）
式中，U0为未衰减时的信号电压值，U为示波器测得的衰减后的电压值。根据衰减的分贝数和示波器测得的值U，就可得到被测信号的电压值。
2．测量信号的频率
（1）李萨如图形
设两个互相垂直的振动为
式中，f1、f2为两振动的频率，?1、?2为两振动的初相。当f1=f2时合成振动的轨迹方程为
（4.9-5）
（4.9-5）式是一个椭圆方程。当?2-?1=0或±π时，椭圆退化为一条直线；当?2-?1=±π/2时，合成轨迹为一正椭圆。
当f1≠f2时，合成振动的轨迹比较复杂，但当f1与f2成简单的整数比时，合成振动的轨迹为封闭的稳定几何图形，这些图形称为李萨如图形，如图4.9-7所示。
从图形中，人们总结出如下规律：如果作一个限制光点在x，y方向运动的假想矩形框，则图形与此矩形框相切时，横边上的切点数n x与竖边上的切点数n y之比恰好等于两振动的频率之比，即
(4.9-6)
或
因此，若已知其中一个信号的频率，从李萨如图形上数得切点数n x和n y，就可以求出另一待测信号的频率。
（2）拍
设两个同方向的简谐振动为
选某一时刻两振动相位相同时作为计时起点，则?2=?1=?，若两振动的振幅也相同（A1=A2=A），则合成振动可以表示为
当f1与f2的差值远小于f1、f2时，合成振动的振幅▕2Acos[π(f2-f1)t] ▏随时间缓慢地呈周期性变化，这种现象称为拍，振幅变化的频率叫拍频（4.9-7）
图4.9-8所示为拍的形成的示意图，其中，t=0时，y1与y2的相位差为π。如果信号频率f1已知且连续可调，则通过改变f1观察拍频的变化，可以判断出待测信号频率f2是大于f1还是小于f1，然后根据测得的拍频f3和(7)式就可求出待测信号的频率。
【实验仪器】
DF4320型双通道示波器，EE1641B函数信号发生器，连接线若干
一、DF4320型双通道示波器
DF4320型双通道示波器的面板图入图4.9-9所示，各部件名称及作用介绍如下：
1、亮度(intensity)：用于调节光点亮度。
2、聚焦(focus)：用于调节光点大小。
3、轨迹旋转(trace rotation)：可调节波形与水平刻度线的角度。
4、电源指示灯(power indicator)
5、电源开关(power)
6、校准信号(probe adjust)：提供0.5V、频率为1kHz的方波信号。
7、8．垂直移位(vertical position) 旋钮：改变波形的在屏上的竖直位置。
9．垂直方式按钮(vertical mode)：共5个按钮。按下CH1或CH2时，单独显示通道1或通道2的信号；按下ALT时，两个通道交替显示；按下CHOP时，示波器处于断续工作方式；按下ADD时，显示两个通道信号的代数和。
10．通道2极性(CH2 NORM/invert)：改变通道2信号的极性。当垂直方式置“ADD”时，选择“NORM”，屏上显示两通道信号的和；选择“invert”, 屏上显示两通道信号的差。
11、12．电压衰减(volts/div) 旋钮：即偏转因数。用于调节垂直偏转灵敏度，它指示竖直方向每厘米代表的电压值。对于一定的输入信号，调节它，可改变波形在竖直方向的幅度。
13、14．微调(variable) 旋钮：用于连续调节垂直偏转灵敏度。
15、16．耦合方式(AC-GND-DC)按钮：输入信号的耦合方式。置“AC”时，交流输入，直流成分被隔断；置“DC”时，直流输入；置“GND”时，接地，输入零信号。
17、18．通道1（CH1 OR X）和通道2（CH2 OR Y）信号输入插孔。
19．水平移位(horizontal) 旋钮：调节它可使波形水平移动。
20．电平(level) 旋钮：用来调节被测信号在某一电平触发扫描。
21．触发极性(slope)：用于选择触发信号的上升沿或下降沿去触发扫描。
22．扫描方式(sweep mode)按钮：选择“AUTO”（自动）时扫描发生器自动工作，屏上始终有扫描线；选择“NORM”（常态）时，必须有触发信号扫描发生器才有扫描信号输出；选择“SINGLE”（单次）时，触发信号只触发一次扫描，下次扫描需再按动一次该键。
23．被触发或准备指示灯(trig’d rea dy)：在被触发扫描时，指示灯亮；在单次扫描时，指示灯亮表示扫描电路在触发等待状态。
24．扫描速率(sec/div)旋钮：即扫描时基因数。用于调节扫描速度，其数值的倒数即扫描速率。它指示水平方向每厘米代表的时间值，其范围从0.1μs/div 到0.2s/div。
25．扫描微调、扩展(variable pull×5) 旋钮：用于连续调节扫描速度。当旋钮被拉出时，扫描速度扩大5倍。在测量时间（周期）时，该旋钮应关上。
26．触发源（trigger source）按钮：用于选择产生触发的源信号。有四种方式选择：CH1、CH2、LINE、EXT。在单踪显示时，无论选择CH1还是CH2，触发信号都来自被显示的通道。
27．触发耦合(coupling)按钮。有“AC/DC”和“TV”
28．接地(⊥)。
29．外触发输入(EXT input)插座
30．Z轴输入(Z axis input)亮度调制信号输入插座
31．电源插座
32．电源设置
33．保险丝座
二、EE1641B函数信号发生器
EE1641B函数信号发生器可以输出频率在0.2Hz─2MHz的正弦波、三角波、方波信号等，其面板图如图4.9-10所示，各部件的作用如下：
1．频率显示窗口：显示输出信号频率值（或外测频值）。
2．信号幅度显示窗口：显示输出信号的幅度值。
3．扫描宽度调节旋钮：调节它，可以改变内扫描时间的长短。
4．速率调节旋钮：用以调节扫频输出的扫频范围。
5．外部输入插座：外扫描控制信号或外测频信号输入端。
6．TTL信号输出端：输出标准TTL脉冲信号，输出阻抗为600Ω。
7．函数信号输出端：1MΩ负载时，输出20Vp-p，50Ω负载时，输出10Vp-p。
8．函数信号输出幅度调节旋钮。
