电子测量与仪器课件第三章电压测量与电压表(ppt)
- 格式：ppt
- 大小：1.24 MB
- 文档页数：3
下载文档原格式
合集下载
电子测量技术与仪器ppt课件
电子测量技术与仪器ppt 课件
高频电子技术 电视、调频广播 雷达、导航、气象
• 2.1.3
信号发生器的一般组成
电子测量技术与仪器ppt 课件
• 信号发生器的一般组成框图如图2.2所示，主要由振荡器、变换器、 输出电路、电源、指示器五部分组成。
振荡器
变换器
输出电路
输出
电源
指示器
• 图2.2 信号发生器的一般组成框图
电子测量技术与仪器ppt 课件
• （3）频率稳定度 • 信号发生器的频率稳定度是指在一定时间内仪器输出频率准确度的变 化，它表示了信号源维持工作于某一恒定频率的能力。信号发生器的 频率稳定度是由振荡器的频率稳定度来保证的。频率稳定度可分为短 期频率稳定度和长期频率稳定度。
• 2．输出特性 • （1）输出形式
电子测量技术与仪器ppt 课件
被 测 设 备
输出 响应
测 试 仪
图2.1 信号发生器的用途
电子测量技术与仪器ppt 课件
• 一般来说，信号发生器的用途主要有以下三个方面：
• 1.用作激励源 • 2.用作信号仿真 • 3.用作校准源
• 2.1.2
• •
信号发生器的分类
信号发生器一般可分为通用信号发生器和专用信号发生器两大类。专用信号发 生器是为某种特殊用途而设计生产的仪器，能提供特殊的测量信号，如电视信 号发生器、调频信号发生器等。 通用信号发生器根据其工作频率的不同，可分为超低频、低频、视频、高频、 甚高频、超高频几大类。信号发生器的工作频率范围见表2.1。
电子测量技术与 仪器
电子测量技术与仪器ppt 课件
高等职业教育“十二五”规划教材（电子信息 类）
电子测量技术与仪器
电
电压测量
T xDx / k x
k 为X轴扩展倍率 x 例如：荧光屏上的波形如图所示，信号一周期7cm，扫描速度 开关置于“10ms/cm”位置，扫描扩展置于“拉出×10”位置， t/div 求被测信号的周期。 0.2 100
7 10 T xDx / kx 7 10
0.5 1 2 S 5 10 ms 10 1 ns 100 50 5
一般在基准阻抗Z0=600欧上，使其产生P0=1mW的功率为基准， 相当于仪表输入端电压为 0.775v ，所以在1.5V刻度线上的 0.775V处定为0dB.
第10页
电子测量原理
4 分贝的测量
例1：当用300mV量程测量时，表针指在-10dB处，求分 贝值为多少？
解：查附表知300mV应减去14dB，即被测分贝值=分贝指示值14dB=-10-14=-24dB，该分贝值为负，说明被测电压值比 0.775V小。 注意：只有用1.5V量程时，才可以从dB刻度上直读分贝值，否 则被测分贝值等于从表盘上读书的dB值与所使用量程对应附加 的 dB值的代数和。 例2：试测量一个多级音频放大电路的功率增益。
NH
NH 1 f y fx 6MHz 2MHz NV 3
第21页
电子测量原理
5. 信号参数的测量
两个频率、同幅度的正弦信号分别送入示波器的Y通道和X通道， 使示波器工作在X-Y方式，这时示波器的屏幕上会显示出椭圆 波形，由椭圆上的坐标可求得两信号的相位差为 ： y0 x0 arcsin , 或 arcsin ym xm
第13页
电子测量原理
5. 信号参数的测量
1.交流信号的幅度测量
输入耦合开关置于“AC”位置，调节垂直灵敏度旋钮及扫描 时间旋钮，使显示波形大小适当，则被测电压峰峰值为：
电压和电压表的使用上课课件
电压和电压表的使用上课课件一、教学内容本节课的内容选自《电路基础》第四章第一节，主题为“电压和电压表的使用”。
详细内容包括电压的定义、电压的测量原理、电压表的种类及其使用方法。
重点讲解电压的测量原理，以及如何正确使用电压表进行电压测量。
二、教学目标1. 理解电压的概念，掌握电压的定义及其单位。
2. 学会电压表的正确使用方法，能够进行简单的电压测量。
3. 了解电压表的种类及其特点，能根据实际情况选择合适的电压表。
