交流电压有效值测量要点
电压测量方法
电压测量方法电压是电路中的重要参数，电压的测量对于电子工程师来说是一项基本的技能。
本文将介绍电压测量的方法，包括直流电压和交流电压的测量方法，希望能够帮助读者更好地理解电压测量的原理和技术。
首先，我们来看直流电压的测量方法。
在直流电路中，常用的电压测量仪器是电压表或万用表。
使用电压表测量直流电压时，需要将电压表的电压量程调整到比待测电压稍大的档位，然后将电压表的正负极分别连接到待测电压的正负极，读取电压表上的示数即可得到待测电压的数值。
如果使用万用表测量直流电压，同样需要将万用表的电压量程调整到合适的档位，然后将红表笔连接到待测电压的正极，黑表笔连接到待测电压的负极，读取示数即可得到待测电压的数值。
接下来，我们来介绍交流电压的测量方法。
在交流电路中，常用的电压测量仪器是示波器。
使用示波器测量交流电压时，需要将示波器的探头连接到待测电压的正负极，调整示波器的水平和垂直灵敏度，观察示波器屏幕上波形的振幅即可得到待测电压的数值。
另外，如果需要测量交流电压的有效值，可以使用交流电压表进行测量，方法和测量直流电压类似。
除了上述基本的电压测量方法外，还有一些特殊情况下的电压测量技术。
例如，对于高压电路的电压测量，需要使用特殊的高压测量仪器，如高压电压表或高压示波器；对于微小电压信号的测量，需要使用微电压表或微电压示波器。
此外，还有一些特殊形式的电压信号，如脉冲电压、峰峰值电压等，需要使用相应的测量仪器进行测量。
总之，电压测量是电子工程中的基本技能，掌握好电压测量方法对于工程师来说至关重要。
通过本文的介绍，希望读者能够对电压测量有一个更清晰的认识，从而能够更好地应用于实际工程中。
希望本文所介绍的电压测量方法能够对读者有所帮助，谢谢阅读！。
电路中的电压测量方法
电路中的电压测量方法电路中的电压测量是电子工程中非常重要的一项技术。
正确的电压测量可以确保电路运行正常并保证电子设备的性能稳定。
本文将介绍几种常见的电路中的电压测量方法。
一、直流电压测量直流电压是电子设备中最常见的一种电压。
为了测量直流电压，常用的仪器是电压表或数字多用表。
准备工作包括校准仪器以确保测量的准确性，并选择正确的量程。
接下来，将电压表的红表笔和黑表笔分别连接到电路中待测点的正负极，然后读取示数即可得到直流电压的数值。
二、交流电压测量交流电压是常见的家用电压。
为了测量交流电压，也可以使用电压表或数字多用表。
与直流电压不同的是，需要选择交流电压量程，并将电压表的交流量程开关打开。
同样，将红表笔和黑表笔连接到待测点的正负极，并读取示数来得到交流电压的数值。
三、峰-峰值测量有时候需要测量电压信号的峰-峰值，即波形的振幅范围。
在这种情况下，可以使用示波器来进行测量。
示波器能够将电压信号转换成波形，并显示在示波器屏幕上。
为了测量峰-峰值，需要调整示波器的水平和垂直缩放，使波形在屏幕上完整显示，并读取垂直方向上的刻度来得到峰-峰值。
四、均方根值测量某些情况下，需要测量电压信号的均方根值，即有效值。
电压表和示波器都可以用于测量均方根值。
对于电压表方法，需要将电压表的交流量程开关打开，并将红表笔和黑表笔连接到待测点的正负极。
读取示数后，可以得到电压信号的均方根值。
对于示波器方法，调整前面所述的示波器的水平和垂直缩放，使波形在屏幕上完整显示，并观察示波器屏幕上方均方根值的显示。
五、差分测量有时候需要测量电路中两个点之间的电压差。
这种情况下，可以使用差分放大器进行测量。
将两个待测点分别与差分放大器的输入端连接，并将差分放大器的输出端与电压表或示波器连接。
通过读取差分放大器输出信号的数值，可以得到两个待测点之间的电压差。
综上所述，电路中的电压测量方法有直流电压测量、交流电压测量、峰-峰值测量、均方根值测量和差分测量。
万用表测量交流电流电压方法
万用表测量交流电的有效值，常用的有三种方法：
方法一：峰值整流
我们知道，交流电的有效值为峰峰值的0.707倍，所以知道了峰峰值也就知道了有效值。
这个电路的优点是电路简单，缺点是非正弦波信号不准。
电路如下图所示
方法二：平均值整流，又称均方根整流
这和常见的桥式整流没什么区别，知道了整流后的电压也就知道了有效值。
比峰值整流好点，但精度还是不太
够，常用在3位半左右的数字表中。
电路如下图所示
方法三：真有效值电路
本方法用在比较高级一点的表中，应用此电路的数字表会在描述中写“真有效值测量”。
这种测量电路对于波形有
畸变的正弦波也能很好的测量。
多用在4位半精度以上的交流表中
其中的AD737大概人民币15元左右，对于几十块钱的万用表，是没有厂家能用上它的。
下图为著名仪器厂商FLUKE福
禄克公司的15B万用表，市场价300-500元左右，它里面也只是用到了平均值整流方式。
表征交流电压大小的三个基本参量
一二表征交流电压大小的三个基本参量是什么？
峰值、平均值和有效值是表征交流电压大小的三个基本参量，那什么是交流电压的峰值、平均值和有效值？
什么是交流电压的峰值？ 如图1所示，峰值表示以零电平为参考的最大电压幅值(用V P 表示)，以直流分量为参考的最大电压幅值则称为振幅(通常用U m
表示)。
对理想的正弦交流电压
，由于V P=
