数字电压表的原理
数字电压表原理
数字电压表原理数字电压表是一种常见的电子测量仪器，用于测量电路中的电压大小。
它采用数字显示方式，能够直观地显示电压数值，因此在电子工程领域得到了广泛应用。
本文将介绍数字电压表的工作原理及其相关知识。
数字电压表是通过将待测电压与内部参考电压进行比较，然后将比较结果转换为数字信号进行显示。
其主要原理包括电压测量、模拟信号处理、数字信号处理和显示等几个方面。
首先，数字电压表需要对待测电压进行测量。
当待测电压加到输入端时，数字电压表内部的测量电路会将电压转换为相应的电流或电荷，并通过放大电路进行处理，以便后续的比较和转换。
其次，模拟信号处理是数字电压表中的重要环节。
经过前级放大电路的处理后，模拟信号需要进行滤波、精确放大和线性化处理，以保证测量的准确性和稳定性。
接着，经过模拟信号处理后，数字电压表会将模拟信号转换为数字信号。
这一过程通常采用模数转换器（ADC）来完成，ADC会将模拟电压信号按照一定的采样频率进行采样，并将采样值转换为相应的数字编码。
最后，数字信号处理和显示是数字电压表中的关键步骤。
经过ADC转换后的数字信号会经过数字信号处理单元进行处理，包括数字滤波、数值计算和显示格式处理等。
最终，处理后的数字信号会通过数码管或液晶显示屏进行显示，直观地呈现出待测电压的数值。
总的来说，数字电压表的工作原理主要包括电压测量、模拟信号处理、模数转换、数字信号处理和显示等几个步骤。
通过这些步骤，数字电压表能够准确、稳定地测量电路中的电压，并通过数字显示的方式直观地呈现出来。
除了工作原理，数字电压表的精度、测量范围、输入阻抗、显示方式等也是需要重点关注的内容。
在实际应用中，用户需要根据自己的需求选择合适的数字电压表，以确保测量结果的准确性和可靠性。
总之，数字电压表作为一种重要的电子测量仪器，在电子工程领域有着广泛的应用。
通过了解其工作原理和相关知识，可以更好地理解和应用数字电压表，为电子测量工作提供更多的便利和支持。
数字电压表的概述
数字电压表的概述数字电压表是一种用来测量电路中的电压的仪器。
它可以用来测量直流电压和交流电压，广泛应用于电子工程、电力工程、通信工程等领域。
数字电压表具有精确度高、测量范围广、操作简单等优点，成为现代电子测量仪器中不可或缺的一部分。
数字电压表的基本原理是将被测电压转换为与之成正比的电流或电荷，再通过电路进行放大和处理，最后将结果显示在数字显示屏上。
数字电压表的核心部件是模拟到数字转换器(ADC)，它负责将模拟电压转换为数字信号，并传递给数字处理单元进行处理和显示。
数字电压表通常还配备了保护电路，以防止电压过高或过低对仪器造成损坏。
数字电压表具有很高的精确度，通常可以达到0.1%甚至更高的精度。
这意味着在测量电压时，数字电压表的误差非常小，可以提供可靠的测量结果。
数字电压表的测量范围也很广，可以覆盖几毫伏到几千伏的电压范围，满足不同应用场景的需求。
数字电压表操作简单，通常只需要将测量引线连接到被测电路的正负极，然后选择合适的量程和测量模式，即可进行测量。
数字电压表的显示屏通常会显示电压数值和量程单位，方便用户直观地读取测量结果。
一些高级的数字电压表还具有自动量程切换、数据记录、峰值保持等功能，进一步提高了测量的便利性和灵活性。
数字电压表的应用非常广泛。
在电子工程中，数字电压表被用来测量电路中各个节点的电压，以验证电路设计的正确性。
在电力工程中，数字电压表可以用来测量电力系统中的电压变化，以监测电网的稳定性。
在通信工程中，数字电压表可以用来测量通信设备中的电压信号，以确保通信质量的稳定性。
总的来说，数字电压表是一种精确、方便、实用的电子测量仪器。
它的出现极大地简化了电压测量的过程，提高了测量的准确性和效率。
数字电压表在各个领域都有着广泛的应用，为工程师和技术人员提供了强大的测量工具。
