数字电压表
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。
第5章数字电压表
∫
代入
T2 UX = Ur T1
第18页
电子测量原理
二、A/D转换原理 2. 双积分式ADC （2） 工作过程
5.4 直流电压的数化测量与A/D转换
③对参考电压反向定值积分（t2～t3） 由于T1、T2是通过对同一时钟信号（设周期T0）计数 得到（设计数值分别为N1、N2），即T1 = N1T0，T2 = N2T0， 于是 N2 UX = Ur = eN2 N1 e=
第12页
…
…
A/D 转换 结果 N
电子测量原理
二、A/D转换原理 1. 逐次逼近比较式ADC （2） 原理框图
5.4 直流电压的数化测量与A/D转换
SAR的最后输出即是A/D转换结果，用数字量N表示。
最后的D/A转换器输出已最大限度逼近了Ux，且有：
A/D转换结果的数字量 A/D输入电压
UX =
N ×Ur 2n
二、A/D转换原理 1. 逐次逼近比较式ADC （2） 原理框图
+
5.4 直流电压的数化测量与A/D转换
UX
¯
比较器
逐次逼近移位 START 寄存器（SAR） MSB
2-1 LSB 2-n D/A转换器
CLK
图中： SAR为逐次逼近移位寄存器，在时钟CLK作用下，
对比较器的输出（0或1）每次进行一次移位， 移位输 出将送到D/A转换器，D/A转换结果再与Ux比较。
读数误差 满度误差
显示位数1999/2000个字求得
=±（%+% Um ） UX UX 其中：UX为被测电压读数；Um为满刻度值。 示值（读读数）相对误差： =
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
3、逐次逼近比较型 、 例如，取基准电压： 例如，取基准电压：1024mV、512mV、256mV、 、 、 、 128mV、64mV、32mV、16mV、8mV、4mV、 、 、 、 、 、 、 2mV、1mV。 、 。 被测电压与基准电压按从大到小顺序比较。 被测电压与基准电压按从大到小顺序比较。 例：待测电压372mV，输出的数码为00101110100 待测电压372mV，输出的数码为00101110100
（ 读数值+ n个字） 个字） ± a%
用该表1v量程分别测量 例：a=0.01,b =0.01,用该表 量程分别测量 用该表 量程分别测量0.9v和0.1v 和 电压，误差为多少？ 电压，误差为多少？ 绝对误差= （ 读数值+ b% 绝对误差 ± a% 满度值） 满度值） 解：测0.9v时： 时 绝对误差 相对误差
四、直流数字电压表的主要技术指标
1、显示位数 、 符号： 符号：
最高位的最 大显示值
1 2 3 1 3 、 、 、 等等 3 3 4 2 3 4 2
满量程的最 高位的值
读作： 三位半、三又三分之二位 … … 读作： 三位半、
能显示到9的 能显示到 的 位数
2 1位，最大示数是 最大示数是1999。 3 位，最大示数是 最大示数是2999。 例： 。 。 3 3 2 意义：表明了此数字表的分辨率。 意义：表明了此数字表的分辨率。
δ = 0.01%×0.9 + 0.01%×1 = 0.00019V
β= δ
0.9 ×100%= 0.021%
测0.1v时： 绝对误差 时 相对误差
δ = 0.01%×0.1+ 0.01%×1 = 0.00011 V
β= δ
0.1 ×100%= 0.11%
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（两路）
数字电压表（两路）前⾔数字电压表具有测量电压的特点特点，在⽣活中已经得到⼴泛的应⽤。
另外数字电压表还具备电压准确测量的功能，且电压表可⾃选，使⼀款电⼦表具备了多媒体的⾊彩。
单⽚机AT89C51在Proteus软件中实现数字电压表的显⽰功能。
具有体积⼩、功能强可靠性⾼、价格低廉等⼀系列优点，不仅已成为⼯业测控领域普遍采⽤的智能化控制⼯具，⽽且已渗⼊到⼈们⼯作和和⽣活的各个⾓落，有⼒地推动了各⾏业的技术改造和产品的更新换代，应⽤前景⼴阔。
