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《電子測量技術(shù) 第2版 教學(xué)課件 作者 孟鳳果第4章電壓測量技術(shù)第4章電壓測量技術(shù).ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、4.1概述4.2模擬式電子電壓表4.3數(shù)字電子電壓表4.4電子電壓表的使用方法第4章電壓測量技術(shù)4.1概述4.1.1電子電路中電壓的特點4.1.2交流電壓的基本參數(shù)4.1.3電子電壓表的分類4.1概述電壓測量是電子電路測量的一個重要內(nèi)容。是許多電參量測量的基礎(chǔ)。在科學(xué)實驗中、生產(chǎn)及儀器設(shè)備的檢修和調(diào)試中，采用普通的電工儀表是不能進行有效測量的，必須借助于電子電壓表來進行測量。本章將討論模擬式和數(shù)字式兩種電子電壓表，它們是應(yīng)用最廣泛的電壓測量儀器。1．頻率范圍寬電子電路中電壓的頻率可以從直流到數(shù)百MHz范圍內(nèi)變化。而單純50Hz的電壓是很少的。不同頻率的電壓量就要用相應(yīng)的電
2、壓表去測量。談到電壓的測量，很多人會首先想到萬用表。的確，萬用表的應(yīng)用是很廣泛的，但是在電子電路中它往往是不能適應(yīng)的。電子電路中的電壓具有如下特點：4.1.1電子電路中電壓的特點2．電壓范圍廣被測電壓的量值范圍是選定電壓測量儀器量程范圍的依據(jù)。通常，電子電路中的電壓值的下限低至nV數(shù)量級，而上限高至幾十kV左右。這就要求所使用的電壓測量儀器依測量電壓的量值進行不同電壓表的選擇。3．等效電阻高電壓測量儀器的輸入電阻就是被測電路的額外負載，為了減小儀器的接入對被測電路的影響，要求其具有較高的輸入電阻。4．波形多種多樣電子電路中除了正弦波電壓外，還有大量的非正弦電壓。這時，從普
3、通指示儀表度盤上直接獲得的示值往往含有較大的波形誤差。另外，被測的電壓中往往是交流與直流并存，甚至還串入一些噪聲干擾等不需要測量的成份。這需要在測量中加以區(qū)分。電子電路中電壓量的測量，通常屬于工程測量，只要求有一定的精確度即可。但有些場合，要求有較高的精確度。具體測量要識具體情況現(xiàn)而定。4.1.2交流電壓的基本參數(shù)描述交流電壓的基本參數(shù)有：峰值、平均值和有效值。1．峰值任一個交變電壓在所觀察的時間內(nèi)或一個周期性信號在一個周期內(nèi)偏離零電平的最大電壓瞬時值稱為峰值，通常，用Up表示。如果電壓波形是雙極性的，且不對稱，則正峰值和負峰值是不同的，如圖4-1（a）所示。任一個交變電
4、壓在所觀察的時間內(nèi)或一個周期性信號在一個周期內(nèi)偏離直流分量的最大值稱為幅值或振幅，用Um表示，正、負幅值不等時分別用和表示，如圖4-1（b）所示，圖中=0，且正、負幅值相等。圖4-1交流電壓的峰值2．平均值任何一個周期性信號u(t)，在一周期內(nèi)電壓的平均大小稱為平均值，通常，用表示。平均值的數(shù)學(xué)表達式為：在交流電壓測量中，平均值指檢波之后的平均值，故又可分為半波平均值及全波平均值。3．有效值任何一個交流電壓，通過某純電阻所產(chǎn)生的熱量與一個直流電壓在同樣情況下產(chǎn)生的熱量相同時，該直流電壓的數(shù)值即為交流電壓的有效值，通常，用Urms表示。有效值的數(shù)學(xué)表達式為當不特別指明時，交
5、流電壓的值就是指它的有效值，而且各類電壓表的示值都是按有效值刻度的。4.波形因數(shù)和波峰因數(shù)為了表征同一信號的峰值、有效值及平均值的關(guān)系，引入了波形因數(shù)和波峰因數(shù)。波形因數(shù)：交流電壓的有效值與平均值之比，通常，用表示，即波峰因數(shù)：交流電壓峰值與有效值之比，通常，用表示，即按測量結(jié)果的顯示方式將它們分為模擬式電子電壓表和數(shù)字式電子電壓表。4.1.3電子電壓表的分類1．模擬式電子電壓表模擬式電子電壓表，一般是用磁電式電流表頭作為指示器。由于磁電式電流表只能測量直流電流，測量直流電壓時，可直接經(jīng)放大或經(jīng)衰減后變成一定量的直流電流驅(qū)動直流表頭的指針偏轉(zhuǎn)指示其大??；測量交流電壓時，須
6、經(jīng)過交流-直流變換器，將被測交流電壓先轉(zhuǎn)換成與之成比例的直流電壓后，再進行直流電壓的測量。在模擬式電子電壓表中，大都采用整流的方法將交流信號轉(zhuǎn)換成直流信號，然后通過直流表頭指示讀數(shù)，這種方法稱為檢波法；另外還有熱電偶轉(zhuǎn)換法和公式轉(zhuǎn)換法等。根據(jù)電子電壓表電路組成方式的不同，模擬式電子電壓表又有不同類型，下面介紹幾種典型的類型。⑴放大-檢波式放大-檢波式電子電壓表，是先將被測信號進行放大，再進行檢波，然后通過直流表頭指示讀數(shù)，如圖4-2所示。其中放大電路一般采用多級寬帶交流放大器，靈敏度很高，可測幾十～幾百微伏左右的電壓，頻率上限可達10MHz；交直流轉(zhuǎn)換器常采用平均值檢波器
7、。這種類型的電子電壓表常稱為“毫伏表”。檢波衰減交流放大μA圖4-2檢波-放大式電子電壓表的原理框圖⑵檢波-放大式檢波放大式電子電壓表對被測交流電壓采取了先檢波后放大的方法，故頻率范圍、輸入阻抗等都主要取決于檢波器。如果應(yīng)用超高頻檢波二極管檢波，則頻率范圍可達20Hz-1GHz。因此，這類電壓表也稱為“超高頻電子電壓表”。原理框圖如4-3所示。檢波-放大式電子電壓表的交直流轉(zhuǎn)換器采用了峰值檢波器。檢波衰減直流放大μA圖4-3檢波-放大式電子電壓表原理框圖⑶熱電轉(zhuǎn)換式和公式法熱電轉(zhuǎn)換式通過熱電偶將交流電有效值轉(zhuǎn)換成直流電壓值，這