U m，故理想正弦交流电压常用表示。
图1 根据交流电压波形计算基本参量
什么是交流电压的平均值？ 如图1所示，交流电压的平均值在数学上定义为 式中，T 为交流电压的周期； 相当于交流电压u(t )的直流分量。
在交流电压测量中，平均值通常指经过全波或半波整流后的波形(一般若无特指，均为全波整流) 对理想的正弦交流电压,若 ，则
三什么是交流电压的有效值？
交流电压u(t)在一个周期T 内，通过某纯电阻负载R 所产生的热量，与一个直流电压V 在同一负载上产生的热量相等时，则该直流电压V 的数值就表示了交流电压u(t)的有效值。
下面给出有效值的具体定义。
直流电压V 在T 内电阻R 上产生的热量
交流电压V 在T 内电阻R 上产生的热量
由得，
有效值在数学上即为均方根值，是表征交流电压的重要参量。
对理想的正弦交流电压
，若 ，则。
采样计算方法测量交流电压有效值误差分析.953.
采样计算方法测量交流电压有效值误差分析李沂乘（北京东方计量测试技术研究所，北京 100086）摘要：分析了利用采样计算方法测量交流信号有效值的主要误差因素。
对于计算方法、周期误差、A/D转换器量化误差和A/D转换器积分非线性误差这四种主要的误差来源如何影响电压有效值测量结果进行了定量分析，在实际应用的过程中可以有针对性的采取措施来减小误差因素对测量结果的影响。
关键词：采样计算；有效值；误差分析Error Analysis of Sampling Computation Method for RMS MeasurementLI Yicheng(Beijing Orient Institute of Measurement & Test, Beijing 100086, ChinaAbstract: The error genesis, measuring effective value of AC signal with sampling computation method, is analyzed in this paper.Four primary geneses, including computation algorithm, measurement errors in non-synchronous, quantization errors of analogue digital converter (ADC, integral nonlinearity errors of ADC, are discussed; meanwhile, expressions are given in this paper. The result may be taken as a reference for minimizing influence caused by such errors.Keywords: sampling computation; effective value; error analysis 交流电压有效值的测量方法有很多种，对于低频以及超低频信号电压有效值的测量，目前比较常用的是基于采样计算的测量方法。
三相交流电路电压及电流的测量
三相交流电路电压及电流的测量
在三相交流电路中，可以使用电压表来测量三个相位之间的电压。
通常情况下，三相电路的电压是相互平衡的，因此测量任意两个相之间的电压即可得到整个电路的电压。
例如，可以使用两个测量引线连接到电路中的两个不同相位上，然后将电压表设定为交流电压测量模式，即可测量到两个相之间的电压。
至于电流的测量，可以使用电流表来测量三相电路的电流。
在三相电路中，通常使用两种方法来测量电流：
1. 使用电流互感器（CT）：电流互感器是一种用来测量电流的设备，它可以将高电流转换为低电流，以便测量。
在三相电路中，每条相位上都会安装一个电流互感器，将电流互感器的输出连接到电流表上，即可测量到电流的大小。
2. 使用电流夹子（clamp meter）：电流夹子是一种便携式的电流测量工具，可以通过夹住电源线或导线来测量电流。
在三相电路中，将电流夹子夹住任意一条相位的电源线或导线，即可测量到电流的大小。
需要注意的是，电流测量必须保证仪器的额定测量范围能够覆盖实际测量的电流大小，以免损坏仪器或产生不精确的测量结果。
另外，安全操作也是非常重要的，应该遵循电路中的安全规定，并使用正确的测量工具和方法。
万用表测电压的详细步骤及注意事项
万用表测电压的详细步骤及注意事项电压是电路中电荷流动产生的电势差，电压的测量对于电子电路的诊断和维修是至关重要的。
而测量电压的工具中，最常见的就是万用表。
在进行电路测量时，正确的使用万用表不仅可以保证测量结果的准确性，还可以确保用户的安全。
下面将为大家介绍在使用万用表测量电压时需要注意的步骤和注意事项。
一、准备工作1.选择适当的万用表在测量电压时，需要选择直流电压档或交流电压档，具体选择哪一档取决于被测试电路的性质。
直流电压一般用于测试电池、电源等直流电源，而交流电压一般用于测试插座、电动机等交流电源。
在使用万用表之前，务必查阅说明书，了解各档位的用途和范围，以便正确选择。
2.确认电路电源已断开在进行电路测试之前，务必保证被测试电路的电源已经断开，以免发生触电事故或测量仪表被烧毁的情况。