9．函数输出信号直流电平预置调节旋钮
10．波形对称性调节旋钮：调节它可改变输出波形的对称性。当它置于“OFF”时，输出对称波形。
11．输出衰减旋钮：有20dB和40dB两档选择。
12．输出波形选择：用来选择输出信号的波形。
13．“扫描/计数”按钮，用于选择扫描方式和外测频方式。
14．频段选择：选择输出信号的频段，每按压一次，改变一个频段。
15．频率调节：调节输出信号的频率。
16．电源开关
【实验内容】
1．使用练习
（1）开机准备。开机前，把示波器面板上的旋钮调到如下位置
亮度(intensity) 旋钮居中
聚焦(focus) 旋钮居中
垂直移位(vertical position) 旋钮居中
水平移位(horizontal) 旋钮居中
垂直方式(vertical mode) 按钮CH1
扫描方式(sweep mode)按钮自动
扫描速率(sec/div)旋钮到底
扫描微调、扩展(variable pull×5) 旋钮关(顺时针)
触发耦合(coupling)按钮AC常态触发源（trigger source）按钮CH1触发极性（slope）上升沿
输入耦合（AC-GND-DC）DC （2）打开电源开关，电源指示灯亮，稍等预热，屏上出现亮点。分别调节亮度和聚焦旋钮，使光点亮度适中、清晰。
（3）观察交流信号波形。打开信号发生器电源开关，将其输出接CH1。调信号发生器频率为1kHz，输出电压调为4.0V，输出衰减置20dB，CH1通道偏转因数旋钮(volts/div)调为0.2V/div，扫描速率(sec/div)旋钮调为0.5ms/cm，观察示波器上的波形。若波形不稳定，调节电平旋钮使之稳定。将扫描速率(sec/div)旋钮改为0.2ms/cm，再观察示波器上的波形。
2．测量信号的电压与周期
（1）校准。将校准信号(probe adjust)接入CH1，偏转因数置0.1V/cm，扫描速率(sec/div)旋钮调为0.5ms/cm，观察信号幅度（5cm）及信号一个周期的长度（2cm）值是否正确？若不正确，请老师校准。
（2）测量。按前述（3）调好信号发生器，CH1通道偏转因数(volts/div)置为50mV/div，选择合适的扫描速率(sec/div)值，使屏上刻度范围内出现一个完整波形，记下信号峰-峰值长度Y和一个周期的长度X。
3．观察李萨如图形，测信号频率。
（1）将待测信号输入CH1通道，使示波器显示出信号波形，并估算其频率大致值。
（2）将标准已知频率信号输入CH2通道，扫描速率(sec/div)旋钮置X-Y（逆时针到底），调节信号幅度或改变通道偏转因数，使图形不超出荧光屏视场。
（3）根据待测信号频率的粗测值，调节CH2通道信号的频率，使示波器屏上分别出现=1:1、1:2、2:3、3:4的李萨如图形。描下李萨如图形，并记下相应的CH2通道信号的频率值f x。
4．用“拍”现象测正弦信号的频率
（1）将待测信号输入CH1通道，垂直方式(vertical mode)选CH1，选择适当的偏转因数和扫描速率，使屏上出现合适的稳定的正弦波图形估算信号的大致频率。
（2）将可调标准信号源信号输入CH2通道，垂直方式(vertical mode)选CH2，调节信号源，使其输出信号的频率和幅度与待测信号的大致相同。
（3）垂直方式选ADD，通道2极性选NORM，扫描速率调到合适值。调可调标准信号源信号频率，使屏上出现稳定的“拍”波形。记下此时一个“拍”波形的长度X1、标准信号源频率f1和扫描速率值。缓慢改变标准信号源频率，得到另一稳定的“拍”波形，记下此时一个“拍”波形的长度X2、标准信号源频率f2和扫描速率值。
注意事项：
1．不要使光点过亮，特别是光点不动时，应使亮度减弱，以免损伤荧光屏。
2．动旋钮和按键时必是有的放矢，不要将开关和旋钮强行旋转、死拉硬拧，以免损坏按键、旋钮和示波器。
3．测信号周期时，一定要将扫描微调、扩展(variable pull×5) 旋钮（顺时针）关上。
【数据处理】
1．正弦信号电压与周期测量数据表
表4-22
2．用李萨如图形测正弦信号频率
表4-23
3．用“拍”现象测正弦信号的频率
表4-24
【预习思考题】
1．观察波形的几个重要步骤是什么？
2．如果用正弦信号做扫描波，那么，正弦信号在屏幕上显示的波形是怎样的？
3．如果打开示波器电源后，看不到扫描线也看不到光点，可能有那些原因？
【实验后思考题】
1．如何测定扫描波的频率？
2．能否用示波器测市电的频率？
3．如何用示波器测量两正弦信号的相位差？
科技大学 综 合 实 验 报 告 学院: 专业名称: 设计题目: 直流电压的测量 姓名: 学号: 指导教师:
直流电压的测量 1.实习容、要求及指标 1.1设计一个可变量程的数字式直流电压表，要求及设计指标如下： (1)测量围：20mV-1000V 设置4个量程： 200mV-2V,2V-20V,20V-200V,200V-2000V. （2)测量精度：200mV （3)测量误差允许围：<=1%。 (4)显示：用四位七段数码管显示电压读数。 1.2设计方案中能用软件完成功能的尽量用软件实现，这样可以减少产片的成本，也减少精简的一些干扰。 1.3本实验采用的是STC12C5A32AD单片机。 2.测量原理及电路设计 2.1数字式直流电压测量原理 数字式直流电压表的组成结构图如下图所示： 图1数字直流电压表结构图 直流电压经过输入电路变换为合适的电压后，用A/D转换器将模拟电压变换成数字量，再由电子计数器对数字计数得到测量结果，逻辑控制电路控制电路的协调工作，在时钟的作用下顺序完成整个测量过程。 这次设计采用多的是STC12C5A32AD系列带A/D转换的单片机，电压输入型A/D，可做温度检测，电池电压检测，按键扫描，频谱检测等。10位A/D转换结果计算公式如下： （ADC_DATA[7:0],ADC_LOW[1:0]=1024*Vin/Vcc.
