第7章 电气测量课件 电气工程及其自动化.ppt

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1、第七章电子电压表第一节电子电压表的结构与特点第二节电子电压表的检波电路第三节模拟式电子电压表实例第四节模拟式电子电压表的使用第五节数字电压表实例第六节数字万用表实例ElectricalMeasure本章要点本章主要介绍模拟式和数字式电子电压表。前者是在传统的磁电系电压表基础上，增加了检波、放大等电子电路，提高它的频率范围、灵敏度和输入阻抗。后者则是从根本上改变传统仪表的读数方式，采用模数转换和数字显示技术，完全消除了因可动部件引发的误差，改变了制造仪表的生产工艺。本章第三节和第六节介绍几种电压表的实例，希望通过实例能进一步掌握仪表电路的分析

2、方法，提高阅读电子仪器电路的能力。这两节内容可根据教学时数选择讲授。第一节电子电压表的结构与特点一、电子电压表的特点1.利用检波电路提高测量的频率范围传统的磁电系电压表只能测量直流或低频。电子电压表则通过检波将被测电压转换为直流，使得本来只能测直流的磁电系电压表、也可以测量高频交流。2.利用放大电路提高仪表灵敏度和量程范围虽然磁电系电压表的灵敏度可达到毫伏级，但通过仪表的放大电路之后，可扩展到微伏级。3.利用放大电路提高仪表的输入阻抗电子电压表利用电子电路提高仪表的输入阻抗，以降低表耗功率，减少测量仪表对被测电路的影响。4.利用各种补偿电路

3、提高仪表的线性二、模拟式电子电压表的结构类型1.放大-检波式这种方式采取放大在前，检波在后，通过放大电路提高仪表的灵敏度，可以用来测量微弱电压。但因频率范围受放大器限制，一般只用于低频电压表。2.检波-放大式这种方式采取检波在前，放大在后，由于被测电压一开始就转换为直流，所以频率范围不受放大器限制，可用于测量视频、超高频电压，但灵敏度较低。3.调制式检波在前的电压表灵敏度不高，是由于检波后已将信号转换为直流，只能使用直流放大器，而直流放大器的放大倍数因漂移受到很大限制。调制式则利用斩波器先把直流转换为低频交流，然后用低频交流放大器进行放大，

4、放大后再通过解调恢复为直流，这种方式既能采用检波在前，又能避免使用直流放大器而影响灵敏度。4.外差式这种方式先通过混频，将被测频率转换为固定的中频，经中频放大后再通过检波转换为直流。既能解决放大在前频率范围受到限制的缺点，又能解决检波在前仪表的灵敏度不足的问题。多用于高频和超高频的测量。返回本章首页三、数字电压表的结构类型1电压-时间变换型又称斜波型，它将不同被测电压值转换为不同的时间间隔，用这个时间间隔的起止点，控制进入计数器的脉冲个数，使显示器能显示出不同数值。2电压-频率变换型将不同被测电压值转换为不同频率的信号，再通过整形转换为同频

5、率的脉冲，进入频率计数器进行计数显示，所显示的频率值就代表电压值。3逐次逼近比较型将被测电压与数码开关送出的基准电压进行比较，如果基准电压小于被测电压，则将基准电压逐次递加，直至基准电压逼近被测电压并等于被测电压为止，这时显示器所显示的数码寄存器基准电压就是被测电压。返回本章首页第二节电子电压表的检波电路电子电压表是利用检波电路把被测电压的峰值或平均值或有效值转换为直流电压，然后用磁电系进行测量，所以检波电路是电子电压表的核心，它有以下几种形式。一、峰值检波1.开路式峰值检波开路式检波电路是利用二极管将电容器充电至峰值，它必须满足以下条件：

6、RC≥≥T满足该条件，其指示仪表的指针偏转角将与被测电压峰值成正比。2.闭路式峰值检波闭路式检波电路如果满足以下条件：RC≥RC≥则其指示仪表指针的偏转角将与被测电压交流峰值成正比。闭路式峰值检波电路3.峰-峰值检波峰-峰值检波电路利用被测电压的正半波对充电充至电压正半波的最大值为止，然后在负半波期间，被测电压与电压串接后对充电，因此电压可充至峰-峰值。指示仪表指针偏转角将与被测电压的峰-峰值成正比。峰-峰值检波电路二、平均值检波1.半波平均值检波特点：由于仪表可动部分的惯性，指针偏转角将正比于交流电压正半波平均值。特点：由于交流电压正半波

7、由二极管形成闭路，指针的偏转角将正比于交流电压负半波平均值。2.全波平均值检波电路特点：正、负半波的电压所产生的电流，以同一方向流过电流表P，P的指针偏转角α正比于交流电压全波平均值。（全波平均值一般是指一个周期内，取电压瞬时值的绝对值平均所得。）3.具有负反馈的线性放大器也就是输出电流平均值，与输入电压平均值成线性的正比关系。4.具有负反馈的线性平均值检波电路在线性放大器的基础上将换成接有指示仪表的全波均值检波，即组成具有负反馈的线性平均值检波电路。在该电路中通过指示仪表的电流等于输出电流的一半，若将它化为平均值。可得可见，若开环放大倍数

8、足够大，反馈电阻又比较准确，输出到指示仪表的电流将正比于输入电压。三、有效值检波真正的有效值检波，需要采用能直接反映有效值的传感器，例如热电偶等，才能用来测量任意波形的有效值。而