数字电压表在计算机系统中起着⾮常重要的作⽤，是保证系统正常⼯作的基础。
本⽂主要介绍⽤单⽚机来实现数字电压表的⽅法，本设计由单⽚机ADC0832芯⽚和LED1602液晶显⽰屏为核⼼，辅以必要的电路，构成了⼀个单⽚机的两路电压表。
⽬录1. 数字电压表的简介 (2)1.1. 数字电压表的特点 (2)1.1.1. 准确度⾼: (2)1.1.2. 灵敏度⾼: (2)1.1.3. 输⼊阻抗⾼: (2)1.1.4. 测量速度快: (2)1.1.5. 读数准确: (2)1.1.6. 使⽤⽅便⽤途⼴: (2)1.2. 数字电压表的⼯作原理 (2)2. 数字电压表的设计 (3)2.1. ADC0832芯⽚ (3)2.1.1. 特点： (3)2.1.2. 引脚及功能: (3)3. Protues仿真电路 (5)3.1. 绘制数字时钟电路Protues仿真原理图： (5)3.1.1. 两路数字电压原理图 (5)3.1.2. 电路检测 (5)3.1.3. 程序的运⾏效果 (5)3.1.4. 调整后的运⾏效果 (6)3.1.5. 运⾏keil软件编写程序 (7)3.1.6. 程序： (7)4. 总结 (11)5. 参考资料 (11)1.数字电压表的简介1.1. 数字电压表的特点数字电压表(DVM )是将被测的电压模拟量⾃动转换成开关量，然后进⾏数字编码、译码，以数字形式显⽰出来的⼀种电测仪表，它具有如下主要特点:1.1.1.准确度⾼:⽬前可达到10^-6数量级，因此⽤它代替直读仪表，可⼤⼤提⾼测量精度。
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。
数字电压表工作原理
数字电压表工作原理
数字电压表是一种用于测量电压的电子仪器。
它的工作原理基于模拟到数字转换技术，将输入的连续变化的电压信号转换为数字信号，通过数字显示器显示出来。
数字电压表的主要组成部分包括输入部分、模数转换器（ADC）、显示部分和控制部分。
首先，输入部分将待测电压信号输入到模数转换器中。
在输入部分，可能还包括电压分压器等电路，用于将输入电压的幅值范围限定在模数转换器可处理的范围内。
然后，模数转换器将模拟电压信号转换为数字信号。
模数转换器一般采用逐次逼近型（SAR）或者积分型（ΔΣ）转换器。
逐次逼近型转换器通过逐步逼近输入电压的幅值，得到与之对应的数字码。
积分型转换器则通过积分输入电压，得到数字码。
接着，数字信号经过处理后，传输到显示器中。
在数字电压表中，显示器通常采用数码管、液晶显示模块或者LED等显示
技术。
数字信号经过解码后，根据每个数字的编码显示相应的数字。
最后，控制部分用于控制整个测量过程和显示操作。
控制部分包括按键、微处理器等。
按键用于设置、控制测量功能和显示方式。
微处理器则进行信号处理、数据计算和显示控制等操作。
综上所述，数字电压表的工作原理是通过模拟到数字转换技术，
将输入的连续变化的电压信号转换为数字信号，并通过数字显示器显示出来。
这种工作原理保证了数字电压表的测量精度和可靠性。
电压表的类型
电压表的类型电压表是一种测量电路中电势差的仪器。
根据其工作原理和使用方式的不同，电压表可以分为模拟电压表、数字电压表和万用表。
本文将分别介绍这三种类型的电压表。
一、模拟电压表模拟电压表是一种使用指针来显示电压数值的仪器。
它通过将输入电压转换为一定的机械位移，再通过指针指示器来读取电压数值。
模拟电压表具有直观、直观的特点，可以快速读取电压值。
然而，由于其机械结构的限制，模拟电压表的精度较低，通常为几个百分点。
二、数字电压表数字电压表是一种使用数字显示电压数值的仪器。
它通过将输入电压转换为数字信号，并通过内部处理器进行数值计算和显示。
数字电压表具有精确度高、稳定性好的特点，可以达到小数点后几位的精度。
此外，数字电压表还具有自动量程切换、数据保持和峰值保持等功能，方便用户进行测量和数据分析。
三、万用表万用表是一种综合性的电测仪器，可以测量电压、电流、电阻等多种电参数。
