电压测量电路
电压测量回路的原理与方法
电压测量回路的原理与方法
测量电压常用的方法有以下几种:
1. 电位计法
这是最简单的方法,直接用电位计串联在被测电路中,读取电位计上的数值即为电压值。
2. 平衡桥法
它使用韦氏电桥平衡电路,当桥路平衡时,没有电流通过指示仪器,根据电桥平衡条件计算出电压值。
3. 电子伏特计法
它使用运算放大器构成负反馈电路,反馈电路会自动调节使负入力端电压等于正输入端,则电压值即为两输入端的比值与标准电压的乘积。
4. ADC转换法
先用电压-频率转换器将输入信号转化为频率信号,再用频率计测量频率转换为数字量,即得电压数值。
5. 比较法
将输入电压与标准信号源产生的已知电压比较,根据比较结果调整输入电压的量程,直至输入输出电压相等,即得到准确电压。
这些方法各有优缺点,使用时应考虑测量环境、精度要求、便利性等因素,选择合适的测量方法。
要注意测量时的安全,避免出现触电或仪表损坏。
如何确定电压表测量哪部分电路两端的电压
如何确定电压表测量哪部分 电路两端的电压？
一、简单电路中，看电压表与哪 部分电路并联，则测量该部分电 路两端的电压：
例 1： V1
s
L1
L2
V2
例 2：
s
L3
V
L2
L1
二、较为复杂的电路中：
1、电压表的两个接线柱相当于两只手， 可以在不经过电源或用电器的导线上伸长 或缩短，它能直接抓到谁的两端就测量谁
总之，当我们在判断电压表究竟 测量哪部分电路两端的电压时，主要 看电压表直接并联在哪部分电路两端。 若电压表没有直接并联到电源两端就 无法测量电源电压。如果电压表串联 在串联电路上，或者电压表串联在并 联电路的干路上，电压表测量电源电 压。
例 3：
s L1
L2 V
2、电压表不直接并联到电源两端，就不 能电压表串联在串联电路中或串联在 并联电路的干路上时，测量电源电压
例 5：
L1
V s
L2
例 6：
L2
L1
V
s1
s2
L2 当S1、S2都闭合时，电压表测量______ 当S2闭合，S1断开时，电压表测量 电源电压 _________________
电压测量回路的原理和方法
电压测量回路的原理和方法
电压测量回路是一种通过电路来测量电压大小的方法。
其原理可以简述为以下几点：
1. 电压测量回路需要通过一个测量仪器（如万用表、示波器等）来连接电路，并通过其测量电压。
2. 在测量电压之前，需要将测量仪器的测量范围调整为适合被测电压的范围，以避免测量过程中的溢出或误差。
3. 测量仪器会将电路中的电压转换为与电压成比例的信号（如电流、电位差等），并通过内部电路进行处理和调整。
4. 测量仪器通过与电路中的电压相连的电阻或电容器，将电路中的电压转化为可以测量的信号。
5. 在测量过程中，需要注意避免短路或开路等情况，以确保测量的准确性和安全性。
对于不同的电路和测量仪器，具体的电压测量方法可以有所差异。
一般来说，常用的电压测量方法包括：
1. 直流电压（DC）测量：直接将测量仪器连接到电路的正负极，可以测量直流电压的大小。
2. 交流电压（AC）测量：一般情况下，需要将交流电路中的电压转换为直流信号后再进行测量。
这可以通过使用整流电路或峰值检波电路来实现。
3. 高压测量：对于高压的测量，常常需要使用特殊的高压测量仪器，例如绝缘测量表或高压探针等。
需要注意的是，在进行电压测量之前，需要确保测量仪器和测量电路之间的连接正确、牢固，并且操作者需要了解相关的安全知识和操作规程，以确保测量的准确性和安全性。
用电压表测量电路两端的电压
用电压表测量电路两端的电压
[目的和要求]
1.初步了解几种电压表。
2.学习电压表的使用方法。
[仪器和器材]
J0402型演示安培伏特表，J0408型或J0408-1型直流伏特计，小灯座2个，小灯泡2个，蓄电池，单刀开关，导线等。
[实验方法]
1.用J0402型演示安培伏特表的电压挡或用J0408型直流伏特计分别测量电流做的功还跟电压有关实验步骤2的每个电珠两端的电压，强调伏特计的接法，读出电压值并让学生记下来。
2.测出电流做的功还跟电压有关实验步骤3的每个电珠两端的电压，并让学生记下来。
3.教师联接电路和使用伏特计，要注意操作规范，接线的情况、特别是使用伏特计时的接线情况，应使学生能看得清楚。
[思考题]
1.实验中的第2步骤的电路中，在量出了电路的电流强度和每个电珠的电压后，你怎样理解电珠中电流做的功与电量和电压的关系?