随着科技的不断发展，数字电压表也在不断创新和改进，将会有更多的功能和特性加入进来，进一步满足不同领域的测量需求。
数字电压表的介绍
数字电压表的介绍数字电压表是一种用于测量电压的电子仪器，它可以将电压转换为数字信号，并显示在数字显示屏上。
数字电压表具有精度高、测量范围广、易于读数等优点，因此在电子工程、电力工程、通信工程等领域得到了广泛应用。
一、数字电压表的分类数字电压表按照测量范围和精度的不同，可以分为模拟式数字电压表和数字式数字电压表两种。
模拟式数字电压表是一种将电压信号转换为模拟信号，再通过模拟电路进行处理，最终显示在指针式表盘上的电压表。
它的优点是测量范围广，但精度相对较低。
数字式数字电压表是一种将电压信号直接转换为数字信号，并通过数字电路进行处理，最终显示在数字显示屏上的电压表。
它的优点是精度高、测量范围广、易于读数等。
二、数字电压表的工作原理数字电压表的工作原理是将待测电压信号通过电路转换为数字信号，再通过数字电路进行处理，最终显示在数字显示屏上。
数字电压表的输入电路通常由一个电阻分压器和一个运算放大器组成。
电阻分压器将待测电压信号分压为适合于运算放大器输入的电压信号，运算放大器将输入信号放大并转换为数字信号，再通过数字电路进行处理，最终显示在数字显示屏上。
三、数字电压表的使用方法数字电压表的使用方法相对简单，只需将待测电压信号接入数字电压表的输入端，选择合适的测量范围和测量模式，即可读取电压值。
在使用数字电压表时，需要注意以下几点：1.选择合适的测量范围和测量模式，避免超出数字电压表的测量范围和精度。
2.在测量直流电压时，需要注意电压的正负极性，避免误读电压值。
3.在测量交流电压时，需要选择合适的测量模式，避免误读电压值。
4.在测量高电压时，需要使用专门的高压探头，避免电击危险。
四、数字电压表的应用领域数字电压表广泛应用于电子工程、电力工程、通信工程等领域，常用于测量电路中的电压、电流、电阻等参数。
在电子工程中，数字电压表常用于测量电路中的电压、电流、电阻等参数，以确保电路的正常工作。
在电力工程中，数字电压表常用于测量电力系统中的电压、电流、功率等参数，以确保电力系统的正常运行。
数字电压表基本原理以及维修
数字电压表的基本原理就是将待测电压转换成数字量，经 过数字逻辑电路处理后以数字的形式输出，A/D转换器是它 的核心，A/D转换器分为积分式，比较式和复合式三种类型， 直流数字电压表相应地分为积分式，比较式和复合式三种 类型。目前，应用比较广泛的是双积分式DVM，其次是逐 次比较式DVM
《电子设备维修技术》
第六章 数字电压表原理与 修理
数字电压表原理 数字电压表检修程序 数字电压表常见故障及
检修
数字电压表（DVM， Digital Voltage Meter ）是一种利用 模-数转换原理,将被测电压模拟量转换成和它成正比的数字 量进行测量，并且将测量的结果用数字方式显示出来的电 子测量仪器
采用测试器件法检测上通道放大器V6 是否损坏或者变值
➢ 因为整个放大器的调零，是依靠上通道 放大器输入端的电位的调整来实现的
➢ 如果上通道放大器V6损坏了，调零电 位器RP2上的直流电压就不能作用到 A2的同相输入端，就会造成不能调零 的故障现象
如果上述测试都正常了，可以进一步采用改 变现状法和信号注入法检测集成运放A1和A2 的功能是否良好
➢ 脱焊双通道放大器的输出端，然后将输出端通过反 馈电阻网络接地，如果仪器能够显示稳定的 ±0.000数字，就表明故障存在于双通道放大器电 路中；如果还是调零不正常，则表明故障存在于后 面的积分器或者零电平比较器等单元电路中
➢ 然后采用波形观测法和分割测试法检测相关电路的 好坏
➢ 在这里，我们以双通道放大器电路的检修为例来进 行说明
直流数字电压表 原理
直流数字电压表原理
直流数字电压表是一种测量直流电压的仪器。