3.检查万用表在进行测量之前，需要检查万用表的各个功能是否正常，包括测量引线、电池电量等，以确保测量的准确性。
二、测量步骤1.接线根据被测试电路的正负极性，将黑色测量引线和红色测量引线分别连接到万用表的COM和VΩmA口。
将红色测量引线连接到电路的正极，黑色测量引线连接到电路的负极。
2.选择测量档位根据被测试电路的电压范围，选择合适的测量档位。
如果不确定电压范围，可先选择较大的档位进行测量，再根据万用表显示的数值进行调整。
3.读数连接好万用表后，可以打开被测试电路的电源。
此时，万用表上会显示被测试电路的电压值，可根据需求进行记录。
三、注意事项1.安全第一在进行电路测试时，务必做好安全防护工作，包括佩戴绝缘手套和护目镜等安全设备。
特别是在测试高电压电路时，应尽量避免直接接触电路，以免发生触电事故。
2.避免短路在测量电压时，一定要注意避免测量引线短路，以免损坏电路或仪表。
在连接万用表之前，要确保被测电路中不存在其他短路或过载的情况。
3.保持稳定在进行电压测量时，要保持仪表和测量引线的稳定，防止因移动引线或仪表而影响测量结果的精确度。
50HZ正弦交流信号有效值的测量V3.0
目录摘要 (I)1. 设计原理 (1)2. 系统硬件设计 (1)2.1电阻分压以及阻抗匹配模块 (1)2.2 有效值检波模块 (2)2.3 ADS1115电压检测模块 (3)2.4单片机控制及显示模块 (3)2.5系统整体原理图 (4)3程序框图 (5)4资源分配表 (5)5源程序 (6)5.1主程序 (6)5.2液晶显示程序 (8)5.3 ADS1115启动程序 (11)6性能分析 (19)6.1实物测试图 (19)6.2测量数据分析 (20)7总结与体会 (21)参考文献 (22)摘要有效值能直接反应交流信号的能量大小，具有简单的叠加性，计算起来方便，对于研究功率、噪声、失真度、频谱纯度等有十分重要的作用。
因此，有效值在实际应用中使用十分广泛。
本文主要介绍了对50HZ正弦交流信号有效值的测量方法的设计与实现。
根据要求，测量电路由电阻分压网络、基于OPA277的阻抗匹配模块、基于AD637的有效值检测模块以及基于ADS1115的电压测量模块组成，控制部分选用STC89C52单片机，所测量的有效值通过LCD1602显示。
关键词：有效值、AD637、STC89C52单片机1. 设计原理图1 系统整体结构图由图1系统整体框图可知，此测量有效值系统主要由分压网络、阻抗匹配、有效值检波、电压测量、单片机控制以及液晶显示等模块组成。
题目要求的输入信号输入范围为0~15V ，这远远大于一般有效值检波以及AD 转换芯片的输入电压值，因此，在前级需要加一级电阻分压网络，将输入信号的幅值衰减一般，使其适合测量。
本系统选用的有效值检波模块基于AD637芯片，AD637是一个高精度RMS-DC 转换芯片，但其输入阻抗较小，在信号输入前通过一级运算放大器进行阻抗匹配，提升电路整体的稳定性，经过AD637的转换，输出对应交流信号的直流有效值，在单片机的控制下，ADS1115进行电压检测，并将检测的值返回给单片机通过LCD1602显示。
交流电压有效值测量
交流电压有效值测量 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020摘要模拟电子技术课程设计是继《模拟电子技术基础》理论学习和实验教学之后又一重要的实践性教学环节。
它的任务是在学生掌握和具备电子技术基础知识与单元电路的设计能力之后，让学生综合运用模拟电子技术知识，进行实际模拟电子系统的设计、安装和调测，利用multisim等相关软件进行电路设计，提高综合应用知识的能力、分析解决问题的能力和电子技术实践技能，让学生了解模拟电子技术在工业生产领域的应用现状和发展趋势。
为今后从事电子技术领域的工程设计打好基础。
本课程设计的思路是将交流信号经过电阻分压后送至由TL062和电容、电阻组成的AC-DC转换模块，将直流信号送至ICL7107数码管显示，完成交流电压有效值的测量。
关键词：电阻分压、TL062、ICL7107、交直流转换、有效值测量1 电路方案论证与选择系统基本方案设计电路分为直流稳压电源模块、电压衰减模块、AC-DC模块、数码管显示模块，即可完成题目对交流电压有效值进行测量，并显示的设计要求。
各模块方案论证与选择直流稳压可调电源模块设计图为采用7805设计的直流稳压源。
该稳压源可稳定输出+5V电压，电路简单，应用广泛。
该稳压源由以下五部分组成。
(1) 降压：通过变压器将输入的220V，50HZ交流电降为+5V输出。
(2) 整流：通过桥式整流电路，将输入的交流电压信号变为脉动信号。
(3) 滤波：通过C1及C2等滤波电容将输入的电压信号转变为波形更为平缓的电压信号。
(4) 稳压：通过集成稳压芯片7805将不稳定的电压信号变为稳定的直流电压。
图1-1 直流稳压电源电路电压衰减模块由于AC-DC模块的输入电压为200mV，而题目要求的测量电压是V>10V，因此要对输入电压进行衰减。
此处采用了电阻分压的方式对电压进行衰减，同时设计参数，使模块能输入200mV~2000V范围内的电压。