它结合了模拟电压表和数字电压表的优点，具有较高的精度和灵活的使用方式。
万用表通常配备有多个测量档位和功能选择开关，可以根据需要选择不同的测量模式。
此外，万用表还具有温度测量、频率测量和连续测量等功能，适用于各种电路的测试和维护。
不同类型的电压表适用于不同的场合和要求。
模拟电压表适用于对精度要求不高的简单测量，数字电压表适用于对精度要求较高的精密测量，而万用表则是一种功能强大、适用范围广泛的仪器。
在使用电压表时，需要注意以下几点：1.选择合适的测量档位，在保证测量精度的前提下选择最小的量程，以避免测量过大导致的烧坏仪器。
2.正确连接测量线，保证电路的连通性，避免测量误差。
3.遵循安全操作规程，避免电击和其他危险事故的发生。
4.定期校准仪器，保证测量结果的准确性和可靠性。
电压表是一种常用的电测仪器，不同类型的电压表具有不同的特点和适用范围。
在实际使用中，根据测量需求选择合适的电压表，正确操作和维护仪器，可以确保测量结果的准确性和可靠性。
电路中的数字电压表有哪些应用场景
电路中的数字电压表有哪些应用场景数字电压表是一种用于测量电路中电压的仪器，广泛应用于各种电子设备、电路板、通信系统等领域。
以下是一些数字电压表的应用场景。
1. 实验室研究与教学在实验室研究和教学方面，数字电压表是电子实验中不可或缺的设备。
它可以用于测量各种电路元件的电压，如电源电压、电容电压、电感电压等。
教师可以通过数字电压表的使用向学生演示电路工作原理，帮助他们理解电路的基本概念和操作方法。
2. 电子设备维修与调试数字电压表在电子设备维修和调试中起着重要的作用。
通过测量电路中的电压，技术人员可以判断电子元件、电路板的正常工作与否。
在维修过程中，通过数字电压表的测量结果，可以快速定位故障点，并采取相应的维修措施，提高维修效率。
此外，数字电压表还可以用于检测电池电压、充电器电压等，用于维护和保养电子设备。
3. 电力系统监测与维护数字电压表在电力系统监测和维护中起到了至关重要的作用。
通过数字电压表可以及时准确地测量各个电力设备的电压，如发电机、变压器、电动机等。
这有助于监测电力设备的工作状态，及时发现并解决潜在的故障。
数字电压表也可用于电力系统负载监测，帮助电力公司合理分配电力资源，保障电网的稳定运行。
4. 汽车诊断与维护数字电压表在汽车维修行业中的应用也越来越广泛。
汽车的电路系统包含了各种传感器、控制器等电子元件，通过数字电压表可以检测和测量这些元件的电压，帮助技术人员定位和解决汽车故障。
例如，通过数字电压表可以测量汽车电池的电压，判断电池的充电状态和健康状况。
数字电压表还可以测量车载电子设备的电压，如汽车音响、导航系统等，以确保其正常运行。
5. 通信系统维护在通信系统维护中，数字电压表也扮演着重要的角色。
通信系统涉及到许多电子设备和电路，通过数字电压表可以测量线路中的电压，确保信号的传输质量和稳定性。
数字电压表可以用于测量通信网络设备的电源电压、信号电压等，帮助技术人员及时发现线路故障，并进行维修和调试。
数字式电压表原理
数字式电压表原理数字式电压表，也称为数字电压表、数显表、数字表或数字显示器，是一种可以显示电压数值的智能测量仪器。
随着电子技术、微机技术和计算机技术的飞速发展，电子测量设备日新月异，数字式电压表也成为最时兴的一种仪器。
数字式电压表有多重功能，广泛应用于电力行业、汽车行业。
本文将对数字式电压表原理进行深入剖析，以便让读者更好地认识和了解这种测量仪器的机理、功能和使用方法。
数字式电压表的机理：数字式电压表是一种能够实现电压的数字化显示的仪器，其原理是将被测电压转化为模拟电压转换为数字信号，然后将数字信号转换为数字显示仪中的模拟电压，最后在数字显示仪中实现电压数值的显示。
字式电压表的硬件结构由一个模拟输入部分和一个数字输出部分组成，前者具有高精度电压检测器，后者采用A/D转换技术实现定标处理转换，并输出数字信号。