2.2直流电压测量原理框图如下： 图2，电压测量原理框图 2.3直流大电压信号的测量 在AD 采样前面加一级分压电路即分压器，可以扩展直流电压测量的量程。如下图所示：U0位电压表的量程，r 位其阻，r1，r2位分压电阻U0为扩展后的量程。 以下是各种与直流电压测量相关的原理图及电路图： 2.3.1分压电路原理图： 图3，分压电路原理图 2.3.2多量程分压器原理： 数字电压表 0~u i0 r 1 r 2 r 0~u 0
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。
高压直流电压电流的测量 一．高压直流电流测量 测量方式： 1.霍尔式隔离传感器（磁隔离） 2.直放式LEM传感器 3.平衡式LEM传感器 测量原理： 1.霍尔式隔离传感器（磁隔离） 霍尔效应: 如图所示，在一个N型半导体薄片（霍尔元件）相对两侧面通以控制电流I，在薄片垂直方向加以磁场B，则在半导体两侧面会产生一个大小与 控制电流I和磁场B乘积成正比的电势UH。即IB U K H H 这一现象叫做霍尔效应，产生的电势UH叫做霍尔电势，为灵敏度。 当I一定时，UH正比于B。 2.直放式LEM传感器： 在如图所示直放式LEM传感器中存在下列关系：VX∝iX∝LX∝B∝E 该传感器价格便宜，但是存在零点飘移。 目前市场上多为双电源，单电源数量少而且价格高且易发生磁化问题。4.平衡式LEM传感器: 平衡式LEM传感器自身存在动态平衡，反映速度快，其线性度、灵敏度都比直放式好，且它不受零飘的影响。如图所示，Bx与Bf相抵消直至E=0。
二．高电压测量 稳态高电压与冲击高电压区别： 稳态高电压：主要是指工频交流高压和直流高压。但所述及的测量方法或装置，有的也可用于频率在一定范围以内的高频高压或脉动成分很大的直流高压的测量。 冲击电压：无论是雷电冲击电压或操作冲击电压，均为快速变化或较快速变化的一种电压。测量冲击电压的整个测量系统包括其中的电压转换装置和指示、记录及测量仪器必须具有良好的瞬态响应特性。一些适宜于测量稳态或慢过程(如直流和交流电压)的测量系统不一定适宜于或根本不可能测量冲击电压。冲击电压的测量包括峰值测量和波形记录两个方面。 实验室与电力系统的高电压测量区别： 电力系统：电力运行部门测量交流高电压，是通过电压互感器和电压表来实现的。用电压互感器测交流电压把电压互感器的高压边接到被测电压，低压边跨接一块电压表，把电压表读数乘上电压互感器的变比，就可得被测电压值。 电力系统没有专门的冲击电压测量系统 实验室：互感器在高电压实验室中用得不多，因为高电压实验室中所要测的电压值常常比现有电压互感器的额定电压高许多，特制一个超高压的电压互感器是比较昂贵的，而且很高电压的互感器也比较笨重，所以采用别的方法来测量交流高电压 实验室的高电压测量： 交流高电压测量： (1) 利用气体放电测量交流高电压――如测量球隙 (2) 利用静电力测量交流高电压――如静电电压表 (3) 利用整流电容电流测量交流高电压――如峰值电压表 (4) 利用整流充电电压测量交流高电压――如峰值电压表 直流高电压的测量： 用高欧姆电阻串联直流毫安表可以测量直流电压的平均值，是一种比较方便而又常用的测量系统 冲击高电压的测量： (1) 球隙法：是直接测量高电压峰值的一种方法。 (2) 分压器――峰值电压表：只测峰值，不测波形。事先应验证波形合乎标准，或同时用示波器观测波形。 (3) 分压器――示波器（或数字记录仪）：可同时测出峰值及波形。在采用数字式示波器或数字记录仪时，可立即获得峰值和时间参数值，并可打印
直流电压的测量 1.实习内容、要求及指标 1.1设计一个可变量程的数字式直流电压表，要求及设计指标如下： (1)测量范围：20mV-1000V 设置4个量程： 200mV-2V,2V-20V,20V-200V,200V-2000V. （2)测量精度：200mV （3)测量误差允许范围：<=1%。 (4)显示：用四位七段数码管显示电压读数。 1.2设计方案中能用软件完成功能的尽量用软件实现，这样可以减少产片的成本，也减少精简的一些干扰。 1.3本实验采用的是STC12C5A32AD单片机。 2.测量原理及电路设计 2.1数字式直流电压测量原理 数字式直流电压表的组成结构图如下图所示： 图1数字直流电压表结构图 直流电压经过输入电路变换为合适的电压后，用A/D转换器将模拟电压变换成数字量，再由电子计数器对数字计数得到测量结果，逻辑控制电路控制电路的协调工作，在时钟的作用下顺序完成整个测量过程。 这次设计采用多的是STC12C5A32AD系列带A/D转换的单片机，电压输入型A/D，可做温度检测，电池电压检测，按键扫描，频谱检测等。10位A/D转换结果计算公式如下： （ADC_DATA[7:0],ADC_LOW[1:0]=1024*Vin/Vcc. 2.2直流电压测量原理框图如下：
