电压有效值测量

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电压测量的方法和分类

电压测量的方法和分类
•按对象：直流电压测量；交流电压测量
•按技术：模拟测量；数字测量
1）交流电压的模拟测量方法表征交流电压的三个基本参量：有效值、峰值和平均值。

以有效值测量为主。

方法：交流电压（有效值、峰值和平均值）--〉直流电流--〉驱动表头--〉指示——有效值、峰值和平均值电压表，电平表等。

2）数字化直流电压测量方法模拟直流电压--〉A/D转换器--〉数字量--〉数字显示（直观） ——数字电压表（DVM），数字多用表（DMM）。

3）交流电压的数字化测量 交流电压（有效值、峰值和平均值）--〉直流电压--〉A/D转换器--〉数字量--〉数字显示 ——DVM（DMM）的扩展功能。

4）基于采样的交流电压测量方法 交流电压--〉A/D转换器--〉瞬时采样值u(k) --〉计算，如有效值式中，N为u(t)的一个周期内的采样点数。

5）示波测量方法 交流电压--〉模拟或数字示波器--〉显示波形--〉读出结果。

万用表测量电压的方法

万用表测量电压的方法
首先，我们需要准备一台数字万用表。

在使用万用表测量电压之前，需要先选
择合适的测量范围。

通常，数字万用表上会有多个档位可以选择，比如直流电压一般有200mV、2V、20V、200V、1000V等档位，交流电压也有相应的档位。

在选
择档位时，应该选择最接近待测电压值的档位，以提高测量的准确性。

接下来，我们需要连接测试电路。

首先将红表笔插入万用表上标有VΩmA的
插孔中，然后将黑表笔插入COM的插孔中。

在测量直流电压时，将红表笔连接到
待测电路的正极，黑表笔连接到待测电路的负极；在测量交流电压时，连接方式也是一样的。

需要注意的是，在连接电路时，要确保测试电路处于断开状态，以免对万用表和电路造成损坏。

接着，我们可以进行测量操作。

将万用表的旋钮拨到电压测量档位，然后将两
个测试笔分别接到待测电路的两个端点上。

在接通电路后，数字万用表上将显示出待测电压的数值。

需要注意的是，在测量电压时，要保持测试笔与待测电路的连接稳定，避免产生接触不良导致测量不准确的情况。

最后，测量完成后，需要将测试笔从电路上拔下，并将万用表的旋钮拨到关机
位置，以保护万用表和节省电池电量。

总的来说，使用万用表测量电压的方法并不复杂，只需要选择合适的测量范围、正确连接测试电路、进行准确的测量操作，就可以得到准确的电压数值。

在实际工作中，我们经常会用到万用表测量电压，因此掌握好这一基本的测量方法是非常重要的。

希望大家在工作中能够熟练掌握万用表的使用方法，提高工作效率，确保电路测试的准确性。

电压与电阻测量

电压与电阻测量电压与电阻是电学中重要的基本概念，对于电路设计与实验都起着至关重要的作用。

本文将深入探讨电压与电阻的测量方法以及相关的理论知识。

一、电压的测量电压（Voltage）是电势差的概念，用于描述电场中两点之间电势的差异。

在电路中，电压通常用伏特（Volt，简写为V）作为单位来表示。

为了测量电压，我们需要使用电压表或万用表等仪器。

1. 直流电压测量直流电压是指电压大小不变的电流，常用的直流电压测量方法有两种：（1）串联法：将电压表连接在待测电压的两端，将它们串联在一起。

确保电压表的量程能够覆盖待测电压，通过读取电压表上的数值，即可得到待测电压的准确值。

（2）并联法：将电压表的输入端与待测电压的正负极分别连接起来，形成一个并联电阻电路。

根据并联电路的电压分压原理，可以通过读取电压表的数值和并联电阻的阻值，计算出待测电压的准确值。

2. 交流电压测量交流电压是指电压大小和方向以一定频率变化的电流。

由于交流电压的波形为正弦波，因此对于读数仪表的要求较高。

测量交流电压的常用方法如下：（1）有效值测量：将交流电压表（通常为数字万用表）设置为交流电压测量档位，直接读取表盘上的数值，即可得到交流电压的有效值（也称为实际值）。