数字式电压表的功能：数字式电压表的功能特性，首先，其具有高精度的检测功能，其检测结果的最小分辨率可以达到小数点后五位，可以准确地读出电压值，其次，其具有多×显示形式，可以显示各种电压表，还具有多种工作状态，如：连续、闭合和过载等，使其具有双色显示屏或额外提示灯，能够根据工作状态和安全状态清晰地反映出电压值。
此外，该仪器还有自动记录和存储功能和自动报警功能，能够根据用户需求设定不同的报警阈值，在电压超出阈值时自动触发报警提示。
最后，数字式电压表注重安全性，其采用专业加密技术，从而确保数据在传输过程中的安全性。
用户使用数字式电压表的方法：1、首先，根据使用者的要求，正确连接试验电路以及数字式电压表，连接时应首先检查输入电压，以免损坏仪器；2、接下来，根据仪器上的指示，依次调整仪器设置，选择恰当的量程范围；3、将仪器电源打开，使仪器的显示屏正常显示，并观察其显示的电压值；4、检查仪器的数据是否正确，在确认正确之后，再调整仪器的灵敏度；5、如果需要记录数据，可以使用仪器自带的记录功能，实现自动记录数据；6、最后，断开连接，关闭仪器电源，并将仪器放置在环境温度适宜的地方，以防止因高温而损坏仪器。
数字电压表实验报告
数字电压表实验报告数字电压表实验报告引言：数字电压表是一种用于测量电压的电子仪器，它通过将电压信号转换为数字形式来显示测量结果。
本实验旨在通过使用数字电压表来测量不同电压信号，并探究其测量原理和使用方法。
实验目的：1. 理解数字电压表的工作原理；2. 学习使用数字电压表测量直流电压和交流电压；3. 掌握数字电压表的使用技巧。
实验器材：1. 数字电压表；2. 直流电源；3. 交流电源。
实验步骤：1. 将数字电压表与直流电源连接，调整电源输出电压为5V；2. 打开数字电压表，选择直流电压测量模式；3. 将数字电压表的测量引线分别与电源的正负极连接；4. 观察数字电压表的显示结果，并记录测量数值；5. 重复步骤1-4，将电源输出电压调整为不同数值，如10V、15V等，记录测量结果。
实验结果：在实验过程中，我们使用数字电压表测量了不同电压信号，并记录了测量结果。
通过分析实验数据，我们发现数字电压表能够准确地测量直流电压，并显示出相应的数值。
在测量过程中，我们注意到数字电压表的显示屏幕上有一个小数点，用于表示小数位数。
当电压信号较小时，小数点会显示更多的位数，以提高测量精度。
此外，我们还发现数字电压表的测量结果具有一定的误差，这可能是由于仪器本身的精度限制或测量过程中的误差引起的。
讨论与分析：通过本次实验，我们深入了解了数字电压表的工作原理和使用方法。
数字电压表通过将电压信号转换为数字形式，并通过显示屏幕上的数字来表示测量结果。
在测量直流电压时，数字电压表能够提供较高的测量精度，并且可以根据电压信号的大小自动调整小数位数。
然而，在测量交流电压时，由于交流电压的波动性，数字电压表的测量结果可能会有一定的误差。
结论：本次实验通过使用数字电压表测量不同电压信号，深入了解了数字电压表的工作原理和使用方法。
我们发现数字电压表能够准确地测量直流电压，并提供较高的测量精度。
然而，在测量交流电压时，由于交流电压的波动性，数字电压表的测量结果可能会有一定的误差。
数字电压表读数方法
数字电压表读数方法
宝子们，今天咱们来唠唠数字电压表读数这事儿。
数字电压表嘛，它的读数相对来说还挺直观的。
你看那屏幕上显示的数字，这就是最主要的读数部分啦。
比如说，屏幕上明晃晃地显示个“12.5”，那这个数值就是电压表测出来的电压值啦，单位呢，一般是伏特（V）哦。
不过呢，有时候可能会有一些小符号或者小标识。
就像有的数字电压表可能会在数字前面有个“ - ”号，这可就代表这个电压是负电压哦。
就好像这个电是朝着相反方向跑的感觉，是不是还挺有趣的呢？
还有哦，如果数字后面跟着一些字母，那可就得小心啦。
常见的像“mV”，这就是毫伏的意思。
1毫伏就是0.001伏特。
要是看到这个，你就得把显示的数字除以1000才能得到以伏特为单位的电压值呢。
比如说显示“50mV”，那换算成伏特就是0.05V啦。
另外呀，有些高级一点的数字电压表可能会有一些特殊的显示模式。
比如说会有小数点闪烁之类的情况。