2.比较电流做的功还跟电压有关的三种情形下，每个电珠两
端的电压和流过电珠的电流强度的大小，在相同时间内：(1)各个电珠上电流做的功的大小如何?(2)哪种情形下电流所做的总功最大?。
4.5 电压的测量.实验
位置
AB BC CD
AC
AD
电压 U/V 0
3
0
3
第一次测量 第二次测量 第三次测量
3.实验结论
L1 两端电压 U1/V 表2
L2 两端电压 U2/V
总电压 U/V
(1)在串联电路中，总电压等于各部分电路两端电压之和。用公式表示为：U__＝__U_1_＋__U_2_＋__…__＋__U_n_。
(2)在并联电路中，各支路两端的电压相等且等于电源电压。用公式表示为：__U_＝__U__1_＝__U_2_＝__…_＝__U__n____。Βιβλιοθήκη 上述步骤中正确的是( C )
A．③②①
B．①②⑤
C．③④②
D．无法测量
2．如图所示的电路中，闭合开关S，已知电源电压为6伏，L1两端的电压为2伏，则下列说法正确的是(A) A．电压表的示数为2伏 B．电压表的示数为4伏 C．电压表的示数为6伏 D．电压表的示数为10伏
3．两个用电器连接在同一电路中，用电压表测得它们两端的电压相等，因此可判定( D ) A．两个用电器一定是并联 B．两个用电器一定是串联 C．通过它们的电流一定相等 D．以上判断都不对
第一次测量 第二次测量 第三次测量
L1 两端电压 U1/V
L2 两端电压 U2/V
2．测量并联电路的电压 (1)按照电路图连接实物图； (2)检查确认电路连接无误； (3)用电压表分别测出图中两盏电灯两端的电压U1和灯U2以及电源两 端的电压U，再换用不同规格的小灯泡测量1～2次，数据记录在表2中。
6．“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示：
UAB/V UBC/V UAC/V
2.4 1.4
3.8
(1)小明根据图甲连接好电路，闭合开关，电压表的示数如图乙所示，为了使实验结果更准确，接下来 他应该断开开关，更换电压表__量__程_____重新做实验。 (2)测出L1两端的电压后，小明断开开关，准备拆下电压表，改接在B、C之间。小聪认为小明的操作太 麻烦，只需将与A点相连的导线改接到C点即可。小聪的办法是否正确？_不__正__确____。为什么？ __电__压__表__正__负__接__线__柱__接__反__了_____。 (3)方法改进后，将所测出AB、BC、AC间的电压结果记录在下面表格中。小明分析实验数据得出的结论 是：串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和。同组同学指出结论不可信，原因是 ____实__验__次__数__太__少__，__结__论__具__有__偶__然__性______。
三相交流电路电压、电流的测量-三相交流电压检测电路
四、实验内容
1. 三相负载星形联接 按图 7-1 线路组接实验电路。即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对
称电源,将三相调压器的旋柄置于三相电压输出为 0V 的位置，经指导教师检查 后。方可合上三相电源开关，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为
220V，按表 1 数据表格所列各项要求分别测量三相负载的线电压、相电压、线 电流（相电流）、中线电流、电源与负载中点的电压，记录之。并观察各相灯组
倘若中线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的那一相的相电压过
高，使负载遭受损坏；负载重的一相相电压又过低，使负载不能正常工作。尤其
是对于三相照明负载，无条件地一律采用 Y0 接法。 3. 当不对称负载作△ 接时， IL≠ 3 Ip，但只要电源的线电压 UL 对称，加在三 相负载上的电压仍是对称的，对各相负载工作没有影响。
C
UCA
333
220
线电流（A）
IA
IB
IC
0.57 0.57 0.57
相电流（A）
IAB
IBC
ICA
0.33 0.32 0.32
△ 接三相 不平衡 1 2 3
0.40 0.29 0.47 0.11 0.22 0.33
图 7-3
表3
五、预习思考题 1. 三相负载根据什么条件作星形或三角形连接？ 答：三相负载星形或三角形连接，是根据绕组（如电动机）或用电器的额定 电压连接的。负载额定电压是 220V 的星形连接；额定电压是 380V 的三角形连 接。 2. 复习三相交流电路有关内容，分析三相星形连接不对称负载在无中线情 况下，当某相负载开路或短路时会出现什么情况？如果接上中线，情况又如何？ 答：无中线情况下要有一相短路相当于把线电压 380V 直接加在另外两相负 载上，结果就是把这两相负载也烧掉，若是开路的话因两相都是不对称负载，分 得电压不同一样要烧。总之星形接法且不对称，那么负载中线断开肯定会烧坏负 载。接上中线不会烧坏负载。 3. 本次实验中为何要通过三相调压器将 380V 的市电线电压降为 220V 的线 电压使用？ 答：380v / 220v 是线电压和相电压的关系，如果用电器是三相电的话，就用 380 伏，如果是单相电的用 220 伏。如果三相用电器额定电压是 220 伏，则要用 到变压器进行变压。