（2）示波器测量：示波器是一种能够直观显示电压波形的仪器，适用于对交流电压波形进行详细分析与测量。

通过示波器，我们可以观察到交流电压的振幅、频率等参数。

二、电阻的测量电阻（Resistance）是电路中阻碍电流通过的物理量，用欧姆（Ohm，符号为Ω）作为单位来表示。

电阻是根据欧姆定律（电流与电压成正比，与电阻成反比）得出的，因此测量电阻可以通过测量电流和电压来实现。

1. 静态电阻测量静态电阻指的是在直流电流下测量的电阻。

常用的静态电阻测量方法如下：（1）欧姆表：欧姆表是一种专门用于测量电阻的仪器，具有较高的测量精度。

使用欧姆表时，需要将被测电阻与仪表进行串联，并选择适当的量程档位。

（2）万用表：万用表既可以测量电压，也可以测量电阻。

真有效值数字电压表-总结

2014湖南大学电子设计竞赛第一次校内赛赛题真有效值数字电压表一、设计任务设计并制作一台数字真有效值电压表。

二、要求1、基本要求（1）真有效值电压测量：可测量频率范围在0Hz～10kHz频率范围的单频信号或合成信号的电压有效值，测量相对误差≤0.5%＋最低位2个字。

（2）测量量程：分200mV、2V、20V三档，可用手动切换量程。

（3）测量结果显示：采用LED或LCD显示十进制数字，三位半数显（0000－1999）（4）输入电阻≥100kΩ。

（5）具有输入过压保护功能。

（6）单电源供电，供电电源电压9V。

2、提高部分（1）扩展频率测量范围为0Hz～100kHz。

（2）增加平均值测量功能。

（3）测量误差降低为0.1%＋最低位2个字。

（4）自动量程切换功能。

（5）其他。

设计分析一、对题目的理解1. 真有效值的概念、实现方法及分析(1) 对有效值的理解真有效值不是针对正弦信号定义的，所有电信号都有其有效值。

从物理学的角度而言，就是电流通过物体做的功（发热）等效。

所以在此处不能用检测峰值或平均值通过转换计算得到，而是要通过采样，按有效值的定义，通过离散化计算得到。

检峰或平值值换算得到是针对特定的周期性波形，如正弦波。

而本题要求并没有定义是正弦波。

(2) 有效值的计算有效值计算式：积分部分可通过离散化计算。

设等时间间隔δ采样，在0至T采样时间采样N点，则连续积分可以用离散化公式进行计算：从中可得到：(3) 采样时间计算对误差的影响以单位幅值正弦波为例，分析积分时间及开始程分时刻对计算的影响。

设积分时间为T，初始相位为φ，则对应的有效值的平方为讨论：(a) 当采样时长T为周期T0的整数倍时，有：从中看出，采样后的计算结果与初如采样位置没有相关性。

(b) 当采样时长T不为周期T0的整数倍时，设T=nT0+ΔT0有：与周期整数倍采样相比，产生的偏差为：将T=nT0+ΔT0 和ω＝2π/ T0代入，有：两次等时间采样，不考虑采样时间为周期的整数倍时，可能产生的最大读数偏差为：从中可以评估不做周期测量时，要达到误差要求最少的采样周期数。

一种交流电压有效值的快速测量方法

基于此，出了交流电压快速测量的思路：即寻找导提
通时间ｔ电压有效值之间的关系Ｕ＝（，根据与ｆｔ）导通时间确定电压值。
Ａ／转换器及其信号处理电路，实现电路复杂，成Ｄ
本高。同时，在对电源电压要求高的自动化控制设
备中，往往需要对电压进行实时检测并做出相应的实时处理Ｈ。本文基于此，提出了一种无需ＡＤ转换／
ＡＣｌｇｒｕｌｌｅＶｏｔｅＶｉｔａｖａＶａ
ＡｂｔａｔＩｓｖｒｍｐｒａｔｉｎｌｃｓｆｒｍｅｓｒｎｓｒｃ：ｔｉｅｙｉｏｔｎｎｍａｙｐａｅｏａｕｉｇＡＣｏｔｇｉｔａａｕ．ｎｖｌｔｏｏｕｃｖｌｅｖｒｕｌｌｅＡｏｅａｖｍｅｈｄｆｒｑｉｋｍｅｓｒｎｏｔｇｉｔａａｕｒｓｎｅｉａｅ．ａｕｉｇＡＣｖｌｅｖｒｕｌｌｅｉｐｅｅｔｄｉｔｓｐｒＡＣｏｔｇａｅｍｅｓｒｄｂｈｒｔｎｔｏｔａｖｓｎｈｐｖｌｅｃｎｂａｕｅｙｓｏｍｅａｄｗｉｕａｔｉｈＡ／Ｄｏｖｒｉｎｉｉｔｏ．ｄａｓｉｍｅｈｄｃｎａｏｄＤＣｃｍｐｎｎｒｏｓＤｉｉｌｉｌｔｏｈｗｓｔａｅｃｎｅｓｏｔｓｍｅｈｄＡｎｌｏｔｓｎｈｈｔｏａｖｉｏｏｅｔｒｒ．ｇｔｍｕａｉｎｓｏｔｈｅａｓｈｔ
Ｋｅｗｏｄ：ｙｒｓＡＣｏｔｇｖｒｕｌａｕＤＣｃｍｐｎｎｖｌａｅｉｔａｌｅｖｏｏｅｔ