宝子们可别被这吓着啦。
一般来说，这可能是在提示你测量的精度或者是有一些特殊的测量状态。
这时候呢，你就仔细看看电压表的说明书，一般都会有解释的。
有时候数字电压表可能会显示一些不太规则的数字，像是一连串的“9”，这可能是电压表已经达到了它测量范围的上限啦，就像一个小杯子装满了水，再也装不下了一样。
这时候你就得考虑换一个量程更大的电压表来准确测量啦。
宝子们，数字电压表读数其实也没那么复杂，只要咱们细心一点，多看看那些小细节，就能轻松搞定读数啦。
可别因为这些小数字把自己搞得晕头转向的哦。
数字电压表的原理
数字电压表的原理数字电压表是一种将模拟电压信号转换为数字形式进行测量的仪器。
它主要由信号调理、模拟-数字转换、数字信号处理、存储和显示、接口控制等几部分构成。
下面就这几方面分别阐述数字电压表的原理。
1.信号调理信号调理是数字电压表的重要环节之一，它的主要任务是将输入的模拟电压信号转换为适合模拟-数字转换器接受的信号。
一般而言，信号调理包括放大、滤波、衰减等操作，以便将信号调整到模拟-数字转换器的工作范围。
2.模拟-数字转换模拟-数字转换是数字电压表的核心部分，它的作用是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
在这个过程中，ADC（模数转换器）是关键元件。
ADC通过定期采样和量化输入信号，将其转换为二进制数。
采样率是指每秒采样的次数，而量化精度则是指每个采样点所对应的数字量。
3.数字信号处理数字信号处理是数字电压表的另一个重要环节。
在模拟-数字转换之后，得到的数字信号往往存在噪声或误差，需要进行数字信号处理以减小误差和提高测量精度。
数字信号处理包括滤波、数据校正、计算电压等操作。
滤波可以去除噪声，数据校正可以纠正系统误差，而计算电压则是根据得到的数字信号计算出电压值。
4.存储和显示数字电压表将处理后的数据进行存储和显示。
一般而言，存储部分使用内存或闪存等存储介质来存储数据。
而显示部分则使用LCD或LED显示屏将测量结果显示出来。
有些数字电压表还支持多种显示模式，例如波形显示、数据表格显示等，以便用户能够更全面地了解被测量的信息。
5.接口控制接口控制部分是数字电压表与其他设备进行连接和通信的接口。
通过接口控制，数字电压表可以接收其他设备的信号，并将测量结果传输给其他设备。
常见的接口有USB接口、RS-232接口、LAN接口等。
通过USB接口，数字电压表可以与计算机进行连接，实现数据的快速传输和软件控制；通过RS-232接口，数字电压表可以与串口设备进行连接，实现数据的双向传输；通过LAN接口，数字电压表可以与网络中的其他设备进行连接，实现远程控制和数据传输。
数字电压表
数字电压表的特点在电量测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最为经常。
而且随着电子技术的发展，更是经常需要测量高精度的电压，所以数字电压表是一种必不可少的测量仪器。
数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。
传统的指针式电压表功能单一，精度低，读数不方便。
不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，其精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信等优点。
目前，由各种单片A/D转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，显示出强大的生命力。
数字电压表之所以倍受青睐是有如下几个特点：（1）显示清晰直观，读数准确数字电压表能避免人为测量误差（例如视差），保证读数的客观性与准确性；同时它符合人们的读数习惯，能缩短读数和记录的时间，具备标志符显示功能，包括测量项目符号、单位符号和特殊符号。
（2）准确度高数字电压表的准确度远优于模拟式电压表。
例如，3½位、4½位DVM的准确度分别可达±0.1％、±0.02％。