电路实验教案：测量电路中的电压值
电路实验教案：测量电路中的电压值。
在电路实验中，测量电路中的电压值是非常重要的一步，因为电压值可以用来判断电路的工作状态，以及判断电路元件的正常工作与否。
下面我们将介绍一些测量电路中电压值的方法。
方法一：使用电压表使用电压表来测量电路中的电压值是最基本的方法。
电压表也称为万用表，它可以测量电路中的电压、电流和电阻等物理量。
以下是使用电压表来测量电路中电压值的步骤：1.将万用表的旋钮拨动到电压模式（通常是V）。
2.将电压表的两个探头连接到电路中需要测量的电压点，注意要对应好正负极。
3.读取电压表显示的电压数值，保留有效数字即可。
需要注意的是，使用电压表测量电路中电压值时，要根据电压表的量程来选择合适的测量档位。
如果选择的档位过小，会导致电压表上的指针振动过快，无法清晰地读数；如果选择的档位过大，电压表则无法测量出较小的电压值。
方法二：使用示波器示波器是测量复杂波形信号的一种仪器。
利用示波器来测量电路中的电压值可以获得更加详细和精确的数据。
以下是使用示波器来测量电路中电压值的步骤：1.将示波器的探头连接到电路中需要测量的电压点，注意要对应好正负极。
2.调整示波器的垂直移动和水平移动，使示波器的探针在屏幕上显示出最大的波形。
3.读取示波器上显示的电压数值，保留有效数字即可。
使用示波器测量电路中电压值时，同样要根据示波器的量程来选择合适的测量档位。
需要注意的是，示波器可以测量更加复杂的波形信号，但是相对于电压表来说，操作较为复杂，需要更多的实践经验。
方法三：使用多用电表多用电表是一种具有多种测量功能的电表，既可以测量电压和电阻等物理量，还可以测量电流和频率等信号。
以下是使用多用电表来测量电路中电压值的步骤：1.将多用电表的旋钮拨动到电压模式（通常是V）。
2.将多用电表的两个探头连接到电路中需要测量的电压点，注意要对应好正负极。
3.读取多用电表显示的电压数值，保留有效数字即可。
使用多用电表测量电路中电压值时，同样要根据多用电表的量程来选择合适的测量档位。
如何使用电路实现电压测量
如何使用电路实现电压测量电压测量在电路设计和维护中起到至关重要的作用。
它可以帮助工程师们检测电路中的电压变化，确保电路正常运行，并快速解决故障。
本文将介绍如何使用电路来实现电压测量，帮助读者更好地理解和应用这一技术。
一、基本电压测量原理电压是指电路两点之间电势差的量度。
为了测量电压，我们需要使用一个电压测量电路，通常由电压源和测量仪器（如电压计或示波器）组成。
在测量电压时，我们需要将电压源连接到待测电路的两个端点上。
然后通过电压测量仪器来读取电路两点之间的电势差，即电压。
这样就能够准确地测量电路中的电压值。
二、电压测量电路的实现为了实现电压测量，我们可以使用多种电路设计和元件组合。
下面将分别介绍两种常用的电压测量电路。
1. 电压分压电路电压分压电路是一种常见的电路设计，它通过将电压分成较小的部分来进行测量。
这种电路通常由电阻组成，通过调整电阻值的大小来控制分压比例。
在使用电压分压电路进行测量时，我们需要将待测电路与一个已知电压源相连接，形成一个并联电路。
在这个并联电路中，我们需要将一个电阻连接到待测电路的一侧，而另一个电阻则连接到已知电压源的另一侧。
通过测量这两个电阻上的电压，可以计算出待测电路的电压。
2. 差分放大电路差分放大电路是另一种常用的电压测量技术，它通过将电路两个输入端点的电压进行比较来实现测量。
差分放大电路通常由一个差分放大器和一组电阻组成。
在使用差分放大电路进行测量时，我们需要将待测电路的两个端点分别连接到差分放大器的两个输入端。
然后通过调整差分放大电路的增益系数，可以将待测电路的电压放大到可测范围内。
最后，通过读取差分放大电路输出端的电压值，即可得到待测电路的电压。
三、电压测量的注意事项在进行电压测量时，还需要注意以下几点：1. 测量范围：选择合适的测量仪器和电路设计，以确保能够测量到待测电路的电压范围。
2. 电路影响：测量电路的电阻和电容等参数会对电压测量结果产生影响。
因此，在设计和选择电路时需考虑这些参数对测量的影响。
如何测量电路中的电压
如何测量电路中的电压电压是电路中重要的物理量之一，它描述了电荷在电路中移动时所具有的能量。
测量电路中的电压对于电路的设计、故障排除和性能评估都非常重要。
本文将介绍几种常见的测量电路中电压的方法。
一、电压表测量法电压表是最常用的测量电压的工具之一。
它由一个示数器和一个电阻器组成，在电路中通过并连接两个测量点以测量电压。
测量电压的步骤如下：1. 将电压表调整到正确的量程范围。
选择一个量程范围使得待测电压在该范围内。
2. 将电压表的测量引线分别连接到待测电压的两个测量点。
确保连接牢固且没有松动。
3. 读取电压表上的示数。