电压电流的有效值测量

电压电流的有效值测量1. 介绍电压（Voltage）和电流（Current）是电路中最基本的参数，对于电路的分析和设计具有重要的意义。

在实际应用中，我们通常关心电压和电流的有效值，它们反映了电压和电流的平均功率。

本文将详细介绍电压电流有效值的测量方法和相关知识。

2. 电压电流的概念电压是指电位差，在电路中表示为V，单位是伏特（V）。

它代表了单位正电荷在电路中所具有的能量。

电流是指电荷在单位时间内通过某个截面的量，在电路中表示为I，单位是安培（A）。

它代表了单位时间内通过截面的电荷量。

3. 电压电流的波形在实际应用中，电压和电流都是随时间变化的，通常呈现为连续的波形。

例如，交流电压和交流电流的波形为正弦函数。

正弦波的周期T表示一个完整的波形所经历的时间，频率f表示每秒钟所发生的周期数，频率和周期之间有如下关系：f=1/T。

4. 电压电流的峰值电压和电流的峰值是表示它们最大值的指标，在实际测量中非常重要。

对于正弦波，峰值等于有效值（约等于0.707）乘以根号2。

例如，220V交流电压的峰值约等于311V。

5. 电压电流的平均值电压和电流的平均值是在一个完整周期内所有值的总和的平均值。

对于正弦波，平均值为0。

因此，对于交流电压和电流的分析，通常使用的是有效值，即RMS（Root Mean Square）值。

6. 电压电流的有效值电压和电流的有效值是表示其平均功率的指标。

对于正弦波，有效值等于峰值乘以约0.707。

例如，220V交流电压的有效值约为155.7V。

7. 电压电流有效值的测量方法测量电压和电流的有效值有多种方法，下面介绍两种常见的测量方法。

方法一：使用示波器测量示波器是一种用于显示电压和电流波形的仪器，通过示波器可以直接读取波形的峰值和有效值。

示波器通常配备有测量功能，可以在显示屏上直接测量出电压和电流的有效值。

方法二：使用万用表测量万用表是一种常用的电工仪器，可以测量电压、电阻、电流等多种参数。

万用表测量电压的方法

万用表测量电压的方法
首先，我们需要准备一台数字万用表和一根电压测量线。

接下来，我们将电压
测量线的红色插头连接到万用表的电压测量插孔中，黑色插头连接到COM插孔中。

然后，我们需要将测量线的探针分别连接到待测电路的正负极，确保连接牢靠，避免接触不良导致测量不准确。

在连接好测量线后，我们可以打开万用表，并选择电压测量档位。

一般来说，
万用表有直流电压和交流电压两个档位，我们需要根据实际情况选择合适的档位。

如果不确定待测电路是直流还是交流电压，可以先选择较高的档位进行测量，然后根据测量结果再进行调整。

接下来，我们可以开始进行电压测量了。

将万用表的探针分别接到待测电路的
正负极，确保接触良好。

在测量过程中，需要注意保持探针与电路的良好接触，避免因接触不良导致测量不准确。

此外，还需要注意测量过程中不要触碰电路中的其他部分，以免发生触电事故。

当探针接触良好后，我们可以看到万用表显示的电压数值。

在读数时，需要注
意万用表的量程范围，确保选择合适的量程进行测量，避免超出量程导致损坏万用表。

如果测量结果超出了万用表的量程范围，需要调整档位再进行测量。

在测量完成后，需要注意及时断开测量线，避免长时间接通电路导致设备损坏
或发生触电事故。

此外，还需要注意在测量过程中要严格按照操作规程进行，确保安全可靠。

总的来说，万用表是一种非常实用的电工测量工具，通过正确的操作方法和注
意事项，可以准确、安全地进行电压测量。

希望以上的介绍能对大家有所帮助，谢谢阅读！。

电压有效值测量

低频电子线路课程设计----电压有效值测量电路姓名：小杰专业班级：通信工程（4）班学号：xxxxxxxxx实验时间：2013.11.25-2013.11.26电压有效值测量电路摘要：采用通用运放LM 324和检波二极管设计一个峰值半波整流电路，实现对正弦波电压有效值的测量，先设计电路图用Multisim软件进行仿真，再根据仿真的电路图在面包板上连接电路，用信号发生器和万用表检验实际电路是否符合要求。