图4，多量程分压器原理 采用这种分压电路虽然可以扩展电压表的量程，但在小量程档明显降低了电压表的输入阻抗，着在实际使用中是所部希望的，所以，实际数字万用表的直流电压档为下图所示:他能在不降低输入阻抗的情况下达到相同的分压效果。 2.4直流小电压信号 图5，直流小信号放大电路 对于直流小信号（ 20Mv-200Mv ）的测量，需要设计信号放大电路将信号适当的放大再进行AD采样，放大电路原理如下图所示： 3.硬件电路原理图及调试过程：
电压的测量方法讲述 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 URI,, mem 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 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 u(t) 可变量程宽带 分压器交流放大器检波器 先对被测电压进行放大，然后检波，最后由表头指示。这种构成方案的均值电压表 的工作频率范围主要受放大器带宽的限制，而灵敏度受放大器噪声的限制，所以当 测量小信号时，容易淹没到放大器的噪声中。因此主要用于低频和高频信号的测量， 如高频毫伏表。 , 峰值电压表
测试方法 直流稳定电源主要性能验收、测量方法 本电源产品为通用直流输出稳定电源，其性能规定与测试方法符合以下规定，当要求超出 本规定时，应在合同中明确说明。 主要性能测试注意事项及测试方法如下： 一）注意事项： 1) 测量时应保持所有其他影响量的积累效应的量值小于被测效应规定量值的1/10。 2) 负载是可变影响量，当负载为连续可调时，应在最小值、最大值两点上进行（当最小值 为零时，则规定为最大值的10% 时进行）。 3) 应采用四端线路，使电流端和测量端分开，以减少测量误差。 4) 当电源提供测量端子时，应在测量端子上进行，数字电压表测试头需插入接线柱中心孔 到底。 5) 稳流电源测量时，应采用取样电阻R M，使其上电压降与电流成正比且应小于被测效应误 差极限的1/10，并在误差分析时考虑其引起的误差，同时，取样电阻R M应采用四端线路使电流端和测量端分开，以减少测量误差。 6) 电压或电流稳定输出量为连续可调时，应在最小值、最大值两点上进行（当最小值 为零时，则规定为最大值的10%时进行）。 二）测试方法 （一）负载效应及周期与随机偏移的测量。 1 ) 负载效应的测量是仅由于负载的变化而引起电压或电流稳定输出量的变化量的测量。 2 ) 周期与随机偏移的测量是电压或电流稳定输出量中无规则波动部分（以前称纹波和 噪声）的测量。测量频率范围为：10Hz~10MHz，测量时必须使用单一接地点，以免产生测量误差。 3 ) 应在负载调节完成后1.5秒~11.5秒时间间隔内测量。 4 ) 源电压分别置于198伏、220伏、242伏时测量。 5 ) 稳压电源时测量法：
a. 仪器连接法：按图一 Ｌ 图 ( 一 ) b.计算稳压电源负载效应ΔV le ΔV le 稳压电源负载效应 V i - V 1 V 1 负载电流为额定值时被测稳压电源 ΔV le = ×100% 输出电压值 V 1 V i 负载电流改变为零或最小额定值时 被测 稳压电源输出电压值 ＲＬ 稳压电源负载 c.从有效值电压表或示波器上读出周期与随机偏移值V PARD 。 6 ) 稳流电源时测量法： a.仪器连接法：按图二 负载 ＲＬ 图 二
第五章电压测量 一、填空题 1、用一只级50V的电压表测量直流电压，产生的绝对误差≤__伏。 答案： 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： 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 4、.峰值电压表的基本组成形式为________式。 答案：检波—放大 5、均值电压表的工作频率范围主要受_______的限制，而灵敏度受放大器_______ 的限制。答案：宽带放大器带宽内部噪声 6、在150Ω的电阻上，测得其电压电平为+20dBv，其对应的功率电平应为________。 答案：+26dBm 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，则其分辨力为________ 。 答案：(或四位半) , 10μV 8、DVM测量系统输入端采取的措施，是提高CMR的行之有效的方法。 答案：浮置 9. 四位半的DVM测量15V的稳压电源电压为，取四位有效数字时其值为。 答案： 二、判断题： 1、对双积分式DVM来说，串模干扰的最大危险在低频。（）√ 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。（）√ 3、峰值电压表按有效值刻度，它能测量任意波形电压的有效值。