三、教学难点与重点教学难点：电压的测量原理，电压表的正确使用方法。
教学重点：电压的概念，电压表的选用及操作。
四、教具与学具准备1. 教具：电压表、演示电路、多媒体设备。
2. 学具：电压表、实验电路、导线、电池。
五、教学过程1. 导入：通过展示一个简单的电路，提出问题：“电压是什么？如何测量电压？”引发学生思考。
2. 理论讲解：a. 讲解电压的概念，定义电压及其单位。
b. 分析电压的测量原理，介绍电压表的种类及其特点。
3. 实践操作：a. 演示电压表的使用方法，包括电压表的连接、操作步骤等。
b. 学生分组进行实验，使用电压表测量不同电路的电压，观察电压表读数的变化。
4. 例题讲解：a. 分析一个具体的电压测量问题，讲解解题思路。
b. 引导学生思考如何选用合适的电压表进行测量。
5. 随堂练习：设计几个不同难度的练习题，让学生巩固电压测量方法。
六、板书设计1. 电压的定义、单位。
2. 电压表的种类、特点及使用方法。
3. 电压测量步骤及注意事项。
七、作业设计1. 作业题目：a. 解释电压的概念，并说明电压的单位。
b. 简述电压表的种类及特点，如何选用合适的电压表。
c. 根据《电路基础》第四章第一节内容，设计一个简单的电压测量实验。
2. 答案：a. 电压是电势差的度量，单位为伏特（V）。
b. 电压表分为指针式电压表和数字式电压表，根据测量范围和精度要求选择合适的电压表。
c. 实验方案：使用一个电池、一个电阻和一个电压表，测量电阻两端的电压。
电子测量技术电压测量
误差为：
图5-1 用电压表测电动势
式（5-1）中，“一”表明测量值比实际值小；
（5-1）
第10页
电子测量原理
5.2 交流电压测量
5.2.1 交流电压的表征
表征周期性交流电压的参数有峰值Up、平均值 、 有效值U，三者之间存在一定的关系。正是如此，构成了 不同工作原理的电子电压表。
1.电压的Up 、、U值 交流电压的峰值，指一周内能达到的最大值。它以零 电位（时间轴）为参考。对于含直流分量的正弦交流电压 来说，正负峰值是不相等的，而正负振幅是相等的，因为 振幅以振荡中心为参考的。
第4页
电子测量原理
4.应有足够高的输入阻抗。由于电子电路等效阻抗高， 为了减小仪器接入后对电路的影响，要求仪器输入阻抗要 高。目前模拟电压表的输入阻抗在MΩ级，数字电压表的 输入阻抗达GΩ级，甚至可达数千GΩ。
5.应具有高的抗干扰能力。一般来说，测量都是在充满 各种干扰的条件下进行的。对于微小电压的测量，需要的 灵敏度就高，其干扰的影响就大。所以，电压表的抗干扰 能力要强，对数字电压表更是如此。
（5-4）
第12页
电子测量原理
波峰因数是指电压的峰值与有效值的比值，用Kp来表 示，即：
（5-5） 无论任何波形的电压，只要知道峰值和按式（5-2）、（53）求出平均值和有效值，便可按式（5-4）、（5-5）求出 对应的波形因数和波峰因数值。正弦波及常见非正弦波电 压的Kf、K p值，可见表5-1所示。
第7页
电子测量原理
(3)检波法：通过整流将交流转换成直流制成的电压 表，据整流电路的不同可分为均值检波、峰值检波、有效 值检波三种。同时， 据整流电路的不同可分为均值检波、 峰值检波、有效值检波三种。同时，据整流器的位置又分 为“检波——放大”、“放大——检波”式电压表。
浙教版八年级上册科学《电压的测量》教学说课课件
2
对人体的安全电压 家庭照明电路
≤36 220
大型发电机
（0.63-1.8）×104
闪电时云层间的电压
可达109
观察:
观察此表的外部结构， 你可以获得哪些信息？
1、测量电压用什么工具？
2、电压表的符号是什么？
3、电压表有几个量程？测量范围是多少？
最小刻度是多少？三个接线柱的“ + ”“- ”
如何分配？应该怎样读数？
1、根据电路图，连接电路。
（注意量程与“ + - ”接线柱）
2、测出电压值
-
+
使用电压表注意：
1.电压表的电阻值很大，所以有电压表存在的 某段电路，一般被认为是开路的。
2.测量电路中某个电路元件两端的电压时，电 压表就应该与这个电路元件并联。
