第7章-电压的测量

1、电子测量原理电子测量原理第1页第第7 7章章 电压的测量电压的测量7.1 概述7.2 电压标准7.3 交流电压的测量7.4 直流电压的数字化测量及A/D转换原理7.5 电流、电压、阻抗变换技术及数字多用表电子测量原理电子测量原理第2页电子测量原理电子测量原理第3页电子测量原理电子测量原理第4页电子测量原理电子测量原理第5页电子测量原理电子测量原理第6页电子测量原理电子测量原理第7页电子测量原理电子测量原理第8页memIRU(7.2-1)电子测量原理电子测量原理第9页221RRR、221UUU、mmemIUURIUURRIUR/ )(/ )()/(23312211（7.2-2）电子测量原理电子测

2、量原理第10页图7.21 直流电压表电路电子测量原理电子测量原理第11页VEUx50电子测量原理电子测量原理第12页00RRERUvvx（7.2-3）直流电压vvvxRRREEERRREEU00000000（7.2-4） 将有关数据值代入上面两式，可得5V电压档：Rv120k V5V100k ，电子测量原理电子测量原理第13页图7.22 测量高输出电阻电路的电子测量原理电子测量原理第14页%50%10010010010050. 20 . 510010010011VUx25V电压档：Rv220k V.25V500k ，%7 .16%10050010010017. 4550010050022VUx

3、 由此不难看出电压表输入电阻尤其是低电压档时输入电阻对测量结果的影响。电子测量原理电子测量原理第15页1101000111vxvvvxRURRRERRRU(7.2-5)电子测量原理电子测量原理第16页 同理可得22020vxvRUERR因此22021101vxvvxvRUERRUER解出121220) 1(vvxxxRRkUUkUkE式中(7.2-6)(7.2-7)(7.2-8)电子测量原理电子测量原理第17页12/vvRRk VE01. 55 . 217. 4517. 4) 15(0电子测量原理电子测量原理第18页电子测量原理电子测量原理第19页t tu(t)Vp0UmTU电子测量原理电子测

4、量原理第20页01( )TUu t dtT01( )TUu t dtT20.637ppUVV电子测量原理电子测量原理第21页2VTR20( )Tu tdtR201( )TVu t dtT电子测量原理电子测量原理第22页10.7072ppVVVppVKV峰值有效值电子测量原理电子测量原理第23页21.41/2pppVKVFVKV有效值平均值(1/2)1.112/2 2pFpVKV（）电子测量原理电子测量原理第24页TT电子测量原理电子测量原理第25页电子测量原理电子测量原理第26页电子测量原理电子测量原理第27页电子测量原理电子测量原理第28页I0u(t)D1D2D3D4CCu(t)D1D2I0

5、电子测量原理电子测量原理第29页01( )( )22Todmdmu tu tIdtTrrrroI( )u t电子测量原理电子测量原理第30页V平平均均值值检检波波表表头头( (读读数数= =) )u(t)电子测量原理电子测量原理第31页V0.91.112 2FVVVKV0.9VV任意V任意0.9FFVKVK任意任意任意任意V电子测量原理电子测量原理第32页,FFFFVVKVKVKkK任意任意任意任意任意0.91.11FFFFKKkKK任意任意任意电子测量原理电子测量原理第33页0.90.9FK（任意波）均值V（任意波）有效值V0.910.91.1110.90.9FFFFFKKKKK电子测量原理

6、电子测量原理第34页FVKV方波VVVVFK方波1 0.9100%11%0.9电子测量原理电子测量原理第35页电子测量原理电子测量原理第36页电子测量原理电子测量原理第37页电子测量原理电子测量原理第38页电子测量原理电子测量原理第39页电子测量原理电子测量原理第40页电子测量原理电子测量原理第41页电子测量原理电子测量原理第42页表7.7l AD转换器常见形式电子测量原理电子测量原理第43页电子测量原理电子测量原理第44页电子测量原理电子测量原理第45页电子测量原理电子测量原理第46页图777 逐次逼近式数字电压表原理框图电子测量原理电子测量原理第47页min702IRUIs(7.7-7)电

7、子测量原理电子测量原理第48页 图778 权电阻A/D变换原理电子测量原理电子测量原理第49页min0702UUUs(7.7-8) 当DA输入为任意二进制数字量 时，输出电压01267aaaaamin07002 UaUiii(7.7-9)01(iiaa或 权电阻解码电路中电阻个数较少，但阻值大小不一，制造较为困难。电子测量原理电子测量原理第50页电子测量原理电子测量原理第51页图7.710 三位逐次比较流程图电子测量原理电子测量原理第52页图7.711 3比特逐次比较AD工作波形图电子测量原理电子测量原理第53页图7.712 双积分式DVM框图电子测量原理电子测量原理第54页表7.7-2 三位

8、逐次比较过程(Us8V，Ux=5V)电子测量原理电子测量原理第55页电子测量原理电子测量原理第56页xxttxmURCTNURCTdtURCU0101)(121(7.7-13)电子测量原理电子测量原理第57页 图7.713 双积分AD原理电子测量原理电子测量原理第58页02232TNttTdtURCUUsttm12100（7.7-14）电子测量原理电子测量原理第59页ssttsmURCTNURCTdtURCU0220121（7.7-15） 将式(7.714)代入上式得ssxUTTUNNU1212（7.7-16） 从而得到了被测电压值。适当地选择时钟周期T0和取样时间，可以使计数器的计数值直接对

9、应被测电压值。电子测量原理电子测量原理第60页电子测量原理电子测量原理第61页电子测量原理电子测量原理第62页电子测量原理电子测量原理第63页几个字xmxUaUUaUaU%(7.7-17)其中Ux为测量示值，Um为该量程满度值，a. Ux霉称为读数误差. b. Um称为满度误差，它与被测点压大小无关，而与所取量程有关。当量程选定后，显示结果末位1个字所代表的电压值也就一定，因此满度误差通常用正负几个字表示。电子测量原理电子测量原理第64页VUFs0004. 08%005. 0该量程每个字所代表的电压值为VUs0001. 0799998 所以8V档上的满度误差 0.005 Um也可以用 4个字表

10、示。电子测量原理电子测量原理第65页214VUe0001. 01999922和VUe01. 019999200200电子测量原理电子测量原理第66页%032. 05 . 10001. 0%025. 022xxxUUU用200V档测量时的示值相对误差为%032. 0%67. 0%03. 05 . 101. 0%03. 0200200 xxUU电子测量原理电子测量原理第67页电子测量原理电子测量原理第68页图7.714 串模干扰示意图电子测量原理电子测量原理第69页smsmpUUdBSMRlg20)(7.7-18)设串模干扰源为正弦波： smsmpsmpsmTUtUtu2sinsin)(7.7-19)电子测量原理电子测量原理第70页smsmTTTTSMR11sinlg20(7.7-20)电子测量原理电子测量原理第71页电子测量原理电子测量原理第72页