《电压测量技术》PPT课件

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1、第五章电压测量技术本章是关于基本电磁量——电压的测量，是电子测量实现其他电学量与非电量测量的重要基础。本章完整叙述了电压测量的原理和方法，交流电压的模拟测量和直流电压的数字化测量是本章的主要内容，其中数字化测量方法是本章的重点。同时还介绍了电压计量测试基标准，以及电压测量的抗干扰技术。5.1概述1）电压测量的重要性：电压测量是电子电路测量的一个重要内容，电子设备的许多工作特性，如增益、衰减、灵敏度、频率特性、调幅度等都可视为电压的派生量；而电子设备的各种控制信号，反馈信号、告警信号等往往也直接表现为电压量，总之，电压测量是许多电参量测量的基础。2）电压、电

2、流和功率是表征电信号能量大小的三个基本参数，但从测量的观点来看，测量的主要参量是电压。3）要正确测量电压值，必须先了解被测电压的特征和测试要求，选用适当的电压测量仪器、采用切实可行的测量方法，才能较好地完成测量任务。4）对电压测量的要求：一是要有足够宽的电压测量范围，二是应有足够宽的频率范围，三是应有足够高的测量准确度，四是有足够高的输入阻抗，五是应具有较高的抗干扰能力。5）电压测量的分类：A)按频率范围分类：直流电压测量和交流电压测量，交流电压测量按频段范围又分为低频、高频、超高频三类。B)按被测信号特点分类：脉冲电压测量和有效值电压测量。C)按测量技术

3、分类：模拟式和数字式。本章主要讨论两个问题，一是交流电压的测量方法，二是电压测量的数字化方法。1．电子电路中电压的主要特征谈到电压的测量，很多人自然想到万用表，的确，万用表的使用是很广泛的，但是在电子电路中，它往往是不适用的。1、频率范围宽：不同频率的电压量要用相应的电压表去测量。2、电压范围广：被测电压的量值范围是选择电压测量仪器量程的依据。3、等效电阻高：电压测量仪器的输入电阻就是被测电路的额外负载，为了减小仪器的接入对被测电路的影响，要求其具有较高的输入电阻。4、波形多种多样：电子电路中除了正弦波电压外，还有大量的非正弦波电压。从普通仪器上获得的示值

4、往往含有较大的波形误差。另外被测电压中往往是交流与直流并存，甚至还串入一些噪声干扰等不需要测量的成分。2．交流电压的基本参数一个交流电压的大小，可用多种方式来表示，如平均值、峰值、有效值、波形系数及波峰系数来表征。1、峰值：任一个交变电压在所观察的时间内或一个周期性信号在一个周期内偏离零电平的最大电压瞬时值称为峰值。用表示。如果电压波形是双极性的，且不对称，则正峰值和负峰值是不相同的。任一个交变电压在所观察的时间内或一个周期信号在一个周期内偏离直流分量的最大值称为幅值或振幅，用表示。正负值不等时分别用和表示。注意峰值与振幅值的区别：振幅值是以直流分量为参考

5、电平计算，而峰值则以零参考电平开始计算的。2、平均值：任何一个周期信号，在一周期内电压的平均大小称为平均值。通常用表示。在交流电压测量中，平均值指检波之后的平均值，故又可分为半波平均值及全波平均值。交流电压绝对值在一个周期内的平均值称为全波平均值。在未特别说明时，交流电压的平均值一般指全波平均值。交流电压正半周或负半周在一个周期内的平均值称为半波平均值。3、有效值：任何一个交流电压，通过某纯电阻所产生的热量与一个直流电压在同样情况下产生的热量相同，该直流电压的数值即为交流电压的有效值。通常用表示，当不特别说明时，交流电压的值就是指它的有效值，而且各类仪表的

6、示值都是按有效值刻度的。3．交流电压量值相互转换为了表征同一信号的峰值、有效值及平均值的关系，引入了波形系数和波峰系数。①波形因数电压的有效值与平均值之比称为波形因数，通常用表示。即：②波峰因数交流电压的峰值与有效值之比称为波峰因数，即：4．常用电压测量仪器电子电压表种类很多，一般按测量结果的显示方式将它们分为模拟式电子电压表和数字式电子电压表。①模拟式电压表一般是指“指针式电压表”，它把被测电压加到磁电式电流表，转换成指针偏转角度α的大小来度量。包括模拟万用表和电子电压表。另一种模拟测量是把被测量电压变换成图形高度来测量的仪表，如示波器等。在模拟式电子电

7、压表中，大都采用整流的方法将交流信号转换成直流信号，然后通过直流表头指示读数，这种方法称为检波法，另外还有热电偶转换法和公式转换法等。②数字式电压表是指把被测电压的数值通过数字技术，变换成数字量，然后用数码管以十进制数字显示被测量电压值。数字式电压表具有高精度、量程宽、显示位数多、分辨率高、易于实现测量自动化等优点，在电压测量中也占据了越来越重要的地位。5.2交流电压的测量交流电压测量大多采用电子电压表来测量,它通过AC/DC变换器将交流电压转换成直流电压.按检波器响应特性分为:均值、峰值、和有效值三种。按电路的组成形式，又分为放大-检波式、检波-放大式和

8、外差式三类。分别介绍均值、峰值、和有效值电压表。1．均值电压表：1