3.连接电路或电路图时，应先把电路中其它元 件按顺序连接好，再把电压表并联在待测电路 的两端上。
子为什么能够定向移动？
是谁在推动电荷 发生定向移动呢？
思考：
水 位
差
1、右图3中，当阀门打
开时，水管中的水会流
动起来吗？
2、这种水流是短暂的、 还是持续的？
两容器中的水位相平后水 不再流动，水流是短暂的。
3、如何在水管中得到持续的水流呢？
加个抽水机
水压
抽水机
水 阀 门
抽水机 电源
水压 电压
电荷 电源 开 关
电流表
电压表
符号
A
V
所测物理量 连接方式
电流
电压
串联在电路中 并联在电路中
接线柱的连接
量程
能否直接接在 电源两极
电流“＋”进“－” 出选择合适的量程
常用电工仪表培训ppt课件
钳形电流表的组成：
钳形电流表简称钳形表，其工作部分主要是由 一 只电磁式电流表和穿心式电流互感器组成。穿心式电流 互感器铁芯制成活动开口，且成钳形，故名钳形电流表。
钳形电流表的分类：
钳形电流表按显示方式分有指针式和数字式；按 功能分主要有交流钳形电流表、多用钳形表、谐波数字 钳形电流表、泄露电流钳形表和交直流钳形电流表等几 种
ppt精选版
8
（3） 人为误差
ppt精选版
9
1.4 电工电子仪器仪表使用常识
• 1.4.1 仪器使用常识 • 1.4.2 仪器日常维护
ppt精选版
10
1.4.1 仪器使用常识
1.开机前注意事项 2.开机时注意事项 3.测试时注意事项 4.关机时注意事项
ppt精选版
11
1.4.2 仪器日常维护
不同之处为：交流电压档标有“”通常有10V、
50V、250V、500V等不同量程；测量时，不区分
红黑表笔，只要并联在被测电路两端即可。
ppt精选版
35
4．电阻的测量
电阻测试示例图
选择量程倍率
欧姆调零
读数
ppt精选版
36
2.5 数字式Байду номын сангаас用表及其使用
2.5.1 2.5.2 2.5.3
数字万用表简介 数字万用表的特点 数字万用表的使用方法
测量前应先估计被测电流的大小，选择合适的量程。
测量时被测载流导线应放在钳口内的中心位置，以免误 差增大。
当被测电路电流较小时，为使读数较准确，可将被测载 流导线在钳口部分的铁心柱上缠绕几圈后进行测量，实 际电流值等于仪表的读数除以放在钳口中的导线圈数。
测量完毕，钳形表不用时，应将量程选择开关旋至最高 量程档 。
基于单片机的数字电压表.
1 前言 (1)2 总体方案设计 (2)2.1 方案论证 (2)2.2 方案比较及选择 (3)3 硬件电路设计 (4)3.1 AD转换电路 (4)3.2 复位电路 (4)3.3 时钟电路 (5)3.4 显示电路 (6)3.5 特殊器件介绍 (6)3.5.1 主控芯片AT89S51 (6)3.5.2 ADC0808 (7)3.5.3 LED (9)4 软件部分设计 (11)4.1 A/D转换子程序 (11)4.2 显示子程序 (12)5 电路仿真 (13)5.1 软件调试 (13)5.2 显示结果及误差分析 (13)6 系统功能 (17)小结 (18)参考文献 (19)附录1 基于单片机的数字电压表原理图 (20)附录2 基于单片机的数字电压表程序清单 (21)1 前言在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最为经常。
而且随着电子技术的发展，更是经常需要测量高精度的电压，所以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器。
数字电压表简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。
由于数字式仪器具有读数准确方便、精度高、误差小、测量速度快等特而得到广泛应用。
传统的指针式刻度电压表功能单一，进度低，容易引起视差和视觉疲劳，因而不能满足数字化时代的需要。
采用单片机的数字电压表，将连续的模拟量如直流电压转换成不连续的离散的数字形式并加以显示，从而精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC实时通信。
