第3章电子电压表
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第三章 电压测量技术
• 二、结构框图：
• 三、工作原理及波形：
• 四、特点：
• 1、采用积分形式，V-T方式，抗干扰能力强。 • 2、转换速度较慢。 • 3、与R、C、T0无关，说明对积分元件精度、脉冲 源要求不高。
• 五、双积分电路技术：
§3.5 电荷平衡法
• 一、转换思想：被测电压通过积分器后输出线性变化电压，控
6、数字式仪表操作简单，测量过程自动化 7、可以方便地与计算机配合 主要GITAL VOLTMETER)的基本组成
• DVM是将模拟电压变换为数字显示的测量电路 • DVM 基本组成是A/D变换加电子计数器
三、分类 • 按位数分：三位半、五位、八位等 • 按测量速度分：高速、低速 • 按体积、重量分：袖珍式、便携式、台式 • 按A/D变换原理分：直接转换型、间接转换型
1 T U u (t )dt T 0
• 测交流电压时，平均值指经过检波后的平均值，无特殊说明是指 经过全部检波之后的平均值。
• 3、有效值：数学上
1 U T
T
0
u 2 (t )dt
• 一个交流电压和一个直流电压通过一个电阻产生的热量相同时， 这个直流电压就等于这个交流电压的有效值。 • 4、波形因数—有效值与平均值的关系 – 波峰因数—有效值与峰值的关系
§3.7 数字万用表（DMM）原理
一、直流数字电压表
• 单片CMOS双积分式A/D转换器7106,7107,7116,MC14433,7135
二、数字电流表
•基本原理：把被测电流通过标准电阻转换为直流电 压，用DVM来测量标准电阻两端电压，就得被测电 流IX.
•1、基本电路：
思考两个 问题！
• (1) 作为电流表要求输入电阻越小越好，所 以选DVM最小量程。
电子电压表的原理与维修
电子电压表的原理与维修1. 原理介绍电子电压表是一种测量电路中电压的仪器，它可以测量直流电和交流电，被应用于各种电子电路的测试和维修中。
它是通过把被测电路和电表连接起来，将电能转换成其他形式来测量电压的。
电子电压表基本是由放大器和ADC（模数转换器）两个部分组成。
其中放大器用于放大被测电路传来的小电信号，经过放大器的放大，电路的信号就会变大，达到与ADC能够接受的信号相符的程度。
ADC将变化的电压信号转换成数字信号，并显示出来，成为数字电压表或数显电压表。
2. 维修方法电子电压表作为一种常用的电气测量仪器，常常会出现一些问题，影响其正常检测工作。
以下是一些可能出现的问题及其解决方法：2.1 清洁维护使用电压表之前需要查看设备是否过期，如无法正常向上读数就需要更换电池。
更换电池时，需要打开电池盖子并将旧电池取出。
另外，使用完电压表后应该及时将其存放在干燥的地方。
2.2 接线问题在使用电压表前，需要将其正确地连接到被测电路上。
由于电压表的所有电线都是颜色编码的，所以用户在连接电压表时需要详细阅读其说明书上的接线图，保证其正确连接。
因为如果连接不正确，可能会对被测电路产生损坏。
2.3 外部干扰在电子测试中，环境中同样存在干扰源。
例如电气线，电焊工作等，都可能会影响检测结果。
因此，使用电压表时最好避开这些干扰源，以确保测试结果准确。
2.4 保养电子电压表使用时间长了之后，可能会无法正常放大信号，或者出现误差较大的情况。
此时，需要及时送到专业的维修机构或 authorized tech center 进行保养或维修。
3. 总结通过本文的介绍，我们了解了电子电压表的基本原理和维修方法。
在使用电压表时，必须保持正确的接线方式和清洁状态，避免连接错误和测试干扰。
在日常使用过程中，还应定期进行保养和检查，确保其正常工作。
03电学参量测量
直流反馈计算式RMS变换器原理图
Uo Urms
3、交流电压表的有效值刻度：
均值表：1、计算正弦波形对应的均值即为被测波形 均值
2、再利用被测波形参数进行转换 峰值表：1、计算正弦波形对应的峰值即为被测波形 峰值
2、再利用被测波形参数进行转换
有效值表：没有波形误差，称为“真有效值表”
（1）峰值电压表原理、刻度特性和误差分析
现代检测技术
第三章 电学参量的测量
普通电压、电流的测量
3.1 直流电压的测量 3.2 交流电压的测量 3.3 直流电流的测量
3.1 直流电压的测量
3.1.1 普通直流电压表
满度电压：ห้องสมุดไป่ตู้
U m I m ( Re Rn )
所构成电压表的内阻为：
Um Rv Re Rn Im