（）√ 4、积分式DVM对一定的积分时间T，干扰频率越高，SMR越大。（）× 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 ) A:峰值/平均值 B:有效值/平均值 C:峰值/有效值 D:平均值/峰值 2、波形因素为______。( B ) A:平均值与有效值之比 B:有效值与平均值之比 C:峰值与平均值之比 D:峰值与有效值之比 3、设测量电压时的相对误差的γ，则其分贝误差γ[dB]= ____。( B ) A: 20γlg B: 20)1lg(γ+ C: 10γlg D: 10)1lg(γ+ 4、DVM 的固有误差表示为V ?＝±（m x V V %%βα+），其中第一项x V %α 称为 ( B )。 A:满度误差； B:读数误差； C:量化误差； D:零漂误差。 5、交流电压V(t)的有效值的表达式为_____。( D ) A: ?T dt t v T 0)(1 B: ?T dt t v T 02 )(1 C: ?T dt t v T 0)(1 D: ?T dt t v T 0 2 )(1 6、一台5位DVM ，其基本量程为10V ，则其刻度系数（即每个字代表的电压值）为_____mv/字。( B ) A: B:0.1 C:1 D:10 7、一台5位半DVM ，其基本量程为2V ，则其刻度系数（即每个字代表的电压值）为_____mV/字。( A ) A: B:0.1 C:1 D:10 8、DMM 的串模抑制比定义为20b a U U lg ，其中a U 和b U 分别表示（ ）。( A )
高电压测量方法概述 球隙法测量高电压是试验室比较常用的方法之一。空气在一定电场强度下，才能发生碰撞游离。均匀电场下空气间隙的放电电压与间隙距离具有一定的关系。可以利用间隙放电来测量电压，但绝对的均匀电场是不易做到的，只能做到接近于均匀电场。测量球隙是由一对相同直径的金属球所构成。加压时，球隙间形成稍不均匀电场。当其余条件相同时，球间隙在大气中的击穿电压决定于球间隙的距离。对一定球径，间隙中的电场随距离的增长而越来越不均匀。被测电压越高、间隙距离越大。要求球径也越大。这样才能保持稍不均匀电场。球隙法测量接线如图1所示。 测量球隙作为一种高电压测量方法的优缺点进行比较。其优点是：可以测量稳态高电压和冲击电压的幅值，是直接测量超高压的重要设备。结构简单，容易自制或购买，不易损坏。有一定的准确度，测量交流及冲击电压时准确度在3％以内。球隙法测量的缺点是：测量时必须放电放电时将破坏稳定状态可能引起过电压。气体放电有统计性。数据分散，必须取多次放电数据的平均值，为防止游离气体的影响，每次放电间隔不得过小。且升压过程中的升压速度应较缓慢，使低压表计在球隙放电瞬间能准确读数，测量较费时间。实际使用中，测量稳态电压要作校订曲线，测量冲击电压要用50％放电电压法。手续都较麻烦。被测电压越高，球径越大，目前已有用到直径为±3m的铜球，不仅本身越来越笨重，而且影响建筑尺寸。 静电压表法测量原理是加电压于两电极，由于两电极上分别充上异性电荷，电极就会受到静电机械力的作用，测量此静电力的大小或是由静电力产生的某一极板的偏移(或是偏转)就能够反映所加电荷的大小。 静电电压表有两种类型，一种是绝对静电电压表，另一种是非绝对的静电电压表，由于绝对静电电压表结构和应用都非常复杂。在工程上应用较多的还是构造相对简单的非绝对静电电压表，其测量不确定度为1％～3％。量程可达1000kV。此种测量表测量时可动电极有位移。可动电极移动时，张丝所产生的扭矩或是弹簧的弹力产生了反力矩，当反力矩和静电场的力矩相平衡时，可动电极的位移达到一个稳定值。与可动电极相连接在一起的指针或反射光线的小镜子就指出了被测电压的数值。静电电压表从电路中吸取的功率相当小，当测量交流电压时，表计通过的电容电流的多少决定于被测电压频率的高低以及仪器本身电容的大小，由于仪表的电容一般仅有几皮法到几十皮法，所以吸取的功率十分的微小，因此静电电压表的内阻抗极大。通常还可以把它接到分压器上来扩大其电压量程，目前国内已生产有250～500kV的静电电压表。
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