一、设计任务与技术指标1.设计任务采用通用运放LM 324和检波二极管设计一个峰值半波整流电路，实现对正弦波电压有效值的测量。

2.技术指标输入信号频率范围：0~100mV上限频率：5KHz电压显示：万用表直流档电源电压：12V范围内可任选二、设计要求1.熟悉电路的工作原理。

2.根据技术指标通过分析计算确定电路形式和参数元件。

3.画出电路原理图。

（元器件标准化，电路图规范化）4.计算机仿真。

三、实验要求：1、根据技术指标确定测试项目、测试方法和步骤。

2、确定实验所用仪器。

3、作出记录数据的表格。

4、完成实验。

四、实验原理1、电路工作原理下图为精密半波整流电路与电容滤波电路所组成的实验原理图，它属于反相型运放电路。

当输入电压为正极性时，运放输出为负极性时，运放输出Uo1为负极性，二极管D2导通、D1截止，输出电压UO 为零。

当输入电压UI为负极性时，Uo1为正极性，此时D1导通、D2截止，电路处于反相比例运算状态，输出电压U O =-UIRf/Ri。

图1. 仿真实验原理电路图滤波电路由510Ω电阻与4.7μF并联组成，交流电经过整流后得到的是脉动直流，滤波电路可以大大降低这种交流波纹成分，让整流后的波形变得比较平滑。

2、LM324简介LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图所示。

它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。

每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。

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低频电子线路课程设计
----电压有效值测量电路
姓名：小杰
专业班级：通信工程（4）班
学号：xxxxxxxxx
实验时间：2013.11.25-2013.11.26
电压有效值测量电路
摘要：采用通用运放LM 324和检波二极管设计一个峰值半波整流电路，实现对正弦波电压有效值的测量，先设计电路图用Multisim软件进行仿真，再根据仿真的电路图在面包板上连接电路，用信号发生器和万用表检验实际电路是否符合要求。

一、设计任务与技术指标
1.设计任务
采用通用运放LM 324和检波二极管设计一个峰值半波整流电路，实现对正弦波电压有效值的测量。

2.技术指标
输入信号频率范围：0~100mV
上限频率：5KHz
电压显示：万用表直流档
电源电压：12V范围内可任选
二、设计要求
1.熟悉电路的工作原理。

2.根据技术指标通过分析计算确定电路形式和参数元件。

3.画出电路原理图。

（元器件标准化，电路图规范化）
4.计算机仿真。

三、实验要求：
1、根据技术指标确定测试项目、测试方法和步骤。

2、确定实验所用仪器。

3、作出记录数据的表格。

4、完成实验。

四、实验原理
1、电路工作原理
下图为精密半波整流电路与电容滤波电路所组成的实验原理图，它属于反相型运放电路。

当输入电压为正极性时，运放输出为负极性时，运放输出U
o1
为负
极性，二极管D2导通、D1截止，输出电压U
O 为零。

当输入电压U
I
为负极性时，
U
o1
为正极性，此时D1导通、D2截止，电路处于反相比例运算状态，输出电压
U O =-U
I
R
f
/R
i。

图1. 仿真实验原理电路图
滤波电路由510Ω电阻与4.7μF并联组成，交流电经过整流后得到的是脉动直流，滤波电路可以大大降低这种交流波纹成分，让整流后的波形变得比较平滑。