交流电压的测量方法
2.交流电压的测量方法
1）模拟电压表之检波-放大式
检波-放大式电压表的电路结构如图所示。 将被测电压Ux先变成直流电压，再经直流放大器
放大，然后驱动直流微安表指针偏转。 典型应用：峰值电压表
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第27页，共63页。
特点： 受检波器件非线性的影响，测量微弱电压时，
外界干扰就特别明显。因此，这种电压表的灵 敏度将受到限制，一般不做成毫伏计，其测量 范围在零点一伏到数千伏之间。
由于采用了直流放大器，将引起零点漂移，影响电 表的读数。所以，对电源电压的稳定度要求比较高， 要采用稳压措施。
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2）放大-检波式
组成框图
步进 分压器
宽带交流 放大器
测量时，应考虑不同波形的需要。 测非正弦波形时其读数无直接意义，被测电压大小要根据
电压表的类型和波形来确定，需要进行换算
5
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3.1.2 电压测量的方法和分类
➢ 电压测量方法的分类 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）直流电压的模拟测量方法 直流电流（放大或衰减）--〉驱动表头--〉指示
交流电压的有效值与平均值之比称为该交流 电压的波形因数，用Kf表示。
正弦信号的波形因数 三角波的波形因数 方波信号的波形因数
＝1.11 ＝1
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5．波峰因数 Kp
波峰因数Kp定义为峰值与有效值之比：
正弦信号的波峰因数 三角波的波峰因数 方波信号的波峰因数
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均值 检波器
uA
先放大再检波，因此灵敏度很高。 均值电压表常用这种方式。
正弦量交流电压的最大值和有效值
正弦量交流电压的最大值和有效值
正弦量交流电压的最大值和有效值是描述交流电压的两个重要参数。
正弦量交流电压的最大值，也被称为峰值或幅值，是指在交流电压变化过程中达到的最大正电压或最大负电压。
这个值通常以大写字母“E”或“U”表示，单位为伏特（V）。
对于正弦波，最大值出现在波形的顶部和底部，其数值等于波形的振幅的两倍。
正弦量交流电压的有效值，也被称为均方根值或有效直流值，是指在一个周期内，交流电压在电阻上所产生的热量与直流电压在相同电阻上产生的热量相等时的直流电压值。
这个值通常以小写字母“e”或“u”表示，单位为伏特（V）。
对于正弦波，有效值等于最大值除以根号2，即U=Um/√2。
有效值在交流电路分析中非常重要，因为它代表了交流电压在电阻中产生热效应的能力。
交流电压有效值计算公式
交流电压有效值计算公式
交流电压的有效值（也称为RMS值）可以通过以下公式计算：
Vrms = Vpeak / √2。
其中，Vrms表示交流电压的有效值，Vpeak表示交流电压的峰值。
峰值是交流电压波形的最大值，通常用于描述交流电压的最大振幅。
通过将峰值除以√2，可以得到交流电压的有效值。
另外，有效值也可以通过以下公式计算：
Vrms = (1/T)∫|v(t)|^2 dt.
在这个公式中，T表示一个完整的周期，v(t)表示交流电压随时间变化的函数。
这个公式表示了在一个完整周期内电压的平方的平均值，并且对其进行开方运算，从而得到有效值。
从公式的角度来看，有效值是交流电压波形的一种有效描述方式，能够反映出电压的实际能量传输情况。
因此，通过有效值的计算公式，我们可以更好地理解交流电压的特性和实际应用。
有效电压,额定电压之间的关系
有效电压,额定电压之间的关系有效电压和额定电压是电学中两个重要的概念，它们之间存在着密切的关系。
本文将从定义、计算方法、影响因素等方面来探讨有效电压和额定电压之间的关系，以帮助读者更好地理解这两个概念。
首先，我们来看一下有效电压和额定电压的定义。
有效电压，又称为有效值，是指交流电中的电压波动的平均值。
对于正弦波交流电来说，有效电压等于其峰值电压的0.707倍。
有效电压是用来表示交流电的实际功率大小的一个参数，因为交流电的功率与电压的平方成正比。
而额定电压，是指电气设备或电器产品所能承受的电压上限。
在制造电器产品时，根据产品的设计要求和安全性能，会给出一个额定电压的数值，供用户参考。
额定电压通常以交流电的有效值表示。
接下来，我们来看一下有效电压和额定电压之间的计算方法。
在电学中，我们常用电表来测量电压。
如果要测量交流电的有效电压，可以将电表设为交流电压测量模式，然后读取显示屏上的数值即可。
而额定电压通常是由电器产品的制造商在产品说明书中给出的。
有效电压和额定电压之间的关系可以通过以下公式来表示：有效电压 = 额定电压× 0.707。
根据这个公式，我们可以得出结论：有效电压是额定电压的0.707倍。
这意味着，如果我们知道了电器产品的额定电压，就可以通过乘以0.707来计算出其有效电压。