电压表量程的扩展：
工作前C放电至0，输出为0
Vo (V01 V02 )
３）交流电压有效值的测量
(1) 利用平方率特性测量电压有效值
平方率特性的获得
i t K ( E0 U x (t ))
1 I T
2
T
0
i t dt
2 I KU xrms
（2）利用模拟运算电路测量电压有效值
U rms 1 T 2 0 U (t )dt T
d) 波形系数和波峰系数：
U rms KF U UP KP U rms
不同波形交流电压的参数
波形系数 波峰系数 有效值 平均值
• 2交流电压的测量方法
• １）交流电压的平均值的测量
半波线性检波
全波线性检波
２）交流电压峰值的测量 正峰值
（3）实例分析 [例1]用具有正弦有效值刻度的峰值电压表测量 一个方波电压，读数为1.0V，问如何从该读 数得到方波电压的有效值？
第3章常用电子测量仪器
面向21世纪
系列教材
《电子测量教程》第2版 电子教案
主编 肖晓萍
机械工业出版社
器仪量测子电用常 章三第
目录
?第1章 绪论 ?第2章 误差分析和测量数据处理 ?第3章 常用电子测量仪器 ?第4章 示波测试和测量技术 ?第5章 电路元器件参数的测量 ?第6章 电子电路参数的测量 ?第7章 频域测量 ?第8章 数据域测量 ?第9章 自动测试系统
调零?校准?测量
3.1.4 数字万用表
器仪量测子电用常 章三第
数字万用表又称数字式多用表（ DMM）， 在数字电压表的基础上再增加一些参量变 换器，把被测量转换为直流电压信号就构 成了DMM。
测量过程 图3-13
1．转换电路
? 线性AC/DC变换器 图3-14
? I/V变换器
图3-15
?Ω/V变换器
图3-16
2.DT890B+ 数字万用表
器仪量测子电用常 章三第
? 特点
? 主要技术指标 表3-2
? 面板构造
图3-17
? 使用方法
?直流（ DC)和交流（ AC）电压测量
? 直流（DC)和交流（AC）电流测量
? 电阻测量
? 电容测量
? 晶体管测量
? 二极管和通断测量
? 注意事项
器仪量测子电用常 章三第
器仪量测子电用常 章三第
本章重点 ?电压测量仪器 （模拟式电压表、数字式电压表、数
字式万用表） ?信号发生器 ?频率测量仪器
器仪量测子电用常 章三第
3.1 电压测量仪器 3.1.1 概述
电压——表征电信号能量的三个基本参数 （电压、电流、功率）之一。
?1．电压测量对仪表的基本要求
?2．电压测量仪器的分类
系列教材
《电子测量教程》第2版 电子教案
主编 肖晓萍
机械工业出版社
器仪量测子电用常 章三第
目录
?第1章 绪论 ?第2章 误差分析和测量数据处理 ?第3章 常用电子测量仪器 ?第4章 示波测试和测量技术 ?第5章 电路元器件参数的测量 ?第6章 电子电路参数的测量 ?第7章 频域测量 ?第8章 数据域测量 ?第9章 自动测试系统
调零?校准?测量
3.1.4 数字万用表
器仪量测子电用常 章三第
数字万用表又称数字式多用表（ DMM）， 在数字电压表的基础上再增加一些参量变 换器，把被测量转换为直流电压信号就构 成了DMM。
测量过程 图3-13
1．转换电路
? 线性AC/DC变换器 图3-14
? I/V变换器
图3-15
?Ω/V变换器
图3-16
2.DT890B+ 数字万用表
器仪量测子电用常 章三第
? 特点
? 主要技术指标 表3-2
? 面板构造
图3-17
? 使用方法
?直流（ DC)和交流（ AC）电压测量
? 直流（DC)和交流（AC）电流测量
? 电阻测量
? 电容测量
? 晶体管测量
? 二极管和通断测量
? 注意事项
器仪量测子电用常 章三第
器仪量测子电用常 章三第
本章重点 ?电压测量仪器 （模拟式电压表、数字式电压表、数
字式万用表） ?信号发生器 ?频率测量仪器
器仪量测子电用常 章三第
3.1 电压测量仪器 3.1.1 概述
电压——表征电信号能量的三个基本参数 （电压、电流、功率）之一。
?1．电压测量对仪表的基本要求
?2．电压测量仪器的分类
测量-电子电压表
放大—检波式
框图如示：
被测信号预放大 大信号检波 阻抗变换器
提高灵敏度 避免非线性失真 输入阻抗较高
缺点:整机的带宽受限。 通频带2Hz～10MHz，最小幅值为几百微伏或几毫伏， 一般称低频毫伏表。
检波-放大式
电路结构如图所示:
这种特点是被测信号先检波后放大，因此，带宽主要取决于