示数将显示待测电压的数值。
二、示波器测量法示波器是一种可以显示电压随时间变化的设备。
它可以提供更详细的电压信息，如频率、幅值和相位。
使用示波器测量电压的步骤如下：1. 将示波器调整到正确的量程范围。
选择一个量程范围使得待测电压在该范围内。
2. 将示波器的探头分别连接到待测电压的两个测量点。
确保连接牢固且没有松动。
3. 调整示波器的设置，包括时间基准和触发设置。
确保示波器的显示范围和采样率适合待测电压的特性。
4. 读取示波器上的波形信息。
根据波形的形状、幅值和周期性等特征来分析待测电压的性质。
三、电阻测量法电阻测量法是通过测量电路中的电流和电阻来间接测量电压的方法。
使用欧姆表或万用表进行电阻测量，然后根据欧姆定律计算电压。
具体步骤如下：1. 将电路断开，并确保电路中不再有电流通过。
2. 使用万用表或欧姆表测量电路中待测电压两端的电阻。
3. 根据欧姆定律计算电压，公式为V = I * R，其中V为电压，I为电流，R为电阻。
四、功率计测量法功率计是一种可以直接测量电路中功率的仪器，通过功率计可以得到电路中的电压和电流值。
使用功率计测量电压的步骤如下：1. 将功率计调整到正确的量程范围。
选择一个量程范围使得待测电压和电流在该范围内。
2. 将功率计的电压和电流引线分别连接到待测电压的两个测量点。
万用表直流电流和电压测量电路工作原理
万用表直流电流和电压测量电路工作原理
1、直流电流测量电路工作原理
指针式万用表的主要元件是一只磁电系电流表，通常称为表头。
但一只表头只能测量小于它的灵敏度的电流。
为了扩大被测电流的量程，就需要给它并上分流电阻，使流过表头的电流为被测电流的一部分从而扩大量程。
为了在测量大小不同电流时得到肯定的精确度，电流表都是设计成多档量程的。
应用最多的是闭路抽头式分流电路，其电路如图1所示。
图中R1～R5统称为总分流电阻RS，实际产品中，为了便于调整和成批生产，总分流电阻RS大多采纳较大的整数千欧的阻值，表头上再串联一只可变线绕电阻R0，当表头参数有变化时仍可以得到补偿并便利调整。
图1 直流电流测量电路
2、直流电压测量电路工作原理
依据欧姆定律U=IR，则一只灵敏度为I、内阻为R的电流表，本身就是一只量程为U的电压表，如一只100μA的电流表，它的内阻为1.5KΩ，能用来测量的电压量程为0.15V, 明显是不有用的，但是我们可以给它串接一只电阻，来扩大它的量程范围。
如串接一只8.5 KΩ的电阻，量程就可扩展为1V，这时该电压表的内阻为10KΩ。
这就引出直流电压灵敏度这一概念了；针对该例，这只电压表测量每伏直流电压时需要10KΩ内阻，即：10KΩ／V。
有了电压灵敏度就个概念，
就可以很便利的将电压表各档的内阻计算出来。
同时，直流电压灵敏度越高，测量直流电压时分去的电流越小，测量结果越精确。
直流电压测量电路如图2所示。
图中RS为直流电流档的分流电阻，R6～R10为各电压测量档的降压电阻。
测量电压的电路原理
测量电压的电路原理
1. 电路中串联电阻分压器
根据电阻器的欧姆定律,在电路中串联连接一个已知阻值的电阻R,则电阻器两端电压U=IR,由测量的电流I可以估算电路电压。
2. 利用测量电流计量变电阻
如果电路中有一个电阻R是随电压变化的,则可以通过测量电流,利用电阻公式R=U/I计算电阻值,再由R值推算电压。
3. 运用测量放大器放大电压
使用运算放大器及反馈电路可以放大输入端微弱的电压信号,经过放大后的信号用电压表测量,就可以读出原电路的电压值。
4. 应用电容分压测量
如果无法直接接入电路,可利用感应原理,通过一个电容器探针接近电源,感应电容两端会有与电源成正比的微弱电压,测量后经过计算可以推得电源电压。
5. 使用电子伏特计测量
电子伏特计利用运算放大器、稳压芯片等构成精密的电压测量仪表,可以直接测量各类电路的电压值。
6. 应用数模转换技术采集
使用ADC电压-数字转换技术,可以将模拟电压信号采集为数字量,然后经数字处理就可以读出原始电压数值。
7. 利用现成电压测量模块
可以使用现成的各种电压测量模块或传感器,它们集成了精密电路,可以直接插在需要测量电压的电路上,实现快速准确测量。
综上所述,这些都是实际应用中测量电路电压的常见方法和基本原理。
需要根据实际情况选择合适的测量方案。
交流电压测量电路原理
交流电压测量电路交流电压测量电路如图1所示。
DT9205A 采用平均值响应的AC/DC 转换电路，5个交流电压量程依为200mV 、2V 、20V 、200V 、750V （有效值）。
现将最高量程定为750V ，是因为量程选择开关（转盘上的触片开关）S 2的耐压值为1000V ，该档的最大峰值电压Vp=1.414×750=1060V ，同1000V 已经很接近。
图1 交流电压测量电路测量交流电压时仍借用直流电压档的分压器。
利用低漂移双运放TC2904中的一组运放和二极管D 03组成平均值响应的线性半波整流电路。
这种电路可避免二极管在小信号整流时引起的非线性误差，使输入电压V IN （RMS ）与输出电压V OUT （平均值）成线性关系，适于测量0-200mV 的弱交流电压。