然而，需要注意的是，这个公式只适用于正弦波交流电。
对于其他形式的交流电波形，如方波、三角波等，其有效电压的计算方法会有所不同。
在实际应用中，我们需要根据具体的波形形状来选择合适的计算方法。
除了波形的影响，有效电压和额定电压之间还受到其他因素的影响。
首先是电源的稳定性。
如果电源的输出电压不稳定，那么有效电压和额定电压之间的关系也会受到影响。
其次是电器产品的质量。
如果电器产品的设计和制造不合理，那么其额定电压和有效电压之间的差距可能会很大。
此外，还有一个重要的因素是电压的峰值因数。
电压的峰值因数是指电压的最大值与其有效值之间的比值。
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）<BR> ——数字电压表（DVM），数字多用表（DMM）。
3）交流电压的数字化测量<BR> 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<BR> ——DVM（DMM）的扩展功能。
4）基于采样的交流电压测量方法<BR> 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<BR> 交流电压--〉模拟或数字示波器--〉显示波形--〉读出结果。
交流信号有效值的测量
交流信号有效值的测量在现代通信领域中，交流信号的有效值是一个非常重要的参数。
有效值可以用来描述交流信号的振幅大小，从而评估信号的强弱或是稳定性。
本文将介绍交流信号有效值的测量方法和相关概念，以帮助读者更好地理解和应用有效值测量。
我们需要了解什么是交流信号。
交流信号是指在一定时间内，信号的电压或电流大小呈现周期性变化的情况。
例如，交流电压的波形通常为正弦波或方波。
而直流信号则是一种恒定电压或电流大小的信号。
交流信号与直流信号的主要区别在于交流信号具有周期性变化的特点。
在测量交流信号有效值时，我们通常使用均方根值来表示。
均方根值是指信号的平方平均值再开根号。
它可以反映交流信号的振幅大小，不受信号波形的影响。
例如，对于一个正弦波信号，其均方根值等于其峰值的一半。
均方根值的单位与信号的单位相同，通常为伏特（V）或安培（A）。
测量交流信号有效值的方法有多种，下面我们将介绍两种常用的方法。
第一种方法是使用示波器进行测量。
示波器是一种用于观察和测量电信号的仪器。
通过连接示波器的探头到信号源上，我们可以在示波器的屏幕上观察到信号的波形。
示波器通常可以直接测量信号的有效值，并显示在屏幕上。
这种方法简单直观，适用于频率较低的信号测量。
第二种方法是使用电压表或电流表进行测量。
这种方法适用于频率较高的信号测量，例如无线电频率或高速数字信号。
我们可以将电压表或电流表连接到信号源上，通过选择交流测量模式，仪器会自动测量信号的有效值并显示出来。
这种方法比较灵活方便，适用于各种交流信号的测量。
除了示波器和电压表、电流表，还有其他一些专用的仪器可以用于交流信号有效值的测量，例如频谱分析仪、多用途测试仪等。
这些仪器在不同的应用场景下具有不同的优势和适用性。
在实际应用中，交流信号有效值的测量非常重要。
它可以用于评估信号的强弱、稳定性和质量。
例如，在电力系统中，有效值的测量可以用于评估电压或电流的稳定性，以保证电力系统的正常运行。
在通信系统中，有效值的测量可以用于评估信号的强度和质量，以保证通信的可靠性和稳定性。
间接测量交流电压有效值的方法与应用
间接测量交流电压有效值的方法与应用张振国;胡姗姗【摘要】介绍了一种间接测量交流电压有效值的新方法。
基于不同正弦电压与基准电压比较，会得到脉宽不同的矩形波这一基本物理现象，利用单片机测量矩形波正脉宽，通过测宽得到的计数值Ⅳ间接反映正弦电压有效值。
详细解释了测量原理，并给出了在Matlab／Cflool和Proteus仿真情况下交流电压UAV脉冲宽度丁、正脉冲测宽计数值Ⅳ之间的数值对应关系，以及计数值N与交流电压有效值UAV 间的拟合多项式。
此外，还搭建了主要由89C51和LM139组成的硬件电路，实现测量过程，验证了此：方法在实际应用中的有效性。
%This paper presents an AC voltage indirect measurement method, which is based on the physical phenomena that comparing varied AC sine voltage with the reference voltage, a rectangular wave with different positive pulse width can be obtained. The counting value N which is obtained by measuring pulse width using MCU just indirectly reflects the AC voltage. The article explains the measurement principle and gives the numerical relationship of AC voltage Ugv, pulse width T and counting value N, fitting polynomial about UAV and N, which are set up by simulation method using Matlab/Cftool and Proteus. The hardware includes 89C51, and comparer LMI39. Result of application confirms the validity of the method.