电压测量法的基本原理

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。

电压测量的重要性

电压测量是电测量与非电测量的基础；

电测量中，许多电量的测量可以转化为电压测量：

表征电信号能量的三个基本参数：电压、电流、功率

其中：电流、功率——〉电压，再进行测量

电路工作状态：

饱和与截止，线性度、失真度——〉电压表征

非电测量中，物理量——〉电压信号，再进行测量

如：温度、压力、振动、（加）速度

电压测量的特点

1频率范围广：零频（直流）～109Hz

低频：1MHz以下；高频（射频）：1MHz以上。

2.测量范围宽(幅度)

微弱信号:心电医学信号、地震波等,纳伏级（10-9V）；

超高压信号：电力系统中，数百千伏。

3.电压波形的多样化

电压信号波形是被测量信息的载体。

各种波形：纯正弦波、失真的正弦波，方波，三角波，梯形波；随机噪声。

4.阻抗匹配

在多级系统中，输出级阻抗对下一输入级有影响。

直流测量中，输入阻抗与被测信号源等效内阻形成分压，使测量结果偏小。

如：采用电压表与电流表测量电阻，

当测量小电阻时，应采用电压表并联方案；

当测量大电阻时，应采用电流表串联方案。

交流测量中，输入阻抗的不匹配引起信号反射。

5.测量精度的要求差异很大

10-1至10-9。

6.测量速度的要求差异很大

静态测量：直流（慢变化信号）,几次/秒;

动态测量：高速瞬变信号,数亿次/秒（几百MHz）

精度与速度存在矛盾，应根据需要而定。

7.抗干扰性能

工业现场测试中，存在较大的干扰。

电压测量的方法和分类

. 电压测量方法的分类

·按对象：直流电压测量；交流电压测量

·按技术：模拟测量；数字测量

1）交流电压的模拟测量方法

表征交流电压的三个基本参量：有效值、峰值和平均值。以有效值测量为主。方法：交流电压（有效值、峰值和平均值）--〉直流电流--〉驱动表头--〉指示——有效值、峰值和平均值电压表，电平表等。

2）数字化直流电压测量方法

模拟直流电压--〉A/D转换器--〉数字量--〉数字显示（直观）

——数字电压表（DVM），数字多用表（DMM）。

3）交流电压的数字化测量

交流电压（有效值、峰值和平均值）--〉直流电压--〉A/D转换器--〉数字量--〉数字显示

——DVM（DMM）的扩展功能。

4）基于采样的交流电压测量方法

交流电压--〉A/D转换器--〉瞬时采样值u(k) --〉计算，如有效值

式中，N为u(t)的一个周期内的采样点数。

5）示波测量方法

交流电压--〉模拟或数字示波器--〉显示波形--〉读出结果

电压测量的方法和分类

电压测量方法的分类

·按对象：直流电压测量；交流电压测量

·按技术：模拟测量；数字测量

1）交流电压的模拟测量方法

表征交流电压的三个基本参量：有效值、峰值和平均值。以有效值测量为主。

方法：交流电压（有效值、峰值和平均值）--〉直流电流--〉驱动表头--〉指示

——有效值、峰值和平均值电压表，电平表等。

2）数字化直流电压测量方法

模拟直流电压--〉A/D转换器--〉数字量--〉数字显示（直观）

——数字电压表（DVM），数字多用表（DMM）。

3）交流电压的数字化测量