多用型数字电压表的组成课件.ppt

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1、第4章数字测量方法导论电压测量的数字化方法直流数字电压表多用型数字电压表频率的测量时间的测量相位的测量结合图4.1-1分析数字仪表的结构及直流DVM的组成。了解DVM的特点。了解DVM的主要类型，结合图4.1-5能阐述逐次比较式DVM的电路组成和工作原理；结合图4.1-7能分析和叙述U-T积分型DVM的组成和工作原理。了解DVM的测量误差内容，并能计算习题。结合图4.2-1能分析和叙述直流数字电压表的组成和工作过程。多用型数字电压表的组成。一、本章内容一、本章内容能分析AC-DC转换器，R-U转换器，I-U转换器的组成和工作过程。结合图4.4-2和图4.

2、4-3，掌握电子计数式频率计的工作原理，能详细分析工作过程。能详细分析测频方面的测量误差，包括：（1）量化误差——±1误差（2）标准频率误差测量时间、相位的工作原理，能详细分析其测量误差。二、重点与难点重点U-T积分型DVM的组成和工作原理电子计数式频率计的工作原理数字量是信号幅度随时间做离散型变化的物理量。目前，电子测量仪器正向量程扩大化，集成化模块化、智能化、虚拟化、网络化、跨专业多功能化、数字化趋势发展。而这些发展趋势的核心是数字化。因此，必须学习和掌握数字化测量方法。无论高档还是低档仪器，数字化越来越普及。第4章　数字测量方法数字量是信号幅度随时

3、间做离散型变化的物理量。目前，电子测量仪器正向量程扩大化，集成化模块化、智能化、虚拟化、网络化、跨专业多功能化、数字化趋势发展。而这些发展趋势的核心是数字化。数字量是信号幅度随时间做离散型变化的物理量。随着微电子技术的发展，数字电路的成本越来越低。随着各类仪器装上了CPU，数字化仪器比模拟仪器的功能更强，精度更高，应用更方便灵活，能用数字测量方法就不用模拟测量方法。可以将今后的仪器归纳成一个简单的公式：“仪器=AD/DA+CPU+软件”，A/D芯片将模拟信号变成数字信号，再经过CPU及软件处理变换后由D/A输出。A/D芯片是数字化测量的核心器件，要掌握的

4、内容是A/D转换器的基本原理，检测方法及应用领域等。第4章　数字测量方法数字化测量——将连续的模拟量转换成断续的数字量，进行编码、存储、显示及打印等。方便进行数字化测量的量直流电压数字电压表频率电子计数器第4章　数字测量方法数字万用表电阻、电压、电流、电容、温度……电子计数器频率、周期、时间间隔……数字示波器波形及其参数显示、存储……其他数字化仪器……第4章　数字测量方法数字式仪表的结构数字式仪表的结构框图被测量转为直流电压被测量转为频率被测量转为数字输入电路A/D转换器数字显示器逻辑控制电路时钟发生器Ux4.1电压测量的数字化方法直流电压表（Digit

5、alVoltageMeter——DVM）由模拟部分和数字两部分电路构成模拟部分数字部分直流DVM的组成原理框图4.1电压测量的数字化方法4.1.1DVM的特点数字显示消除视觉误差准确度高测量误差小，准确度达10-7，灵敏度达μV测量范围量程，位数，超量程能力分辨力高达μV级测量速度快达μs级输入阻抗高一般10MΩ，最高达10GΩ抗干扰能力强串模、共模4.1电压测量的数字化方法由于DVM的灵敏度很高，因而对外部干扰的抑制能力就成为保证它的高精度测量能力的重要因素。外部干扰可分为串模干扰和共模干扰两种。(1)串模干扰串模干扰是指干扰电压Usm以串联形式与被测

6、电压Ux迭加后加到DVM输入端，见图4.1.2。图4.1.2串模干扰图(a)表示串模干扰来自被测信号源内部，图(b)表示串模干扰是由于测量引线受外界电磁场感应所引起的。4.1电压测量的数字化方法DVM对串模干扰的抑制能力用串模抑制比（SMR）来表示图4.1.3串模干扰电压波形4.1电压测量的数字化方法(2)共模干扰图4.1.4共模干扰示意图当被测信号源地端与DVM机壳间存在电位差即共模干扰电压Ucm时，将产生干扰电流I1和I2，分别串入两根信号引线，由于(R1+Z1)≠(R2+Z2)，所以Ucm的作用等效于信号通道中的串联干扰源而对测量结果发生影响。用D

7、VM进行测量时的共模干扰如图4.1.4所示。图中Z1和Z2是DVM两个输入端与机壳间的绝缘阻抗，一般Z1>>Z2,R1和R2是测量引线的电阻。4.1电压测量的数字化方法DVM对共模干扰的抑制能力用共模抑制比(CMR)来表示4.1电压测量的数字化方法4.1.2DVM的主要类型各类DVM的主要区别在于A/D转换的方式不同，按其工作原理主要分为：比较型和积分型两大类。4.1.2DVM的主要类型1.逐次比较型DVM的工作原理图4.1.5逐次比较型DVM原理框图1.逐次比较型DVM的工作原理图4.1.6逐次比较型A/D转换器原理框图逐次比较A/D的工作原理非常类似

8、于天平称质量过程(因而也叫称量法)。它利用对分搜索原理，依次按二进制递减规律减小