要决定SMPS上空间距离 (Clearance, CL) 与爬行距离 (Creepage Distance, CR) 时, 其距离大小, 是取决于何种绝缘 ( 操作绝缘, 基本绝缘, 补充绝缘, 或加强绝缘) 和绝缘间的工作电压 (Working V oltage) 而定。 在IEC/ EN60950 而言, 工作电压的量测需要量测到Vrms 及Vpeak 值, Vrms 值用以决定 CR, Vpeak 用以决定CL值。 量测SMPS之Working V oltage时, 对仪器的要求如下: ①示波器的带宽建议＞250 MHZ, 取样率＞1 GS/S ②示波器的探棒建议使用 100 : 1 ③建议使用有Ch1 & Ch2, 且能做波形计算的型号为佳, 最好能display 出波形 TRMS 值, Max值及Min值 ④如有差动式的探棒, 则上述③项更易操作与测量。 量测SMPS的 Working V oltage时, SMPS的操作状态亦有影响: ①应使SMPS 操作于不同的负载状况下, 轻载, 半载或全负载会产生不同的 最大工作电压, 不一定何者会产生 ② SMPS的工作频率, 有些SMPS会改变其工作频率, 典型如CRT Monitor 之 SMPS, 其工作频率常随着水平偏向频率来变化, 则应找出最大的工作电压 接线与仪器操作的要求: ①示波器之Ch1 与Ch2都应置于DC挡位上, 时间调于5 ms, 用Ch1－Ch2方式 运算 ②示波器的Ch1用以量一次侧对地电压, Ch2 用以量二次侧对地电压 ③ Ch1及Ch2都应选在DC檔 ④ SMPS之电源供应Neutral与Earth及二次侧地应连接在一起, 纵使Class II 产品 (不接地线产品)亦如此 ⑤SMPS的任两点间之电压是由Ch1－Ch2计算结果来显现, 选RMS值及 Max/ Min值大者当Peak值。 注: 影响W. V. 的因素 ①SMPS的设计架构: Flyback, Forward, Half bridge…会不一样 ②二次侧电压 ③一次侧电压输入 ④有无P.F.C.线路
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。
万用表 万用表的基本原理是利用一只灵敏的磁电式直流电流表（微安表）做表头。当微小电流通过表头，就会有电流指示。下面就让艾驰商城小编对万用表总电流与交流工作电压的测量方法来一一为大家做介绍吧。 总电流测量法 该法是通过检测IC电源进线的总电流，来判断IC好坏的一种方法。由于IC 内部绝大多数为直接耦合，IC损坏时（如某一个PN结击穿或开路）会引起后级饱和与截止，使总电流发生变化。所以通过测量总电流的方法可以判断IC的好坏。也可用测量电源通路中电阻的电压降，用欧姆定律计算出总电流值。 交流工作电压测量法 为了掌握IC交流信号的变化情况，可以用带有dB插孔的万用表对IC 的交流工作电压进行近似测量。检测时万用表置于交流电压挡，正表笔插入dB插孔；对于无dB插孔的万用表，需要在正表笔串接一只0.1～0.5μF隔直电容。该法适用于工作频率比较低的IC，如电视机的视频放大级、场扫描电路等。由于这些电路的固有频率不同，波形不同，所以所测的数据是近似值，只能供参考。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅
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电流电压检测方法 一，电压检测 1电压检测相对比较简单，电压传感器并接在待测电压的线端就行。 0.1V以上的精度的话比较简单，简单芯片就可以，比较器。或电压跟随器；放大器来满足精度不够的问题，不同的放大器有不通的精度A) 以下为电压范围检测，输出状态： 常用器件：LM358，TL431等 B) 使用分压电路，将0--100V转换成0—5V ，然后通过ADC取样转换成数字信号，1024或更高位。精度在10-3方，这种办法可以测定连续线性电压。
常用芯片AD536、AD637、LTC1966、LTC1967、LTC1968等等。 C)高精度一般采用专门的ADC转换芯片，带有专用接口。常见于 0.05V以上的精度，要考虑到漂移。常用专门芯片转换，ADC转换 芯片。可以对连续的线性电压进行取样检测。 常用芯片如CS1232 ADC 0808/0809 ,AD574A , ADS1110, MAX4080/MAX4081 INA270 INA271 注意：电压电流转换的时候，根据需要为了防止干扰，有带隔离的芯片。 二，电流检测 电流检测分为接触与非接触式， 接触式：互感检测法、电阻检测法； 非接触式：霍尔电流传感器等 电流检测，实际上也依赖电压检测，再计算出电流。 1、交流互感检测法。损耗低。互感检测法，一般用在高电压大电
流场合(交流)。当主绕组流过大小不同电流时，副绕组就感应出相应的高低不同的电压。将互绕组的电压数值读出，就可计算出流经主绕组的电流。比如变压器中常用。为了减少损耗，常采用电流互感器检测。在电流互感器检测电路的设计中，要充分考虑电路拓扑对检测效果的影响，综合考虑电流互感器的饱和问题和副边电流的下垂效应，以选择合适的磁芯复位电路、匝比和检测电阻。电流互感器检测在保持良好波形的同时还具有较宽的带宽，电流互感器还提供了电气隔离，并且检测电流小损耗也小，检测电阻可选用稍大的值，如一二十欧的电阻
电压的测量方法
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 m e m U R I =?