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2012(031)019【总页数】2页(P85-86)【关键词】电压测量;正脉冲测宽;多项式拟合【作者】张振国;胡姗姗【作者单位】上海理工大学,上海200093;上海理工大学,上海200093【正文语种】中文【中图分类】TM933.13交流电压有效值是根据“焦耳·楞次”定律来定义的。
万用表交流电压档工作原理
万用表交流电压档工作原理一、引言万用表是一种常用的电气测量仪器，可用于各种电压、电流和电阻等参数的测量。
其中，交流电压测量是万用表的基本功能之一。
本文将深入探讨万用表交流电压档的工作原理，以及其在实际应用中的一些注意事项。
二、交流电压测量原理交流电压是指电流方向和大小以及电压极性都在一定时间内周期性变化的电压。
万用表交流电压档的工作原理是基于电压的峰值与有效值之间的关系，以及电压通过电流计实现测量。
当交流电压进入万用表时，首先经过电压分压器，其作用是将高电压降低到可测范围内。
然后，电压信号通过整流器，将交流信号转换为直流信号。
接下来，信号经过平均器进行平均处理，以获得电压信号的有效值。
最后，计算出的有效值通过数字显示模块显示在万用表的屏幕上。
三、交流电压测量步骤下面是使用万用表交流电压档进行测量的一般步骤：1.确保万用表已关闭，并将旋钮选择到交流电压测量档位。
2.将测量引线的插头插入COM和VΩmA的插槽中，分别代表公共地和电压/电阻/电流测量。
3.连接测量引线的探针，将红色探针插入VΩmA+插槽，将黑色探针插入COM插槽。
4.将红色探针放入待测电路的相应电压点，用黑色探针连接到电路的公共地点。
5.打开电路电源，读取万用表屏幕上的交流电压值。
四、注意事项在使用万用表交流电压档进行测量时，需注意以下事项：1.选择合适的量程：根据待测交流电压的范围选择合适的量程档位，过高的量程将导致测量不准确。
2.接线正确：确保测量引线与待测电路正确连接，避免接触不良或接反导致的测量误差。
3.注意安全：在进行交流电压测量时，要注意避免触电危险，特别是对于高电压测量。
4.避免共模干扰：当测量交流电压时，应尽量避免共模干扰，以确保测量结果的准确性。
5.注意负载影响：万用表交流电压档的输入电阻较高，对待测电路有一定的负载影响，应尽量减小负载影响。
五、总结万用表交流电压档通过将交流电压转换为直流信号，并计算出有效值实现测量。
物理实验万用电表的使用
物理实验万用电表的使用１《大学物理实验指导（电磁学部分）》实验九万用电表的使用[目的]1.了解万用电表的基本原理及设计方法；2.学会万用电表的使用。
[仪器和用具]1.万用电表(MF-50型)；2.直流稳定电源(MCH-305D-Ⅱ型0-30V 、0-5A)；3.单相自耦调压器(500V A 0－250V)；4.实验电阻板（3.0K Ω、15K Ω、47K Ω、56Ω、0.62K Ω、1.5K Ω 0.25 W 各1个）；5.电学暗盒（内装有47μF 电解电容1个、0.22μF 普通电容器1个、；6.3V 稳压二极管1个、1N4007硅二极管1个、47K Ω电阻器1个） 6.单刀开关；[原理]一、万用电表的基本结构万用电表是实验室常用的一种仪表，可用来测量交直流电压、电流以及电阻等，还可用于检查元器件以及电路，排除电路故障。
万用电表主要由灵敏度较高的磁电系微安表（简称表头）和由转换开关控制的测量电路及保护电路组成。
它实际上是根据电表改装的原理，将一个表头分别通过转换开关连接各种测量电路而改成多量程的电流表、电压表及欧姆表的。
是既能测量直流电流、电压也能测量交流电压的复合表。
各个测量档共用一个表头,表头面盘上有相应于测量各种量的几条标度尺,标度尺按表的功能有各种不同的刻度,以指示相应值。
对于某一测量的内容,一般分成几个大小不同的几档(例如MF50型万用表,其电阻档有×1、×10、×100、×1K 、×10K 五档，电流有100μΑ、2.5m Α、25m Α、250m Α、2.5Α五档，直流电压有五档，交流电压亦有四档)。
除了电阻档标注的是倍率外，各档标注的均为该挡的量程值。
使用标度尺读数时，应注意不同的测量量不同的量程适用于不同的标尺。
例如：MF50型万用表，电阻档应使用由上往下数的第一条标尺，交流10V 档应使用第三条标尺，其余的电流、电压量程均看第二条标尺。
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摘要模拟电子技术课程设计是继《模拟电子技术基础》理论学习和实验教学之后又一重要的实践性教学环节。