数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础。
以数字电压表为核心，可以扩展成各种通用数字仪表、专用数字仪表及各种非电量的数字化仪表。
目前，由各种单片机和A/D转换器构成的数字电压表作全面深入的了解是很有必要的。
最近的几十年来，随着半导体技术、集成电路（IC）和微处理器技术的发展，数字电路和数字化测量技术也有了巨大的进步，从而促使了数字电压表的快速发展，并不断出现新的类型。
电子测量与仪器及课后答案 宋悦孝 主编
高等职业教育电子信息贯通制教材（电子技术专业）电子测量与仪器电子教学资料宋悦孝主编￥Publishing House of Electronics Industry北京BEIJING前言(为了配合《电子测量与仪器》课程的教学，体现教材的编写特色，更好地为读者服务，编写本教学资料。
教学资料内容包括三个部分：第一部分是教学指南，包括课程性质与任务、课程内容和要求、教学建议、教学时间分配。
第二部分是习题答案，给出了多数习题的详细解答过程。
第三部分是电子教案，采用PowerPoint课件形式。
教师可以根据不同的教学要求按需选取和重新组合。
限于编著者水平，教学资料中有错误或不妥之处，敬请读者给予批评指正。
)编者2003年12月~《电子测量与仪器》教学指南一、课程的性质与任务《电子测量与仪器》是电子与信息技术类专业及相近专业的一门必修技术课。
主要介绍电子测量基本概念、测量基本原理及常用电子测量仪器的基本组成与操作应用。
本课程的主要任务是使学生具备电子测量技术与测量仪器方面的基础知识和基本技能，为学生学习专业技术和职业技能奠定基础，使他们成为具有全面素质和实践能力的应用型技术人才。
主要教学目标是学习电子测量技术原理、测量仪器以及测试系统方面的专业知识和职业技能；学习分析问题、解决问题的基本方法；学习基本的科学思维方式和工作方法；培养职业道德、促进全面素质的提高。
为学生今后从事电子与信息技术类等方面的工作打下良好的基础。
（1）基本概念方面：基本概念主要包括测量数据处理、电子测量仪器使用与组成，以及测量原理等方面的概念。
掌握电子测量与仪器的基本概念是学习本门课程的基础，对于绝大多数基本概念，尤其对那些在工作实践中比较常用的概念应能够牢固掌握、灵活应用，并注意个别概念间的区别。
（2）测量技术方面：测量技术主要包括电压测量技术、波形显示与测量技术、频域测量技术、元器件测量技术、频率/时间测量技术、数据域测量技术等。
测量技术是进行测量工作的理论指导，也是测量仪器构成与应用的理论依据。
电工仪表与测量ppt
02
CHAPTER
电流与电压的测量
电流的测量
01
02
03
电流表
用于测量电路中的电流值， 根据电流大小，可以分为 直流电流表和交流电流表。
钳形电流表
一种特殊类型的电流表， 可以直接夹在导线中测量 电流，无需断开电路。
测量方法
在测量电流时，应将电流 表串联在电路中，以避免 对电路造成影响。
电压的测量
功率表的正确使用与维护
正确接线
按照功率表的接线要求，正确接入被测电路，确 保电流和电压的极性正确。
注意事项
在测量大电流或高电压时，应确保功率表与被测 电路隔离，以保障安全。
维护保养
定期对功率表进行检查、清洁和保养，确保其正 常工作。
04
CHAPTER
电能的测量
电能表的原理与结构
总结词
了解电能表的原理与结构是正确使用和维护电能表的 基础。
详细描述
电能表是一种用于测量电能的仪表，其原理基于电磁 感应定律。电能表的结构包括驱动元件、转动元件、 制动元件和辅助元件等部分。驱动元件由电流线圈和 电压线圈组成，用于产生转动力矩；转动元件由铝制 转盘组成，用于传递转动力矩；制动元件由制动片和 制动盘组成，用于限制转盘的旋转速度；辅助元件包 括计度器和指针等，用于显示测量结果。
信号发生器和示波器的正确使用与维护
正确使用
在使用信号发生器和示波器时，应先了解其工作原理和结构 ，并根据测试需求选择合适的参数和设置。使用过程中应注 意安全，避免过载和短路等情况。同时，要保持仪器的清洁 和干燥，避免潮湿和灰尘的影响。