其工作原理基于安培定律和欧姆定律。
安培定律表明，在一段电路中，电流的大小与通过该电路的电压成正比。
欧姆定律则说明了电流与电阻之间存在着一种线性关系，即电流等于电压除以电阻。
直流数字电压表利用这两个定律来测量直流电压。
在测量过程中，它通过将待测电压与已知电阻串联，通过分压的原理来测量电压的大小。
具体来说，直流数字电压表内部包含一个系列的电阻，这些电阻可通过旋钮来选用。
当待测电压施加到测量端口上时，电压会通过选用的电阻产生分压作用，使得仪表内部的电路中流过的电流减小。
测量电路中的电流经过放大和转换后，传递给数字显示部分。
数字显示部分将接收到的电流信号转换为对应的电压值，并将其显示在屏幕上。
由于数字显示部分已经预先校准，所以在测量过程中，我们可以直接看到数字显示屏上的数值，从而得知待测电压的大小。
总的来说，直流数字电压表通过选取不同的电阻来实现电压的分压，并通过数字显示部分将分压形成的电流信号转换成相应的电压值，从而实现对直流电压的测量。
数字式电压表原理
数字式电压表原理
数字式电压表是电力学研究的重要仪器，它具有高精度、高稳定性、可控，易于使用等优点，使其成为电力学研究和教学中必不可少的工具。
数字式电压表可用于测量静态和动态信号，其原理是将所测量的电压值转变成数字信号，以便显示和保存。
因此，了解数字式电压表的原理对于使用它们进行精密测量是很有必要的。
数字式电压表的原理主要是利用双稳态技术，结合信号采集和处理的技术。
该电压表的核心部件是一个不断改变的开关，它可以实现对电压的检测、测量和调整。
当电压值发生变化时，该开关会自动响应，从而改变输出模拟信号。
所产生的模拟信号将传入逻辑处理电路，通过多次数字转换，最终输出一组数字信号，从而实现对电压的测量和显示。
数字式电压表的信号采集和处理部件，一般由电压放大器、模拟信号处理电路、数字信号处理电路和显示部件等组成。
电压放大器可以放大原始电压信号，模拟信号处理电路可以过滤和重新调整电压信号，数字信号处理电路可以将调整后的模拟信号进行数字转换，经过多次转换可以得到一组完整的数字信号，最后显示部件将该数字信号显示出来。
此外，数字式电压表还具备其他功能，如阈值检测、报警、信号缓冲和回传等，可以有效地控制和管理数字式电压表的测量过程，确保测量的准确性。
以上就是数字式电压表的主要原理介绍，仪器的可靠性，仪器的
稳定性和仪器的准确性对量测有很大的影响，因此，在数字式电压表的操作和维护中应特别注意。
熟练掌握电压表的使用原理，可以更好地保障测量结果的准确性和可靠性，为实验室质量保证作出重要贡献。
数字电压表的 原理
数字电压表的原理
数字电压表是一种用于测量电压的仪器，其原理基于电压与电流成正比的基本物理原理。
在数字电压表中，电压信号首先被传感器或电路转换成电流信号，然后通过放大和滤波等处理，将电流信号转换为与输入电压成比例的电压信号。
具体来说，数字电压表中常使用的转换器是模数转换器（ADC）。
ADC通过将连续的模拟电压信号转换成离散的数
字信号，实现电压的精确测量。
数字电压表的测量过程一般分为三个步骤：采样、量化和显示。
首先，在采样过程中，电压信号会被离散地采集并以一定的频率进行抽样。
然后，量化过程将采样的电压信号转换为离散的数字代码，通常通过把连续的电压范围划分为若干个离散的电压级别来实现。
最后，通过数字显示装置将量化后的数字代码转换为对应的实际电压值，并以数字形式显示出来。
数字电压表的测量精度与其分辨率相关。
分辨率是指数字电压表能够显示的最小电压变化量。
通常情况下，数字电压表的分辨率与它的量程有关，量程越大，分辨率越小。
通过增加测量电压的位数，可以提高数字电压表的分辨率和精度。
总的来说，数字电压表的原理是基于电压与电流之间的关系，通过将电压信号转换成数字信号并显示出来，实现对电压的精确测量。