（3）分辨率高分辨率是指所能显示的最小数字（零除外）与最大数字的百分比。
数字电压表在最低电压量程上末位1个字所代表的电压值反映仪表灵敏度的高低，且随显示位数的增加而提高。
（4）扩展能力强在数字电压表的基础上可扩展成各种通用及专用数字仪表、数字多用表（DMM）和智能仪器，以满足不同的需要。
如通过转换电路测量交直流电压、电流，通过特性运算可测量峰值、有效值、功率等，通过变化适配可测量频率、周期、相位等。
（5）测量速率快数字电压表在每秒钟内对被测电压的测量次数叫测量速率，单位是“次/s”。
主要取决于A/D转换器的转换速率，其倒数是测量周期。
3½位、5½位DVM的测量速率分别为几次每秒、几十次每秒。
数字电压表的工作原理
数字电压表的工作原理
数字电压表是一种测量电压的仪器，它的工作原理基于电压的比较和转换。
工作原理如下：
1. 输入电压被传感器感知：当待测电压被引入数字电压表中时，它首先被传感器（如电阻或电容）感知。
传感器将待测电压转换为与其相关的电信号。
2. 电信号转换为数字信号：传感器输出的电信号通常是模拟信号（连续变化的电压或电流）。
为了将模拟信号转换为数字信号，数字电压表使用模数转换器（ADC），将连续的电信号
转换为离散的数字量。
3. 数字信号处理：转换后的数字信号可以通过数字信号处理器（DSP）进行处理和分析。
这些信号可以被转换为所需的单位（例如伏特、毫伏等）并显示在显示屏上。
4. 数字信号显示：数字电压表通常配备了液晶显示屏或LED
显示屏，用于显示经过处理的数字电压值。
这些数字通常以高精度显示，以便用户可以准确读取电压值。
需要注意的是，不同型号的数字电压表可能具有略微不同的工作原理和元件配置，但总体上，以上述工作原理为基础。
数字电压表
数字电压表
数字电压表是一种测量电压的仪器，它使用数字显示来直
接显示电压值。
与传统的指针式电压表相比，数字电压表
更精确和方便使用。
它通常具有以下特点：
1. 数字显示：数字电压表使用 LED 或 LCD 显示屏来显示
电压值，可以直观地读取数字结果。
2. 高精度：数字电压表通常具有较高的测量精度，可以显
示小数点后的位数，如小数点后几位或小数点后几位。
3. 自动量程选择：数字电压表通常具有自动量程选择功能，可以根据被测电压的大小自动选择合适的量程，避免过量
程或欠量程。
4. 多功能：数字电压表通常具有多种测量功能，可以测量直流电压（DCV）、交流电压（ACV）、电流
（DCA/ACA）、电阻（Ω）、电容（F）等。
5. 数据保存和记录：一些高级数字电压表可以保存和记录测量的数据，可以通过 USB 接口将数据传输到电脑或其他设备进行分析和处理。
6. 自动断电：为了节省电池电量，数字电压表通常具有自动断电功能，当一段时间内没有进行测量时，仪器会自动断电。
总的来说，数字电压表具有精度高、方便实用、功能多样等优点，广泛应用于电子设备维修、实验室实验、工业自动化等领域。
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教案首页
教 学 过 程 及 教 学 内 容
附 记
A 、复习
掌握三种模拟式交流电压表工作原理。
B 、新课
数字电压表DVM
数字电压表：直流数字电压表、交流数字电压表、数字万用表等（本章主要介绍直流数字电压表）
优点（与模拟相比）：精度高、测量速度快、输入阻抗高、读数准确、抗干扰能力和抗过载能力强、便于实现测量过程自动化等。
2.3.1 DVM 的主要技术指标
1．测量范围（量程、显示位数和超量程能力）
（1）量程 表示电压表所能测量的最小和最大电压范围。
基本量程：不经衰减器和输入放大器的量程（测量误差最小的量程）。
通常为1V 或10 V ，也有的为2 V 或5 V 。
（2）位数 表示数字电压表精密程度的参数。
完整位：能够显示0 ~ 9这十个数码的位。
四位数字电压表：最大显示数字为9 999和19 999的数字电压表。
为
了区别把19 999的数字电压表称为2
1
4位数字电压表。