检波器，即电压表的频带宽度主要取决于检波电路的频率响 应。通常所称“高频电压表”或“超高频电压表”都属于这 一类。由于二极管导通时有一定的起始电压，电表刻度的非 线性，如采用普通直流放大器会有零点漂移，故其灵敏度不 高，不适宜测小信号。
峰值检波器
ux(t)>VT 充电 ux(t)<VT 放电
输出幅度 Um
峰值检波器满足条件
峰值检波器满足条件
峰值检波器工作原理
当输入给正半周时，二极管VD导通,通过二极
管对电容充电，t上升；当输入为负半周时， 二极管VD截至，对电阻放电。当RC>> Tx时， 即放电回路的放电时间常数RC远远大于被测 电压的周期时，充电时间很快，放电时间很 慢，使得电容C上的电压基本维持在输入电 压的峰值。 由此可见:峰值检波器的输入阻抗较高，适用 于检波—放大式电压表
2．补偿式分压器
R1C1 〉 R2C2 R1C1 < R2C2 R1C1 = R2C2
当电路满足条件 R1C1＝R2C2 电路具有宽频带的平坦的响应。
检波器
电子电压表中常见的检波器有峰值检波器、
平均值检波器和有效值检波器。 峰值检波器是检波后的直流电压正比于输入 交流电压峰值的检波器。 均值检波器是对放大后的被测电压Ux进行检 波，是检波后的直流电压UDC正比与交流电压 的平均值
电工手册 第三章 常用电工测量仪表及电子仪器仪表
记录部分，所以可以看成是电工测量指示仪表的特殊形式。至于扩大量程装置，如分流器、
互感器也可以看成是仪表的附件不单独列成一类。由于电工指示仪表的种类繁多，按照不
同的功能又可分为各种类型的电工指示仪表，常用的分类方法有如下几种。
3.1.电工测量仪表的分类
3.1.1按仪表测量机构的结构和工作原理分类
按仪表测量机构的结构和工作原理可分为磁电系、电磁系、电动系、感应系、
(3)如果使用电压互感器和电流互感器时，实际消耗的电能应为电能表的读数乘以电压互感器和电流互感器的变比值。
(4)安装好的电能表，如果没有负荷，电能表内的转盘应该停止转动，或者只能有微动，但也不应超过一整转。如果转盘继续转动不止，则说明电能表本身或线路上有了故障，应查清原因，排除故障后方可使用。．
(5)有些电能表在使用中会发出一种很弱的嗡嗡声，这是由于电表内部交变磁场作用的缘故。这种声音并不影响电能表的准确度和正常使用。
图（a）为直接接入图（b）、（c）、（d）为经电流互感器接入
三相交流电能的测量
三相四线制电表的接线：图(a)为直接接人；图(b)为经电流互感器接人；
图(c)为经电流互感器、
电压互感器接人；
图(d)为三只单相电度表
接人三相四线制接法
三相交流电能的测量
无功电表的接线：
图(a)为直接接人；
图(b)为经电流互感器接
（1）灵敏度和准确度比用于交流的其他形式仪表高；
（2）标度不均匀；
（3）过载能力差；(4)读数受外磁场影响大
感应式
仪表由一个或数个绕在铁芯上的线圈和铝盘组成。当线圈中通有交流时，在气隙中便产电生交变磁通铝盘在交变磁通的作用下，感应产生涡流，此涡流在交变的磁场中受力，产生转矩，推动铝盘转动
互感器也可以看成是仪表的附件不单独列成一类。由于电工指示仪表的种类繁多，按照不
同的功能又可分为各种类型的电工指示仪表，常用的分类方法有如下几种。
3.1.电工测量仪表的分类
3.1.1按仪表测量机构的结构和工作原理分类
按仪表测量机构的结构和工作原理可分为磁电系、电磁系、电动系、感应系、
(3)如果使用电压互感器和电流互感器时，实际消耗的电能应为电能表的读数乘以电压互感器和电流互感器的变比值。
(4)安装好的电能表，如果没有负荷，电能表内的转盘应该停止转动，或者只能有微动，但也不应超过一整转。如果转盘继续转动不止，则说明电能表本身或线路上有了故障，应查清原因，排除故障后方可使用。．
(5)有些电能表在使用中会发出一种很弱的嗡嗡声，这是由于电表内部交变磁场作用的缘故。这种声音并不影响电能表的准确度和正常使用。
图（a）为直接接入图（b）、（c）、（d）为经电流互感器接入
三相交流电能的测量
三相四线制电表的接线：图(a)为直接接人；图(b)为经电流互感器接人；
图(c)为经电流互感器、
电压互感器接人；
图(d)为三只单相电度表
接人三相四线制接法
三相交流电能的测量
无功电表的接线：
图(a)为直接接人；
图(b)为经电流互感器接
（1）灵敏度和准确度比用于交流的其他形式仪表高；
（2）标度不均匀；
（3）过载能力差；(4)读数受外磁场影响大
感应式
仪表由一个或数个绕在铁芯上的线圈和铝盘组成。当线圈中通有交流时，在气隙中便产电生交变磁通铝盘在交变磁通的作用下，感应产生涡流，此涡流在交变的磁场中受力，产生转矩，推动铝盘转动