维护保养
为了确保信号发生器和示波器的正常工作和延长使用寿命， 应定期进行维护保养。包括清洁仪器表面、检查接线是否松 动、校准仪器等。对于长期不使用的仪器，应定期通电检查 ，以保证其正常工作。
电子线路实训PPT课件
越大，其支路电流越小，阻值越小，其支路电流越大。
电阻串联电路和电阻并联电路
图2-5
图2-6
伏安法测电阻 伏安法测量电阻是用电流表和 电压表分别测出被测电阻中流过的电流和电 阻两端电压，然后用欧姆定律R=U/I计算出被 测电阻的阻值。
–电压表外接法：适合于测量阻值较大的电阻 ，如 图2-7所示 。
– 特殊电阻的检测
压敏电阻的检测：用万用表的R×1kΩ档测量压敏电阻两引脚之 间的正、反向绝缘电阻，应均为无穷大。
光敏电阻的检测： 1、用一黑纸片将光敏电阻的透光窗口遮住，此时万用表的指
针基本保持不动，阻值接近无穷大。此值越大说明光敏电阻性能 越好。
2、将一光源对准光敏电阻的透光窗口，此时万用表的指针应
–电压表内接法：适合于测量阻值较小的电阻 ，如 图2-8所示 。
图2-7
图2-8
实训内容及步骤
电阻串连
–按图2-5所示电路在实训电路板上搭接电路。 –测出回路中流过的电流I和各电阻上的电压U1、U2、
U3及总电压U ，验证U＝U1＋U2＋U3
（电容）相应量程上，就可测出电容值。
晶体管测量：
– 将量程功能开关转到hFE位置，被测晶体管PNP型或NPN型的 发射极、基极和集电极的脚插放到相应的E、B、C插座中， 即得hFE参数。
二极管和通断测量：
– 1、将红色测试笔插入“V/”插口中，黑色测试笔插入 “COM”插口中。
– 2、将量程功能开关转到
位置上，红笔接在二极管正
极上，黑笔接在二极管负极上，显示器即显示出二极管的正
向导通压降。如测试笔反接，显示器显示 “1” ，则表示
超过量程，否则表明此二极管反向漏电大。用来测量通断状
态时，如被测量点间的电阻低于30时，蜂鸣器会发出声音
电阻串联电路和电阻并联电路
图2-5
图2-6
伏安法测电阻 伏安法测量电阻是用电流表和 电压表分别测出被测电阻中流过的电流和电 阻两端电压，然后用欧姆定律R=U/I计算出被 测电阻的阻值。
–电压表外接法：适合于测量阻值较大的电阻 ，如 图2-7所示 。
– 特殊电阻的检测
压敏电阻的检测：用万用表的R×1kΩ档测量压敏电阻两引脚之 间的正、反向绝缘电阻，应均为无穷大。
光敏电阻的检测： 1、用一黑纸片将光敏电阻的透光窗口遮住，此时万用表的指
针基本保持不动，阻值接近无穷大。此值越大说明光敏电阻性能 越好。
2、将一光源对准光敏电阻的透光窗口，此时万用表的指针应
–电压表内接法：适合于测量阻值较小的电阻 ，如 图2-8所示 。
图2-7
图2-8
实训内容及步骤
电阻串连
–按图2-5所示电路在实训电路板上搭接电路。 –测出回路中流过的电流I和各电阻上的电压U1、U2、
U3及总电压U ，验证U＝U1＋U2＋U3
（电容）相应量程上，就可测出电容值。
晶体管测量：
– 将量程功能开关转到hFE位置，被测晶体管PNP型或NPN型的 发射极、基极和集电极的脚插放到相应的E、B、C插座中， 即得hFE参数。
二极管和通断测量：
– 1、将红色测试笔插入“V/”插口中，黑色测试笔插入 “COM”插口中。
– 2、将量程功能开关转到
位置上，红笔接在二极管正
极上，黑笔接在二极管负极上，显示器即显示出二极管的正
向导通压降。如测试笔反接，显示器显示 “1” ，则表示
超过量程，否则表明此二极管反向漏电大。用来测量通断状
态时，如被测量点间的电阻低于30时，蜂鸣器会发出声音
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第3章 电压测量与仪器
电子测量与仪器课 件第三章电压测量
与电压表(ppt)
优选电子测量与仪器课件第三 章电压测量与电压表
3.1.1 电压测量的基本要求
1. 频率范围宽
2. 量程宽
3. 输入阻抗高
4. 抗干扰能力强
5. 测量精确度高 电压表精确度表示方法如下：