2、LM324简介
LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图所示。

它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。

每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。

两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。

LM324的引脚排列见图2。

图1
图2
计算元器件参数：
通过整流滤波电路得到电压的峰峰值等于2倍电压有效值，通过放大器计
算公式：
U O=-U I R f/R i
可知，R f/R i应取2/2,在仿真中R f取为1.414kΩ，R i取2 kΩ。

五、元器件选择
通过以上所列公式，以及实验室中所提供的具体的器件选择如下：
LM 324芯片1个
2K电阻1个
1K电阻1个
0.51K电阻2个
4.7μF电容1个
信号发生器1台
万用表1台
直流电压源1台
面包板2块
导线若干
二极管2个
示波器1台
六、计算机仿真图
图2.示波器显示经整流与滤波后的波形
从图2中可以看出最终的波形近似为直线，与预期基本一致。

图3.仿真直流电压表示数
图3显示出来的直流电压表示数近似为信号发生器提供的10mV有效值，与预期基本一致。

七、实验步骤
1.检查芯片是否完好；
2.关闭电源，根据仿真电路图在面包板上连接电路由于缺少合适的元器件，所以R f在实际中用用1.51 kΩ电阻代替；
3.把直流电源调到12V（不能超过12V）并保持关闭状态接在芯片两个电源极上，11号管脚接负极，4管脚接电压源正极，3管脚接地，1管脚接输出，2管脚接输入。

接地孔连接到面包板上作为相对参考地端，之后电路所有接地端口都与在面包板上与该端口对应的位置串联；
4.将输入端直接与信号发生器连接，万用表直流档接输出电压，调节信号发生器不同频率和电压值观察万用表示数是否与电压表示数对应；
7.打开直流电源、信号发生器；
8.调节信号发生器的频率与输出电压有效值，记录数据如下表：
注意事项：
插面包板时注意正负极，元器件和导线的并联与串联，地线从电压源引出正确接入电路。

八、数据分析
由测出来的数据可以看出万用表直流档测出的电压值近似等于信号发生器输出电压有效值，说明该实验电路的确实现了半波整流与滤波得到直流的功能。

观察示波器的波形变化都与仿真时的现象基本一致，这说明实物电路元器件选择及连接正确，实验基本成功。

九、误差分析
1.面包板的微弱的电阻会对实验产生一定影响；
2.由于不能得准确的电阻，R f阻值与仿真值不同导致测量值与实际值不是很一致，元器件自身误差与外部环境的影响也造成实验结果有误差。

滤波电路不能使波形完全平滑，导致示数不准确。

3.万用表、信号发生器、直流电源等仪器的接口老化也会对实验产生影响。

4.外界环境因素，如温度湿度都会对电路产生影响。

十、方案改进
1.电阻在使用之前先用万用表测下实际阻值，选择与所标阻值最接近的电阻。

2.选择较新的面包板，以防面包板老化对实验产生影响。

3.在实验前先检查示波器、信号发生器、万用表、直流电源等仪器所测数值是否准确。

十一、参考文献
1、张桂苓，刘公望《电子线路实验》大连海事大学出版社2006年8月
2、傅丰林《低频电子线路》高等教育出版社 2006年12月
十二、实验总结
通过此次实验，学会了Multisim 电路仿真软件的使用，为今后的专业学习带来了便利，此外对LM 324芯片以及集成芯片有了进一步的了解，进一步加深芯片电源不能反接的概念。

此次实验题目为“电压有效值测量”，实际上用到了两个部分，即半波整流电路和滤波电路，对这两个结构的概念进一步加深；在这次实验中，巩固了对之前使用次数不是太多的直流电源和面包板的使用方法。

由于这次实验先用multism仿真软件进行仿真，仿真的数据与实际值非常接近，在做实物实验统计数据时也较容易区分对错，与仿真测的数据相差若较大就去分析所连电路是否正确，大大缩短了实验所需时间。

此次课程设计中，感谢老师的悉心指导，此外同学们相互提醒也免除了许多不必要的错误。

加深了我对半波整流电路的了解。

同时我也明白了做实验要学会变通，用电阻，电容的串并联来得到未提供的电阻和电容。