对半波整流而言，正弦波电压有效值与平均值的关系为V RMS =2.22V MEAN .这就要求电路的电压放大倍数必须大于2.22倍，才有调整的余量。
电路中的R 30、R 32是负反馈电阻，可将IC 3偏置在线性放大区，同时控制运放的增益.现取R 30=R 32=100K Ω，IC 3同相端的输入电阻R 31=100K Ω，故电压放大倍数为30323113 2.22R R K R +=+=> (3.4) 上式所得符合电路设计要求。
需要注意的是IC 3作同相放大器使用，目的在于提高其输入阻抗，减小对输入信号的衰减。
尽管TC2904属于低漂移运放，但考虑到AC/DC 转换器的输入电压很弱，即使漂移电压很小，也可能造成测量误差，因此，需通过C 10和C 11起隔直作用，S2不让直流成分（包括IC3的漂移电压）进入整流滤波电路。
在正半周时D03导通，D04截止，IC3的输出电流途经C10→D03→R29→R40→VR2→地（COM端），并经过R28对C09进行充电。
负半周时D05导通，D03截止，电流途经地→VR2→R40→D04→C10→IC3。
交流小信号电压测量电路
小信号精密整流滤波电路设计报告一、设计分析在现代共农业生产和日常生活中，广泛地使用着交流电。
主要原因是与直流电相比，交流电在产生、输送和使用方面具有明显的优点和重大的经济意义。
例如在远距离输电时，采用较高的电压可以减少线路上的损失。
对于用户来说，采用较低的电压既安全又可降低电器设备的绝缘要求。
这种电压的升高和降低，在交流供电系统中可以很方便而又经济地由变压器来实现。
此外，异步电动机比起直流电动机来，具有构造简单、价格便宜，运行可靠等优点。
在一些非用直流电不可的场合，如工业上的电解和电镀等，也可利用整流设备，将交流电转化为直流电。
交流电的电压（或电流）随时间作周期性变化。
实际上，所谓交流电包括各种各样的波形，如正弦波、方波、锯齿波等。
本设计中，我们主要面向正弦交流电。
其原因在于，正弦交流电在工业中得到广泛的应用，它在生产、输送和应用上比起直流电来有不少优点，而且正弦交流电变化平滑且不易产生高次谐波，这有利于保护电器设备的绝缘性能和减少电器设备运行中的能量损耗。
另外各种非正弦交流电都可由不同频率的正弦交流电叠加而成（用傅里叶分析法），因此可用正弦交流电的分析方法来分析非正弦交流电。
二、原理分析整流和滤波整流的作用是把交流电转换成直流电，严格地讲是单方向大脉动直流电。
滤波：单相整流电路整流后的直流电为脉动直流电，其中仍包含较多的交流成分，为保证电源质量需要滤除其中的交流成分，保留直流成分，将脉动变化的直流电变为平滑的直流电。
1. 全波整流由于二极管的伏安特性在小信号时处于截止或特性曲线的弯曲部分，一般利用二极管的单向导电性来组成整流电路，在小信号检波时输出端将得不到原信号（或使原信号失真很大）。
如果把二极管置于运算放大器组成的负反馈环路中，就能大大削弱这种影响，提高电路精度。
如图1.1是同相输入精密全波整流电路，它的输入电压υI与输出电压υo有如下关系：图中A1组成同相放大器，A2组成差动放大器，υI都加在运放的同相输入端，具有较高的输入电阻。
电压检测电路
电压检测电路电压检测电路是电子设备中常见的一种电路，用于测量电路中的电压值。
它广泛应用于电源管理、电压监测等领域。
本文将对电压检测电路的原理、应用以及优化方法进行探讨。
一、电压检测电路的原理电压检测电路常见的原理是利用比较器实现。
比较器是一种电子元件，用于比较两个电压信号的大小，并给出相应的输出信号。
在电压检测电路中，比较器的输入端连接待检测的电压信号，而比较器的参考电压则设定为一个固定的电压值。
当待检测的电压信号大于或小于参考电压时，比较器会输出高电平或低电平信号，从而实现电压的检测功能。
二、电压检测电路的应用1. 电源管理：在一些电子设备中，为了保证电路的正常工作，需要对电源的电压进行检测。
电压检测电路可以监测电源电压是否稳定，一旦电压超出设定范围，就会触发相应的保护措施，避免对电路造成损坏。
2. 电池电量检测：电池电量的检测是移动设备中常见的需求。
通过电压检测电路可以实时测量电池的电压，从而判断电池是否需要充电或更换。
3. 温度控制：在一些温度控制系统中，通过电压检测电路可以测量温度传感器的输出电压，从而对温度进行实时监测和控制。
4. 电压监测报警：在一些关键设备或系统中，电压的异常情况可能会导致故障或事故的发生。
通过电压检测电路可以实现对电压异常的监测，并及时给出报警信号，以保证设备或系统的安全运行。
三、电压检测电路的优化方法1. 参考电压选择：参考电压的选择对电压检测电路的准确性和灵敏度有很大影响。
一般情况下，参考电压应选择稳定可靠的电压源，并与待检测的电压范围相匹配，以确保检测的准确性。
2. 噪声抑制：电压检测电路中可能会受到来自电源线、电磁干扰等噪声的干扰，影响检测结果的准确性。
通过添加滤波电路、隔离电路等噪声抑制措施，可以减小干扰对信号的影响。
3. 精确度校准：为了确保电压检测电路的准确性，可以通过连接已知电压的校准源进行精确度校准。