图1 电子电压表 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
地网跨步电压、接触电压测量方法 一、概述 当发生接地故障时，若出现过高的接触电压或跨步电压，可能发生危及人身安全的事故。一般将距接地设备水平0.8m处，以及与沿该设备金属外壳（或构架）垂直于地面的距离为1.8m出的两处之间电压，称为接触电压。人体接触该两处时就要承受接触电压。当电流流经接地装置时，在其周围形成不同的电位分布，人的跨步约为0.8m，在接地体径向的地面上，水平距离0.8m的两点间电压，称为跨步电压。人体两脚接触该两处时就要承受跨步电压。 1、电站地网对角线长度约：1000m。 2、电站单相接地故障电流取设计部门提供的15kA。 二、测量方法 一般可利用电流、电压三极法测量接地电阻的试验线路和电源来进行接触电压、跨步电压的测试。 1、测量接触电压 按接线图，加上电压后，读取电流和电压表的指示值，其电压值表示当接地体流过测量电流为I时的接触电压，流过短路接地电流Imax时的实际接触电压：Uc=U* Imax/I=KU Uc—接地体流过短路接地电流Imax时的实际接触电压(V) U—接地体流过电流I时实际的接触电压(V) K—X系数，其值等于Imax/I 2、测量跨步电压 按接线图，加上电压后，使接入接地体的电流为I，将电压极插入离接地体0.8,1.8,2.4，3.2,4.0,4.8,5,6m，以后增大到每5m移动一点，直到接地网的边缘，测量各点对接地体的电位。这一方向完成后，再在另一方向按上面的方法完成测量。 对地网两点之间最大电位差Umax，应乘以系数K，求出接地体流过电流Imax 的实际电位差。在地网设计上，一般要求这个值不大于2000V。 在电位分布图上可得到任意相距0.8m两点间的跨步电压：Ua= K(Un–Un-1) Ua—任意相距两点间的实际跨步电压（V） Un–Un-1—任意相距0.8m两点间测量的电压差（V） K—X系数，其值等于Imax/I
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 )
万用表测量交流电压和电流的方法 1. 万用表由表头、测量电路及转换开关等三个主要部分组成。 （1）表头 它是一只高灵敏度的磁电式直流电流表，万用表的主要性能指标基本上取决于表头的性能。表头的灵敏度是指表头指针满刻度偏转时流过表头的直流电流值，这个值越小，表头的灵敏度愈高。测电压时的内阻越大，其性能就越好。表头上有四条刻度线，它们的功能如下：第一条（从上到下）标有R或Ω，指示的是电阻值，转换开关在欧姆挡时，即读此条刻度线。第二条标有∽和VA，指示的是交、直流电压和直流电流值，当转换开关在交、直流电压或直流电流挡，量程在除交流10V 以外的其它位置时，即读此条刻度线。第三条标有10V，指示的是10V的交流电压值，当转换开关在交、直流电压挡，量程在交流10V时，即读此条刻度线。第四条标有dB，指示的是音频电平。 （2）测量线路 测量线路是用来把各种被测量转换到适合表头测量的微小直流电流的电路，它由电阻、半导体元件及电池组成 它能将各种不同的被测量（如电流、电压、电阻等）、不同的量程，经过一系列的处理（如整流、分流、分压等）统一变成一定量限的微小直流电流送入表头进行测量。 （3）转换开关
其作用是用来选择各种不同的测量线路，以满足不同种类和不同量程的测量要求。 转换开关一般有两个，分别标有不同的档位和量程。 2. 2．符号含义 （1）∽表示交直流 （2）V－2.5KV 4000Ω/V 表示对于交流电压及2.5KV的直流电压挡，其灵敏度为4000Ω/V （3）A－V－Ω 表示可测量电流、电压及电阻 （4）45－65－1000Hz 表示使用频率范围为1000 Hz以下，标准工频范围为45
电压电流的测量方法大全 一、电压的测量 1、直流电压的测量,如电池、随身听电源等.起首将黑表笔插进"com"孔,红表笔插进"Vo ".把旋钮选到比估量值大的量程(细致:表盘上的数值均为最大量程,"V-"暗示直流电压档,"V~"暗示交换电压档,"A"是电流档),接着把表笔接电源或电池两头;连结打仗不乱.数值可以直接从表现屏上读取,若表现为"1.",则表白量程过小,那末就要加大绝缘胶垫量程后再测量.如果在数值左侧呈现"-",则表白表笔极性与实际电源极性相同,此时红表笔接的是负极. 2、交换电压的测量.表笔插孔与直流电压的测量一样,不外应当将旋钮打到交换档"V~"地方需的量程便可.交换电压无正负之分,测量法子跟后面雷同.不管测交换仍是直流电压,都要细致人身平安,不要随便用手触摸表笔的金属部门. 二、电流的测量 1、直流电流的测量.先将黑表笔插入"COM"孔.若测量大于200mA的电流,则要将红表笔插入"10A"插孔并将旋钮打到直流"10A"档;若测量小于200mA的电流,则将红表笔插入 "200mA"插孔,将旋钮打到直流200mA之内的符合量程.调解好后,便可以测量了.将万用表串进电路中,连结不乱,便可读数.若表现为"1.",那末就要加大量程;如果在数值左侧呈现"-",则表白电流从黑表笔流进万用表. 交换电流的测量.测量法子与1雷同,不外档位应当打到交换档位,绝缘胶垫电流测量终了后应将红笔插回"Vo"孔,若健忘这一步而直接测电压,哈哈!你的表或电源会在"一缕青烟中上云霄"--报废! 三、电阻的测量 将表笔插进"COM"和"Vo"孔中,把旋钮打旋到"o"中所需的量程,用表笔接在电阻两头金属部位,测量中可以用手打仗电阻,但不要把手同时打仗电阻两头,如许会影响测量切确度的--人体是电阻很大可是有限大的导体.读数时,要连结表笔和电阻有精良的打仗;细致单元:在"200"档时单元是"o",在"2K"到"200K"档时单元为 "Ko","2M"以上的单元是"Mo". 四、二极管的测量 数字万用表可以测量发光二极管,整流二极管hh测量时,表笔地位与电压测量一样,将旋钮旋到"不会画这个标记)档;用红表笔接二极管的正极,黑表笔接负极,这时候会表现二极管的正向压降.肖特基二极管的压降是0.2V左右,普通硅