数字电压表
目录引言 (1)1 设计目的和要求 (3)1.1 设计目的 (3)1.2 设计内容及要求 (3)2 数字电压表的基本原理 (3)2.1 数字电压表组成电路 (3)2.2 系统功能 (4)3 元器件的介绍 (5)3.1132A/D转换器MC14433的介绍 (5)3.2MC14433引脚功能说明 (8)3.3 七段锁存—译码—驱动器CD4511的介绍 (10)3.4 七路达林顿驱动器阵列MC1413的介绍 (12)3.5 高精度低漂移能隙基准电源MC1403的介绍 (12)4 课程设计调试的要点 (12)4.1 电路调试 (12)4.2 功能调试 (13)5 课程设计器材和供参考选择的元器件 (13)6 课程设计报告结论 (14)6.1 按设计内容要求整理实验数据及调试中的波形 (14)6.2 画出设计内容中的电路图、接线图 (15)6.3 总结设计数字电压表的体会 (15)参考文献 (16)引言传统的模拟式（即指针式）电压表已有100多年的发展史，虽然不断改进与完善，仍无法满足现代电子测量的需要，数字电压表自1952年问世以来，显示强大的生命力，现已成为在电子测量领域中应用最广泛的一种仪表。
数字电压表简称DVM（Digital Voltmeter），它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。
智能化数字电压表则是最大规模集成电路（LSI）、数显技术、计算机技术、自动测试技术（ATE）的结晶。
一台典型的直流数字电压表主要由输入电路、A/D转换器、控制逻辑电路、计数器（或寄存器）、显示器，以及电源电路等级部分组成，如下图1-1所示：图1-1 直流数字电压表的基本方框图其中A/D转换器是数字电压表的核心，xu表示其输入。
它的数字输出可由打印机记录，也可以送入计算机进行数据处理。
数字电压表与指针式电压表相比具有以下特点：（1）显示清晰、直观、读数准确传统的模拟式电压表必须借助指针和刻度盘进行读数。
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数字电压表的原理 Hessen was revised in January 2021
数字电压表的原理
DVM的种类有多种，分类方法也很多，有按位数分的，如3/2位、5位、8位；有按测量速度分的，如高速、低速；有按体积、重量分的，如袖珍式、便携式、台式。
但通常是按A／D转换方式的不同将DVM分成两大类，一类是直接转换型，也称比较型；另一类是间接转换型，又称积分型，包括电压－时间变换（VT变换）和电压－频率变换（V-f变换）。
（1）逐次逼近比较型逐次逼近比较型是利用被测电压与不断递减的基准电压进行比较，通过比较最终获得被测电压值，然后送显示的。
虽然逐次比较需要一定时间，要经过若干个节拍才能完成，但只要加快节拍的速度，还是能在瞬间完成一次测量的。
图1是逐次逼近比较型的原理框图。
图中，数码可把由基准电压源输出的高稳定性电压Db分成若干个步进小电压Db1、Ub2、Ub3等，而且这些步进电压的前一个值比后一个大一倍，用二进制表示则刚好增加一位，例如，取基准电压Ub为
1O24mV，并将其分成512mV、256mV、 128mV、 64mV、 32mV、16mV、 8mV、 4mV、 2mV、 1mV等若干电压，然后通过控制将Ub逐个送到与被测电压进行比较。
所取出的Uu应按从大到小顺序取出，也就是先取最大的电压Ub1与U，，进行比较，若Ub1＞Ux，就由数码寄存器输出一个数码“0”，并舍去Db1；若Ubt≤Ux，则由数码寄存器输出一个数码“1”，并保留Dbl，以便与下一个取出的步进电压Ub2相加，相加后的电压重新与被测电压在比较器中进行比较，并重新输出数码，决定取舍。
这个原则称为从大到小、舍大留小的原则。