校准过程可以根据实际应用需求进行周期性或定期进行。
万用表直流电压测量电路原理
万用表直流电压测量电路原理
万用表是一种多功能、多量程的测量仪表，可以用于测量电压、电流、电阻等电学量。
其中，万用表直流电压测量电路原理如下：
当测量直流电压时，需要将万用表的测量接口连接至待测电路的正负极上，此时电路形成了一个回路。
通过电路回路，待测电路中的电荷（电子）沿着回路从正极传输到负极，产生了一个静态电势差。
这个静态电势差可以被表示为电势差值，符号为V，它的单位为伏特（V）。
万用表插头连接电路的位置会引起回路的改变，其内部形成一个高阻抗的电路，从而保证待测电路的负载不会受到影响。
通过万用表的内部电路，将待测电路中的电压信号转换为可以被万用表读取的电信号。
当万用表处于电压测量模式时，它会显示出直流电压的数值大小，并在万用表显示屏上显示出伏特单位符号“V”。
在测量直流电压时，需要根据具体电路的电压范围选择合适的量程档位，以保证测量结果的准确性。
高阻无源电压探头电路工作原理
高阻无源电压探头电路工作原理
高阻无源电压探头电路是一种用于测量电路中信号电压的设备。
其工作原理如下：
1. 高阻：无源电压探头的输入阻抗非常高，通常在几兆欧姆以上。
这样做的目的是尽量减少在电路中引入的额外负载，从而尽量不影响电路的工作。
2. 无源：无源电压探头不需要外部电源，它只是将输入信号引入到其内部的电路中进行适当的处理。
这样做的目的是减少对待测电路的干扰，保持测量结果的准确性。
3. 电压探头电路：无源电压探头内部一般包含一个高阻输入级、放大和滤波电路以及输出级。
高阻输入级用于接收待测电路中的信号电压，并将其输入到放大和滤波电路中。
放大和滤波电路用于放大和滤除输入信号中的噪音和杂散信号，以提高测量的准确性。
输出级将经过处理后的信号电压输出到外部测量设备中，如示波器或测量仪表。
综上所述，高阻无源电压探头电路通过高输入阻抗、无需外部电源和内部电路的处理，从而减少对待测电路的负载和干扰，提高测量的准确性。
典型电路图电压表(“测量”文档)共8张
S
A
L
+
—
V
P
+R —
图3
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当开关S闭合时 灯L和滑动变阻器R串联
P
R
S
V
L
A
图4
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灯R1和R2串联
V1测量电源两端电压 V1测量电源两端电压 电压表V测量R两端电压 V1测量电源两端电压 V1测量电源两端电压 电压表V2测量L2两端电压 V1测量电源两端电压 V1测量电源两端电压 电压表V测量R两端电压 V1测量电源两端电压 电压表V测量R两端电压 电压表V测量R两端电压 V1测量电源两端电压 电压表V2测量L2两端电压 V2测量R2两端电压 电压表 V1测量电源两端电压
V1
Байду номын сангаас
R1
R2
V2
S
图2
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—
当开关S闭合时
R1
R1和R2串联
V1测量电源两端电压
+
V1
— R2 + —
V2
+
S
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V2测量R2两端电压
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当开关S闭合时 灯L和滑动变阻器R串联
S
A
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P R
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当开关S闭合时 灯L和滑动变阻器R串联
电压表V测量R两端电压
典型电路图电压表
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当开关S闭合时 灯L1和L2串联
L1
L2
V2
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V1
图1
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当开关S闭合时
灯L1和L2串联
电压表V测量R两端电压
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仪表放大器有它自己参考端，这些参考端均于地线相连，可以驱动以地为参考的负载。
此外仪表放大器的输入地和输出地都汇集在一点，该点又与电源地相连，这样可以减小电路中接地环路电阻，从而减少因接地电阻带来的影响。
下面以AD620为例介绍其典型应用。
AD620是低成本仪表放大器，用户仅通过外接一个电阻，就可以在1~1000倍的增益范围内任意设置放大倍数。