它的任务是在学生掌握和具备电子技术基础知识与单元电路的设计能力之后，让学生综合运用模拟电子技术知识，进行实际模拟电子系统的设计、安装和调测，利用multisim等相关软件进行电路设计，提高综合应用知识的能力、分析解决问题的能力和电子技术实践技能，让学生了解模拟电子技术在工业生产领域的应用现状和发展趋势。
为今后从事电子技术领域的工程设计打好基础。
本课程设计的思路是将交流信号经过电阻分压后送至由TL062和电容、电阻组成的AC-DC转换模块，将直流信号送至ICL7107数码管显示，完成交流电压有效值的测量。
关键词：电阻分压、TL062、ICL7107、交直流转换、有效值测量1 电路方案论证与选择1.1 系统基本方案设计电路分为直流稳压电源模块、电压衰减模块、AC-DC模块、数码管显示模块，即可完成题目对交流电压有效值进行测量，并显示的设计要求。
1.2 各模块方案论证与选择1.2.1 直流稳压可调电源模块设计图1.1为采用7805设计的直流稳压源。
该稳压源可稳定输出+5V电压，电路简单，应用广泛。
该稳压源由以下五部分组成。
(1) 降压：通过变压器将输入的220V，50HZ交流电降为+5V输出。
(2) 整流：通过桥式整流电路，将输入的交流电压信号变为脉动信号。
(3) 滤波：通过C1及C2等滤波电容将输入的电压信号转变为波形更为平缓的电压信号。
(4) 稳压：通过集成稳压芯片7805将不稳定的电压信号变为稳定的直流电压。
图1-1 直流稳压电源电路1.2.2 电压衰减模块由于AC-DC模块的输入电压为200mV，而题目要求的测量电压是V>10V，因此要对输入电压进行衰减。
此处采用了电阻分压的方式对电压进行衰减，同时设计参数，使模块能输入200mV~2000V范围内的电压。
图1-2 电压衰减电路采用类似的方法还可改装成测量电流和电阻的电路，测量电流的分流电阻和测量电压的分压电阻以及测量电阻的基准电阻往往就是同一组电阻，分别如图1-3和1-4.原理此处不再做赘述。
图1-3 电阻分流电路图1-4 测量电阻基准电阻电路1.2.3 AC-DC转换模块方案一：随着集成电路的迅速发展, 近年来出现了各种真有效值AC/DC 转换器。
美国AD 公司的AD736是其中非常典型的一种。
AD736 是经过激光修正的单片精密真有效值AC/DC 转换器。
其主要特点是准确度高、灵敏性好(满量程为200mVRMS) 、测量速率快、频率特性好(工作频率范围可达0～460kHz) 、输入阻抗高、输出阻抗低、电源范围宽且功耗低(最大的电源工作电流为200μA。
用它来测量正弦波电压的综合误差不超过±0. 3 %。
但经查询，AD736集成芯片的成本较高，因此设计电路未采取此套方案。
方案二：单门限比较器由于受正负电源的限制，输出电压为Vo≈±Vcc，当输入信号Vi<Vn时，输出高电平Vol=-Vcc；当输入信号Vi>Vr输出高电平Voh=+Vcc。
由于需要多个电压比较器，故选用集成运放LM324，内含四个理想运算放大器图1-3 比较器由于采用四个运放连线较为复杂，且不能准确地输出交流电压的有效值，故设计电路不采用此套方案。
方案三：用TL062和电容电阻构成积分运算电路。
从输入端输入交流信号，经过运算电路输出直流信号。
且该信号与交流有效值成线性关系，参数设置得当，即可得到输出信号等于输入交流信号的有效值。
图1-4 AC-DC转换模块本电路中，输入的是 0～200.0mV 的交流信号，输出的是 0～200.0mV 的直流信号，从信号幅度来看，并不要求电路进行任何放大，但是，正是电路本身具有的放大作用，才保证了其几乎没有损失地进行AC- DC 的信号转换。
因此，这里使用的是低功耗的高阻输入运算放大器，其不灵敏区仅仅只有 2mV 左右，在普通数字万用表中大量使用，电路大同小异。
1.2.4 数字显示模块ICL7107拥有强大的直流电压数字显示功能，所需外围电路少，而且显示稳定精确。
本次设计直接使用ICL7107,配合四位七段共阳数码管构成有效值测量电路的显示部分。
将经过衰减、AC-DC转换后的信号电压输入到显示模块，电路的数码管便会显示相应的数值。
如果原始输入电压经过N倍衰减，那么将得到的数值乘以N(单位为mV)变为所测交流电压的有效值。
显示模块使用了ICL7107集成芯片。
ICL7107是美国Intersil公司专为数字仪表生产的数字仪，满幅输入电压一般取200mV的专用芯片。
该芯片集成度高,转换精度高,抗干扰能力强,输出积分电容可直接驱动发光数码管,只需要很少的外部元件,就可以构成数积分。
芯片第一脚是供电，正确电压是DC+5V。
第36脚是基准电压，正确数值是100mV，第26引脚是负电源引脚，正确电压数值是负的，在－3V至－5V都认为正常，但是不能是正电压，也不能是零电压。
芯片第31引脚是信号输入引脚，可以输入±199.9mV的电压。
在一开始，可以把它接地，造成“0”信号输入，以方便测试。
芯片27,28,29引脚的元件数值，它们是0.22uF,47K,0.47uF电容网络，这三个元件属于芯片工作的积分网络，不能使用磁片电容。
芯片的33和34脚接的104电容也不能使用磁片电容。