（1）满度值的百分数±β%Um 线性刻度的模拟式电压表
（2）读数值的百分数±α%Ux 对数刻度的电压表
（3）±(α%Ux+β%Um)
数字电压表
6.被测电压波形种类多
3.1.2 交流电压的表征
交流电压的表征量包括平均值
波形因数KF、波峰因数KP。
1.平均值
U
、峰值
、有效值U以及
平均值简称为均值，是指波形中的直流成Uˆ 分 交流电压的平均值
2. 峰值UP 指交流电压在一个周期内（或一段时间内）以零电平为参
波形误差的示值相对误差为：γα=ΔU/Uα=1－0.9KFN 例如，测量三角波时的波形误差为：
检波—放大式 外差式
（1）检波—放大式电压表 如图3.3(a)所示。其频率范围和输入阻抗主要取决于检波器 （2）放大—检波式电压表 如图3.3(b)所示。
被测输入
检波器
衰减器
直流放大器
uA
(a)
被测输入Βιβλιοθήκη 衰减器交流放大器检波器
uA (b)
图3.3 检波-放大式、放大-检波式电压表组成框图
（3）外差式电压表 组成框图如图3.4所示。外差式电压表利用混频器，将输入 信号变为固定中频信号后进行交流放大，可以较好地解决交流 放大器增益与带宽的矛盾，其灵敏度可以提高到微伏级。其频 带宽度取决于本振频率范围，可从100kHz至数百兆赫兹，一般 称之为高频微伏表。
被测输入 输入电路 混频器 中频交流放大器 均值检波器
本振
图3.4 外差式电压表组成框图
表3-2 三种结构形式电压表的性能比较
结构形式
灵敏度 频带宽度
电压表类型
外差式
很高 很宽
高频微伏表
检波—放大式 放大—检波式
稍高 很宽
超高频毫伏表
高频毫伏表、视频毫
稍低 较窄
伏表
2. 数字式电压表 DVM
核心：A/D（模/数）变换器将模拟量变换成数字量，
A
0.637A
1.11
2
2
A
A
1
1
三角波
③
A
A
0.5A
2
3
3
3
0 ①
0
0
②
③
图3.2 表3-1所用波形图
3.1.3 电子电压表的分类 电子电压表，分为模拟式电压表和数字式电压表。 1. 模拟式电压表 用磁电式直流电流表作为指示器 直流电压表 交流电压表: 核心为交直流变换器AC/DC。检波器按其响 应特性分为均值、峰值和有效值检波器三种 结构形式:放大—检波式、
输入
阻抗变换 器
可变量程衰 减器
宽带交流放 大器
均值检波 器
图3.10 均值电压表组成框图
（4） 误差分析 均值电压表测量误差的主要来源包括：指示电流表的误
差、检波元器件的不稳定性误差、波形误差及频率误差等。 1）波形误差 波形误差是在用均值电压表测量非正弦波
电压时，将电压表的读数值当成被测电压的有效值而产生的误 差。 波形误差的绝对误差为：ΔU=Uα－0.9KFNUα=(1－0.9KFN)Uα
十进制数字形式显示被测电压值直流数字电压表。
直流数字电压表配上交直流变换器即构成交流数字电压表
数字万用表。
A/D变换器分为
积分式、
（直流数字电压表） 比较式
复合式
数字电压表组成，如图3.5所示。
被测输入
输入
A/D变换器
电路
计数器
寄存显示电路
模拟电路
逻辑控制电路
数字逻辑电路
显示电路
图3.5 数字电压表组成框图
u(t)
u(t)
C u(t)
C
C
C
−
−
(a)
(b)
− −
(c)
(d)
图3.8 常用均值检波器
U
（1）均值检波器
均值检波器输出的直流电压即电容C两端的电压，
均值检波器的输出始终等于整流后波形的平均值。
（2）刻度特性 均值电压表一般以即正弦波有效值定度。
UNU~U~KF~0.9U UN UNKFN
UˆNUNKP N
数字电压表的特点： 不能完全代替模拟式电压表。
3.2 直流电流、直流电压的测量 3.2.1 直流电流的测量 磁电式直流电流表可以直接用来测量较小的直流电流 扩大电流量程： 3.2.2 直流电压的测量 磁电式电流表指针偏转角度α与被测电流I成正比 扩大电压表量程： 还可以用示波器、失真度测量仪、频谱仪等仪器测量电压。
U ˆ~2 U α2 2V 0 2.3 8 V
测量三角波时：