该器件具有宽的供电电源范围±2.3V~±18V ，较低的功耗（≤1.3mA ），输入失调电压小于50μV ，输入失调电压温漂小于0.6μV/℃，具有低的噪声输入。
其管脚排列如图3.6.2所示。
G图 3.6.21和8脚是外接电阻端子，以调节放大倍数；7和4脚是正、负电源端子；2和3脚是输入电压端；6脚是输出电压端；5脚是参考端，若该端接地，则6脚输出为对地之间的电压。
AD620仪表放大器的放大倍数表达式为：14.49+=GR kG 1压力测量电路图3.6.4是一压力测量电路，压力传感器输出的信号通过AD620放大后送入AD 转换器， 转换成数字量进行测量。
3.6.1 有源滤波器滤波器是一种能使一定频率的信号通过，而阻止和衰减其他频率的信号的电路。
所谓有源滤波器就是采用有源器件（主要是集成运算放大器）和RC 网络构成，其优点是体积小、低频性能好、精度高、性能稳定，目前在信号处理电路中广泛应用。
根据滤波器的频率特性可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器和全通滤波器，其幅频响应曲线如图3.6.6所示。
AAAA 低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器图 3.6.6由于一个高阶滤波器可以分解成多个一阶和二阶滤波器，所以二阶有源滤波器电路是最基本的电路。
二阶有源滤波器的电路结构形式非常多，有：无限增益多路反馈型滤波器、压控电压源型滤波器、双二次型滤波器和通用的集成滤波器等，下面以二阶压控电压源型滤波器为例介绍其设计方法。
1 二阶低通滤波器二阶低通滤波器的典型传递函数表达式为：2220)()(nn nS Q S A S A ωωω+⋅+= 其中，ωn 为特征角频率，Q 为等效品质因数。
图3.6.7所示电路的传递函数为：图 3.6.7[]1)1()()()(0112122221210+-+++==S A C R C R C R S C C R R A S U S U S A i o a b R R A +=10 , )(121212C C R R n =ω)1()(0112122121A C R R R C C C R R Q -++=若令 R 1=R 2=R ，C 1=C 2=C ，则滤波器的参数为： RC n 1=ω , 031A Q -= 可见为了保证滤波器稳定工作，要求Q ＞0，则该滤波器的电压放大倍数必须小于3。
举例：要求二阶低通滤波器的通带截止频率为100kHz ，品质因数Q =1。
试确定电路中电阻、电容元件的参数值。
解：首先选用二阶低通有源滤波器的电路结构如图 所示。
且R 1=R 2=R ，C 1=C 2=C ，先选定电容C =1000pF ，则电阻R 为：Ω=⨯⨯⨯⨯==-1592101000101002121123ππC f R n ，选用1.6kΩ根据031A Q -=，故 2131310=-=-=+=Q R R A a b ，即 R b =R a 可选择电阻R b =R a =10kΩ 。
由于滤波器处理的信号频率不高，集成运算放大器可选用LM741。
2 二阶高通滤波器二阶高通滤波器的标准传递函数为：2220)(ωω++=S QS S A S A n，其中A 0为通带电压增益，ωn 是特征角频率，Q 是等效品质因数。
图 3.6.7图3.6.7电路的传递函数为：[])(1)()1()()()(2121212102221112200C C R R C C R R A C R C R C R S S S A S U S U S A i +-+++== 令 a b R R A +=10 ， 21211C C R R n =ω)1(02221112121A C R C R C R C C R R Q -++=若选择电阻R 1=R 2=R ，电容C 1=C 2=C ，则此高通滤波器的参数为：RC n 1=ω ， 031A Q -= ， ab R R A +=10 可见，要保证滤波器能稳定的工作，A 0必须大于3。
3 二阶带通滤波器二阶带通滤波器传递函数的典型表达式为：220)(nn n S QS QSA S A ωωω++=式中ωn 是特征角频率也等于带通滤波器的中心频率ω0。
带通滤波器的主要性能指标之间的关系为： BWf Q 0=其中f 0为3dB 带宽。
图 3.6.8图3.6.8是二阶带通滤波器的典型电路，若C 1=C 2=C ，且abF R R A +=1，则它的传递函数为：)11(1)21()1()(312232121R R C R R R R R R C S S CR S R R S A a b a b ++-++⋅+=与其标准传递函数对比，可求的：)21(32110R R R R R R R R R A a F a b a -++=，)11(113120R R R C+=ω ，32131221)11(1R R R R R R R R Q a b -++=该带通滤波器的带宽为：)21(1321R R R R R C BW a b -+=若R 1=R 2=R ，R 3=2R ，则滤波器的参数指标为：VFVF A A A -=30 , RC n 10==ωω ， VF A Q -=31该电路的优点是改变运算放大器反相端R b 与R a 的比值，即可调整带通滤波器的带宽，但不影响其中心频率。