按此原则逐个取出Ub进行比较后，将数码寄存器输出的二进制码按序排列就会等于被测电压值。
图1 逐次逼近比较型数字电压表的原理框图
例如，被测电压Ux＝372mV，步骤如下。
①先取Dbl＝512mV，在比较器中进行比较，由于Ub1＞Ux．，舍去Ub1，输出“0”。
②取Ub2＝256mV，Ub2＜Ux＝，保留Ub2，并输出数码“1”。
③取出Ub3＝128mV，并与上次保留的Ub2相加得Db2＋Ub3＝384rnV，由于Ubz＋Ub3＞Ux故舍去（Ub3，仅保留原来的Ub2，并输出数码“0”。
多数的A／D转换也是采用这个办法完成模数转换任务。
（2）电压－时间变换型所谓电压－时间变换型是指测量时将被测电压值转换为时间间隔△t，电压越大，△t越大，然后按△t大小控制定时脉冲进行计数，其计数值即为电压值。
电压－时间变换型又称为V－T型或斜坡电压式，其原理框图如图2所示。
图2 V-T型数字电压表原理框图
控制器ST是电压表的指挥部，它每隔一定时间（例如每隔2s）就发出一个启动脉冲，一方面利用启动脉冲打开控制门T，让等间隔的标准时间脉冲序列能通过控制门进入十进制；另一方面启动脉冲触发斜坡电压，使它开始产生一个直线上升的斜坡电压，在斜坡电压上升的过程中，斜坡电压不断与被测电压在电压比较器中进行比较，当斜坡电压等于被测电压Ux时，电压比较器即发出关门信号，将T门关闭。
这时十进制计数器所保留的数就是T门从开启到关闭的时间间隔中，通过T门的标准时间脉冲的个数。
被测电压Ux越大，斜坡电压从零上升到被测电压Ux，值所需要的时间、T门开启时间也越长，计数器所计数值也越大，利用将计数器所计数值显示出来，所计的数就是通过T门的脉冲个数。
适当选择标准的重复频率和斜坡斜率，就能使通过T门的脉冲个数与被测电压值相等，显示器上便可以直接显示出被测电压值。
例如，标准时间脉冲的频率为105 Hz，斜坡上升斜率为100V／s，若被测电压为10V，则T门从开启到关闭的时间间隔为10／100＝（s），通过T门的脉冲个数为×10(5)＝10(4)即显示器显示的数字为，若单位为mV，即可直接读出被测电压值为10000mV。
图3示出的是V－T型数字电压表工作过程波形图，启动脉冲位于斜坡脉冲起点，关门脉冲位于斜坡脉冲与被测电压Ux的交点，图3（d）表示在这个时间间隔内通过T门的标准时间脉冲个数。
V-T型数字电压表的准确度首先取决于标准时间脉冲发生器所发脉冲频率的稳定程度，因为若单位时间发出的脉冲个数发生波动，必然影响读数。
其次决定于斜坡上升的线性，若斜坡呈线性上升，则可保证电压上升值与时间间隔成正比。
目前这两方面的技术都比较成熟，所以V－T型数字电压表准确度也比较高。
图3 V-T型数字电压表工作过程波形图
（3）电压－频率变换型所谓电压－频率变换型是指测量时将被测电压值转换为频率值，然后用显示出频率值，即能反映电压值的大小。
这种表又称为V－f型，图4为V－f型数字电压表原理框图。
图中有两个，HO为固定频率振荡器， AO为可控频率振荡器。
利用被测电压直接控制AO的输出电压频率，使被测电压越大，频率就越高，经混频器混频之后，输出的频率也越高；当被测电压为零时，让可控频率振荡器AO输出的频率等于HO的频率，经混频器混频之后，输出频率为零。
这样就能通过可控频率振荡器，把被测电压值转换为频率值，然后通过计数显示出来。
只要适当选择AO和HO的振荡频率，就能够使显示器读数直接等于被测电压值。
图4 V-f型数字电压表原理框图
既然可以用被测电压直接控制可控频率振荡器的频率，为什么不直接测量可控频率振荡器频率值作为对应的被测电压值，而要用混频的方法呢原来，采用混频的主要目的是提高输出频率的变化范围，并取得零点。
因为，一般是用改变变容管电容C的方法来改变可控频率振荡器频率的，已知振荡器频率，当变容管可控时，它的电容值可以在一定范围内变化。