U 0 .9 U α 0 .9 2V 0 1V 8 U K F U 231V 82.8 0 V U ˆ K P U 3 2.8 V 0 3.0 V 6 答：（略）。
均值电压表的组成如图3.10所示，属于放大—检波式电压表。
被测电 压
考基准的最大瞬时值，记为 （或UP）
Um
u(t)
u(t)
UP-P
UP-P
Uˆ
0
Uˆ
t
U
Uˆ
0
t
a）
U
b）
图3.1 交流电压的峰值、振幅值
3. 有效值U 交流电压的大小通常是指它的有效值U，有效值又称 为均方根值，是根据它的物理定义来确定的。数学计算式为：
U
1
T
u2(t)dt
T0
4. 波形因数KF 交流电压的波形因数KF定义为交流电压的有效值U与平 均值 U 之比，即
U KF U
5. 波峰因数KP 交流电压的波峰因数KP定义为交流电压的峰值 Uˆ 与有效 值U之比，即
Uˆ KP U
不同波形的波形因数和波峰因数具有不同的定值，如表 3-1所示。图3.2所示为表3-1所用的波形图。
表3-1 常见波形的波形因数和波峰因数
名称
正弦波 方波
波形
Uˆ
①
A
②
A
U
U
KF
KP
K
U U~
1.11
只要确定出检波输出电压后，不管是哪种均值检波器的电压表， 均可采用上述计算式进行计算。
[例3-1] 用均值电压表测量正弦波、三角波电压时，已知电压表的读数 均为20V，试分别计算正弦波、三角波的有效值、平均值和峰值各是多少伏？
解： 测量正弦波时： U~=Uα=20V
U ~ 0 .9 U α 0 .9 2V 0 1V 8
3.3 模拟式交流电压表 主要分为高频电压表：峰值电压表
多采用检波—放大式结构 多采用峰值检波器检波 低频电压表：均值电压表和有效值电压表 一般采用放大—检波式结构 平均值检波器或有效值检波器检波 3.3.1 低频交流电压表 1. 均值电压表 均值电压表以均值检波器作为交直流变换器。
+
+
+
+
u(t)
电子测量与仪器课 件第三章电压测量
与电压表(ppt)
优选电子测量与仪器课件第三 章电压测量与电压表
3.1.1 电压测量的基本要求
1. 频率范围宽
2. 量程宽
3. 输入阻抗高
4. 抗干扰能力强
5. 测量精确度高 电压表精确度表示方法如下：
（1）满度值的百分数±β%Um 线性刻度的模拟式电压表
（2）读数值的百分数±α%Ux 对数刻度的电压表
（3）±(α%Ux+β%Um)
数字电压表
6.被测电压波形种类多
3.1.2 交流电压的表征
交流电压的表征量包括平均值
波形因数KF、波峰因数KP。
1.平均值
U
、峰值
、有效值U以及
平均值简称为均值，是指波形中的直流成Uˆ 分 交流电压的平均值
2. 峰值UP 指交流电压在一个周期内（或一段时间内）以零电平为参
波形误差的示值相对误差为：γα=ΔU/Uα=1－0.9KFN 例如，测量三角波时的波形误差为：
检波—放大式 外差式
（1）检波—放大式电压表 如图3.3(a)所示。其频率范围和输入阻抗主要取决于检波器 （2）放大—检波式电压表 如图3.3(b)所示。
被测输入
检波器
衰减器
直流放大器
uA
(a)
被测输入Βιβλιοθήκη 衰减器交流放大器检波器
uA (b)
图3.3 检波-放大式、放大-检波式电压表组成框图
（3）外差式电压表 组成框图如图3.4所示。外差式电压表利用混频器，将输入 信号变为固定中频信号后进行交流放大，可以较好地解决交流 放大器增益与带宽的矛盾，其灵敏度可以提高到微伏级。其频 带宽度取决于本振频率范围，可从100kHz至数百兆赫兹，一般 称之为高频微伏表。
被测输入 输入电路 混频器 中频交流放大器 均值检波器
本振
图3.4 外差式电压表组成框图
表3-2 三种结构形式电压表的性能比较
结构形式
灵敏度 频带宽度
电压表类型
外差式
很高 很宽
高频微伏表
检波—放大式 放大—检波式
稍高 很宽
超高频毫伏表
高频毫伏表、视频毫
稍低 较窄
伏表
2. 数字式电压表 DVM
核心：A/D（模/数）变换器将模拟量变换成数字量，
A
0.637A
1.11
2
2
A
A
1
1
三角波
③
A
A
0.5A
2
3
3