4 二阶带阻有源滤波器图 3.6.9二阶带阻有源滤波器的典型电路如图 3.6.9所示，起带阻作用的是双T 网络。
当C C C C ===32121，R 1=R 2=2R 3=R 时，其传递函数为： 2222221)2(2)1()(CR S RC A S C R S A S A FF +-++=与其标准传递函数对比，可求的：01A R R A ab F =+=，RC 10=ω，)2(21F A Q -= 该电路的优点是：当调整R b 与R a 相接近时（即A F 接近2），陷波作用明显。
只要保持R b ≤R a 的条件，调整其比值大小，就可控制输出幅度及Q 值，而改变R （或C ）即可调整中心频率，两者互不影响。
5设计有源滤波器要点设计有源滤波器时，首先明确滤波器的传递函数；然后选择出有源滤波器的电路结构；最后确定出电容、电阻参数及集成运算放大器的型号。
对于电阻、电容的选择，一般要选用精度高、稳定性好的金属膜电阻和聚苯乙烯等电容。
对于集成运算放大器的选择应根据滤波器的要求来决定，运算放大器的主要参数对滤波器的性能主要影响为：（1）直流失调量（U IO、I IO、I B）对于高通、带通滤波器影响很小，它主要对低通影响大。
消除其影响一般通过精心调零、两输入端直流电阻匹配以及选用低漂移运放等措施。
（2）由于受运算放大器的增益带宽积的影响，随着工作频率的升高运算放大器的开环电压放大倍数将下降，这势必会改变滤波网络传递函数的零、极点分布，使得ω0和Q值发生变化。
所以，尽量选用增益带宽积大的运放。
目前运算放大器组成的滤波电路还仅限于低频范围内应用。
（3）在大信号下工作时，运算放大器的转换速率S R限制了滤波器的最大不失真输出幅度，工作频率越高，不失真输出幅度越小，所以在工作频率较高时，也应选用转换速率较高的运放。
3.6.3V/F、F/V转换电路V/F转换电路所实现的功能是输出信号的频率f与输入电压V i成正比；F/V转换可以实现频率到电压转换，使输出电压V0与输入频率f i成正比。
目前实现V/F、F/V转换的方法很多，常见的是通过专用集成电路完成，有AD公司的ADVF32、AD537、AD650、AD651，NS公司的LM131、LM231、LM331等。
下面重点介绍AD650的使用方法。
1AD650集成器件的特点AD650是美国AD公司生产的单片V/F、F/V转换集成电路，可精密实现V/F、F/V的变换，其主要特点有：(1)满度频率高（可达1MHz）(2)非线性误差小。
在满度10KHz时，非线性误差小于0.002%，在100KHz满度时，非线性误差小于0.005%，在1MHz满度时，非线性误差小于0.07%。
(3)输入电压范围宽。
即可输入单极性电压，也可输入双极性电压或差分电压。
(4)采用集电极开路输出。
输出端经上拉电阻接5V~30V电源，可与CMOS、TTL电路兼容。
(5)电源电压范围宽，功耗低。
允许±9V~±18V供电。
(6)可以实现V/F变换，又能作F/V变换。
其管脚排列及功能如3.6.10图所示。
OUT V -Vs C1FoutC2GND D GNDA +VsTr1Tr2图 3.6.102 AD650实现V/F 转换电路AD650在构成V/F 转换电路时,其输出频率与输入电压的关系为：FC R V f ININ OUT 111104.4-⨯+=设计V/F 转换电路，就需要确定四个元件参数。
输入电阻R IN ，定时电容C 1，积分电容C 2，上拉电阻R 2。
对于R 2的选择，应使流过输出三极管的电流小于8mA 。
输入电阻R IN 和定时电容C 1决定了满度频率和输入电压范围，同时也决定了输出非线性度大小，C 1越大，输入电流越小（R IN 大），线性度越好。
例如在要求满度100KHz （0~10V ）时，选取R IN =20k Ω，C 1=620pF 有最低的非线性失真。
另外，若输入电压范围改变，R IN 应成比例改变，如输入电压0~10V 时，R IN 选取100k Ω，那么输入电压变为0~1V ，则R IN 选取10k Ω；输入电压变为+10V~-10V 时，R IN 应选取200k Ω。
积分电容的选择，一般为：)(10max42F f C -=在输入0~10V 的情况下，定时电容的选择可参考图3.6.11。
图 3.6.11（1）单极性正输入电压V/F转换电路图 3.6.12（2）单极性负输入电压V/F转换电路该电路在输入电压-10V~0V范围内，对应输出频率为100kHz~0kHz。
图 3.6.13（3）双极性输入电压V/F转换电路该电路在输入电压为-5V~+5V时，对应的输出频率范围为0~100kHz。
图 3.6.14（4）高频V/F转换电路由AD650构成的0~1MHz输出的U/F转换电路如图3.6.15所示。
R IN由较小的可调电阻R1和固定电阻R2组成，选取R IN的原则是要确保I IN在0~6mA的范围内。