芯片的电源地是21脚，模拟地是32脚，信号地是30脚，基准地是35脚，通常使用情况下，这4个引脚都接地，在一些有特殊要求的应用中（例如测量电阻或者比例测量），30脚或35脚就可能不接地而是按照需要接到其他电压上。
负电压电源可以从电路外部直接使用7905等芯片来提供，但是这要求供电需要正负电源，通常采用简单方法，利用一个+5V供电就可以解决问题。
比较常用的方法是利用ICL7660或者NE555等电路来得到，这样需要增加硬件成本。
我们常用一只NPN三极管，两只电阻，一个电感来进行信号放大，把芯片38脚的振荡信号串接一个20K－56K的电阻连接到三极管“B”极，在三极管“C”极串接一个电阻（为了保护）和一个电感（提高交流放大倍数），在正常工作时，三极管的“C”极电压为2.4V－2.8V为最好。
这样，在三极管的“C”极有放大的交流信号，把这个信号通过2只4u7电容和2支1N4148二极管，构成倍压整流电路，可以得到负电压供给ICL7107的26脚使用。
这个电压，最好是在－3.2V 到－4.2V之间ICL7107也经常使用在±1.999V量程，这时候，芯片27,28,29引脚的元件数值，更换为0.22uF,470K,0.047uF阻容网络，并且把36脚基准调整到 1.000V就可以使用在±1.999V量程了。
图1-5 数字显示模块2 电路仿真对系统电路的关键模块AC-DC用Multsim进行仿真，电路图及仿真数据如下所示。
图2-1 AD-DA模块仿真输入频率为1KHZ、幅值分别为50、100、150、200mV的正弦波。
图2-2 输入200mV正弦交流信号图2-3 输入150mV正弦交流信号图2-3 输入100mV交流正弦信号图2-4 输入50mV交流正弦信号表2-1 仿真数据输入幅值(mV) 50 100 150 200 理论有效值(mV) 35.36 70.71 106.07 141.42 输出值(mV) 36.493 73.119 108.402 151.37 由表2-1可以看出，TL062和电容、电阻构成的积分运算电路可以较为精确地将交流信号转换为直流信号，并输出有效值。
3 焊接与调试先用万用表检测元件参数是否符合要求。
然后按照原理图，元件装配。
装配完成后焊接该硬件。
焊接时，以45度靠紧焊接面进行预热；然后将焊锡丝同时伸向被焊的组件脚及焊盘，一起接触被焊处；当焊锡丝熔化，向焊接处推入焊锡丝，使焊锡润湿焊盘与组件脚，当焊点上的焊锡成圆锥形时即抽离焊锡丝。
在焊锡完全熔化后，移去烙铁头。
如果焊点有连焊，应将焊锡线与烙铁头一起接触在连焊的焊点之间，待焊锡丝与助焊剂一起熔化后，移去焊锡丝，再将烙铁头侧放着向下移走，吸去多余的焊锡；焊点的标准是：焊点呈锥形，焊锡要适量，表面有光泽，光滑，清洁等。
焊接完成后调试制作的硬件。
(1)按下自锁开关，将测试脚37脚接高电平，数码管显示-1888，说明显电压数字显示部分焊接无误。
(2)将测试电压输入口短接，数码管显示为0，说明测试无零点误差。
(3)将测量档位调到100倍衰减，即量程为20V档位，输入接上有效值为6V，频率为50Hz的正弦交流电压，显示数字为60.0.4 参数测量及验证(1)电压衰减模块测试结果如表4-1表4-1 电压衰减模块测试电压(V) <0.2V 2V档20V档输入（V）0.2 1 1.5 2 3 4 6 7 输出（V）0.2 0.1 0.14 0.2 0.028 0.041 0.058 0.07(2)AC-DC模块测试结果如表4-2用信号发生器直接在AC-DC模块输入有效值已知，频率可调的正弦交流电，在输出端测量其直流电压。
与输入的有效值对比，发现数值相接近，基本满足后面的进一步连接要求。
表4-2 AC-DC转换模块测试输入有效值（mV）50 100 150 200输出（mV）48 97 145 192(3)整体调试参数如表3-3将完整的电路全部连接好后，接入50Hz交流信号，改变信号有效值的同时也要相应的改变档位，以免将电路烧毁。
表3-3 整体测试结果 1档位0.2V档2V档输入（mV）50 100 150 200 500 800 1000 1500 显示（mV）52.2 102.2 152.5 196.2 50.6 90 108.2 160.2表3-4 整体测试结果2档位20V档输入（V） 2 2.5 3 3.5 4 5 6 7 显示（mV）20.1 27.5 31.2 38.2 43.5 52.2 61.7 74.85 心得体会本次课程设计题目为交流电压有效值测量，总体设计思路分为四个部分：直流稳压电路、电压衰减电路、AC-DC转换电路、数码管显示电路。
在课程设计开始时，我们对交流电压有效值测量几乎没有概念。
在完成课程设计的短短几天内，我从搜集资料方案、思路整理、电路图设计制作、电路仿真，到元器件的购买、实物的焊接与调试、数据测试，遇到了很多的困难，但在克服这些困难的同时，也收获了很多。
首先，在相关资料的收集过程中，不同的方案各有其利弊，在设计的过程中不仅要考虑到方案的可行性，还要考虑到方案成本等问题。
在对比方案上，我就花了不少的精力和时间，这是在书本中所体会不到的。
在设计电路的过程中用到了Protel 99SE和Multsim软件。