3
0 ①
0
0
②
③
图3.2 表3-1所用波形图
3.1.3 电子电压表的分类 电子电压表，分为模拟式电压表和数字式电压表。 1. 模拟式电压表 用磁电式直流电流表作为指示器 直流电压表 交流电压表: 核心为交直流变换器AC/DC。检波器按其响 应特性分为均值、峰值和有效值检波器三种 结构形式:放大—检波式、
输入
阻抗变换 器
可变量程衰 减器
宽带交流放 大器
均值检波 器
图3.10 均值电压表组成框图
（4） 误差分析 均值电压表测量误差的主要来源包括：指示电流表的误
差、检波元器件的不稳定性误差、波形误差及频率误差等。 1）波形误差 波形误差是在用均值电压表测量非正弦波
电压时，将电压表的读数值当成被测电压的有效值而产生的误 差。 波形误差的绝对误差为：ΔU=Uα－0.9KFNUα=(1－0.9KFN)Uα
十进制数字形式显示被测电压值直流数字电压表。
直流数字电压表配上交直流变换器即构成交流数字电压表
数字万用表。
A/D变换器分为
积分式、
（直流数字电压表） 比较式
复合式
数字电压表组成，如图3.5所示。
被测输入
输入
A/D变换器
电路
计数器
寄存显示电路
模拟电路
逻辑控制电路
数字逻辑电路
显示电路
图3.5 数字电压表组成框图
u(t)
u(t)
C u(t)
C
C
C
−
−
(a)
(b)
− −
(c)
(d)
图3.8 常用均值检波器
U
（1）均值检波器
均值检波器输出的直流电压即电容C两端的电压，
均值检波器的输出始终等于整流后波形的平均值。
（2）刻度特性 均值电压表一般以即正弦波有效值定度。
UNU~U~KF~0.9U UN UNKFN
UˆNUNKP N
数字电压表的特点： 不能完全代替模拟式电压表。
3.2 直流电流、直流电压的测量 3.2.1 直流电流的测量 磁电式直流电流表可以直接用来测量较小的直流电流 扩大电流量程： 3.2.2 直流电压的测量 磁电式电流表指针偏转角度α与被测电流I成正比 扩大电压表量程： 还可以用示波器、失真度测量仪、频谱仪等仪器测量电压。
U ˆ~2 U α2 2V 0 2.3 8 V
测量三角波时：
U 0 .9 U α 0 .9 2V 0 1V 8 U K F U 231V 82.8 0 V U ˆ K P U 3 2.8 V 0 3.0 V 6 答：（略）。
均值电压表的组成如图3.10所示，属于放大—检波式电压表。
被测电 压
考基准的最大瞬时值，记为 （或UP）
Um
u(t)
u(t)
UP-P
UP-P
Uˆ
0
Uˆ
t
U
Uˆ
0
t
a）
U
b）
图3.1 交流电压的峰值、振幅值
3. 有效值U 交流电压的大小通常是指它的有效值U，有效值又称 为均方根值，是根据它的物理定义来确定的。数学计算式为：
U
1
T
u2(t)dt
T0
4. 波形因数KF 交流电压的波形因数KF定义为交流电压的有效值U与平 均值 U 之比，即
U KF U
5. 波峰因数KP 交流电压的波峰因数KP定义为交流电压的峰值 Uˆ 与有效 值U之比，即
Uˆ KP U
不同波形的波形因数和波峰因数具有不同的定值，如表 3-1所示。图3.2所示为表3-1所用的波形图。
表3-1 常见波形的波形因数和波峰因数
名称
正弦波 方波
波形
Uˆ
①
A
②
A
U
U
KF
KP
K
U U~
1.11
只要确定出检波输出电压后，不管是哪种均值检波器的电压表， 均可采用上述计算式进行计算。
[例3-1] 用均值电压表测量正弦波、三角波电压时，已知电压表的读数 均为20V，试分别计算正弦波、三角波的有效值、平均值和峰值各是多少伏？
解： 测量正弦波时： U~=Uα=20V
U ~ 0 .9 U α 0 .9 2V 0 1V 8
3.3 模拟式交流电压表 主要分为高频电压表：峰值电压表
多采用检波—放大式结构 多采用峰值检波器检波 低频电压表：均值电压表和有效值电压表 一般采用放大—检波式结构 平均值检波器或有效值检波器检波 3.3.1 低频交流电压表 1. 均值电压表 均值电压表以均值检波器作为交直流变换器。
+
+
+
+
u(t)