地网跨步电压接触电压测量方法 地网跨步电压、接触电压测量方法 一、概述 当发生接地故障时，若出现过高的接触电压或跨步电压，可能发生危及人身安全的事故。一般将距接地设备水平0.8m处，以及与沿该设备金属外壳(或构架)垂直于地面的距离为1.8m出的两处之间电压，称为接触电压。人体接触该两处时就要承受接触电压。当电流流经接地装置时，在其周围形成不同的电位分布，人的跨步约为0.8m，在接地体径向的地面上，水平距离0.8m的两点间电压，称为跨步电压。人体两脚接触该两处时就要承受跨步电压。 1、电站地网对角线长度约:1000m。 2、电站单相接地故障电流取设计部门提供的15kA。 二、测量方法 一般可利用电流、电压三极法测量接地电阻的试验线路和电源来进行接触电压、跨步电压的测试。 1、测量接触电压 按接线图，加上电压后，读取电流和电压表的指示值，其电压值表示当接地体流过测量电流为I时的接触电压，流过短路接地电流Imax时的实际接触电压:Uc=U* Imax/I=KU Uc—接地体流过短路接地电流Imax时的实际接触电压(V) U—接地体流过电流I时实际的接触电压(V) K—X系数，其值等于Imax/I 2、测量跨步电压
按接线图，加上电压后，使接入接地体的电流为I，将电压极插入离接地体 0.8,1.8,2.4，3.2,4.0,4.8,5,6m，以后增大到每5m移动一点，直到接地网的边缘，测量各点对接地体的电位。这一方向完成后，再在另一方向按上面的方法完成测量。 对地网两点之间最大电位差Umax，应乘以系数K，求出接地体流过电流Imax的实际电位差。在地网设计上，一般要求这个值不大于2000V。 在电位分布图上可得到任意相距0.8m两点间的跨步电压:Ua= K(Un–Un-1) Ua—任意相距两点间的实际跨步电压(V) Un–Un-1—任意相距0.8m两点间测量的电压差(V) K—X系数，其值等于Imax/I 案例: 1、基本参数 (1)电站地网对角线长度约:1000m。 (2)电站单相接地故障电流取设计部门提供的15kA。 2、试验依据 DL/T 621-1997 《交流电气装置的接地》 DL/T 475-2006 《接地装置特性参数测量导则》 DL/T 596-1996 《电力设备预防性试验规程》 3、试验仪器: (1)AI-6301 (5A/400V)自动抗干扰地网接地电阻测量仪 (2)选频电压表 (3)试验接线: ,220V 耦合信号源 变压器
数字万用表测量电压和电流的正确操作方法 数字万用表使用前，应认真阅读有关的使用说明书，熟悉电源开关、量程开关、插孔、特殊插口的作用. (1)将ON/OFF开关置于ON位置，检查9V电池，如果电池电压不足,将显示在显示器上，这时则需更换电池。如果显示器没有显示，则按以下步骤操作。 (2)测试笔插孔旁边的符号，表示输入电压或电流不应超过指示值，这是为了保护内部线路免受损伤。 (3)测试之前。功能开关应置于你所需要的量程。 1.将黑表笔插入COM插孔，红表笔插入V/Ω插孔。 2.将功能开关置于直流电压档V-量程范围，并将测试表笔连接到待测电源(测开路电压)或负载上(测负载电压降)，红表笔所接端的极性将同时显示于显示器上。 数字万用表在使用时如果不知被测电压范围.将功能开关置于最大量程并逐渐下降.如果显示器只显示“1”,表示过量程,功能开关应置于更高量程. “”表示不要测量高于1000V的电压,显示更高的电压值是可能的,但有损坏内部线路的危险.当测量高电压时,要格外注意避免触电. 数字万用表测量电压正确操作方法： --交流电压测量方法 1.将黑表笔插入COM插孔,红表笔插入V/Ω插孔。 2.将功能开关置于交流电压档V~量程范围,并将测试笔连接到待测电源或负载上.测试连接图同上.测量交流电压时,没有极性显示. 数字万用表在使用时参看直流电压注意1.2.4. “”表示不要输入高于700Vrms 的电压,显示更高的电压值是可能的,但有损坏内部线路的危险. 数字万用表测量电压正确操作方法：
--直流电流测量方法 1.将黑表笔插入COM插孔,当测量最大值为200mA的电流时,红表笔插入mA插孔，当测量最大值为20A的电流时，红表笔插入20A插孔。 2.将功能开关置于直流电流档A-量程,并将测试表笔串联接入到待测负载上,电流值显示的同时,将显示红表笔的极性. 数字万用表在使用时如果使用前不知道被测电流范围,将功能开关置于最大量程并逐渐下降.如果显示器只显示“1”,表示过量程,功能开关应置于更高量程.表示最大输入电流为200mA,过量的电流将烧坏保险丝,应再更换,20A量程无保险丝保护,测量时不能超过15秒. 数字万用表测量电压正确操作方法： --交流电流测量方法 1.将黑表笔插入COM插孔,当测量最大值为200mA的电流时,红表笔插入mA插孔,当测量最大值为20A的电流时,红表笔插入20A插孔. 2.将功能开关置于交流电流档A~量程,并将测试表笔串联接入到待测电路中.数字万用表在使用时.参看直流电流DCA测量注意 1、2、3. 万用表中符号含义是什么： （1）~表示交流 （2）V－2.5KV4000Ω/V表示对于交流电压及2.5KV的直流电压挡，其灵敏度为4000Ω/V （3）A－V－Ω表示可测量电流、电压及电阻 （4）45－65－1000Hz表示使用频率范围为1000 Hz以下，标准工频范围为45－65Hz