（3）超量程能力 指DVM 所能测量的最大电压超过量值的能力，它是数字电压表的一个重要指标。
是否有超量程能力，要根据它的量程分档情况及能够显示的最大数字情况决定。
典型例子
提问
讲解
重点强调
新授课
③如果数字电压表最大显示为59 999，称为4
3
4
位的数字电压表。
如量程按5 V 、50 V 、500 V 分挡，则允许有20超量程。
2．分辨力
数字电压表能够显示输入电压最小变化值的能力，即显示器末位读数跳一个单位所需的最小电压变化值。
不同量程，分辨力不同。
量程越小，分辨力越高。
3．测量误差（只讨论固有误差） 在基准条件下的误差：
)%%(m x U U U βα+±=∆
式中 U x ——被测电压读数； U m ——该量程的满度值； α——误差的相对项系数； α
U x ——读数误差，随被测电压而变化；
β——误差的固定项系数； β
U m ——满度误差，对于给定的量程，β U m 是不变的。
有时满度误差又用与之相当的末位数字的跳变个数来表示，记为n ±个字，即在该量程上能够末位跳n 个单位时的电压值恰好等于β
U m 。
４．输入电阻和输入偏置电流
输入电阻：比较高，一般不小于10 M ，通常在基本量程时具有最大的输入电阻。
输入偏置电流：仪器内部产生的表现于输入端的电流，应尽力使该电流减小。
5．抗干扰特性
按干扰作用在仪器输入端的方式分为串模干扰和共模干扰。
一般串模
工作原理：用被测电压与标准电压（D/A 转换器输出电压）进行比较，
并用比较结果控制D/A 转换器的输入，使其输出电压大小向被测电压靠近，直到两者趋于相等为止。
此时D/A 转换器的输入量即为A/D 转换输出数字量。
当U x = V ，E r = 16 V 时，转换过程如下：
（1）第一个时钟脉冲：比较寄存器最高位置“1”，即Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 = 1000，
X r 0V 82
1
U E U >==
（2）第二个时钟脉冲：比较寄存器最高位复位。
其下一位（次高位）
被置“1”， Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 =0100 ，，V 441
r 0==E U 这时，由于X 0 U U ＜，比
较器输出为高电平。
（3）第三个时钟脉冲：比较寄存器的第三位被置“1”，Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 = 0110，
V 6)8
1
41(r 0=+=E U
由于U 0＞U x ，比较器输出又为低电平。
（4）根据同样分析，可得比较寄存器最低位为“1”。
最后比较器为0101，此即为A/D 转换器输出的数字量。
量化误差：由于D/A 转换器输出的标准电压是量化的，因此最后转换
得结果为5 V ，比实际值低 V ，这就是A/D 转换的量化误差，减小量化误差的方法是增加比较次数，即增加逐次比较式A/D 转换器的位数。
逐次比较式A/D 转换器的准确度与基准电压、D/A 转换器和比较器的漂
结合图讲解
通过两次积分的比较，将U x 变换成与之成正比的时间间隔，然后在该时间间隔内对时钟脉冲进行计数。
故这种A/D 转换属U —T 转换。
双积分式A/D 转换器原理框图如下图所示。
它主要由基准电压、模拟开关（S1、S2、S3、S4）、积分器、零电平比较器、控制逻辑电路、时钟脉冲发生器和计数、寄存、译码、显示器等部分组成。
（1）准备阶段（t 0 ~ t 1）：在t 0时刻，将S4接通，S1~
S3断开。
积
分器输入电压为零，输出也为零。
计数器复零，电路处于休止状态。
（2）采样阶段（t 1 ~ t 2）：在t 1时刻，S1接通，S2 ~ S4 断开。
积分器对U x 积分。
经过一个固定时间T 1（T 1= t 2－t 1）后，积分器的输出电压
为
t U RC
U t t d 12
1x 01⎰-= x 1t 1x 1d 12U RC
T
t U T RC T -=⋅-
=⎰ （） 可见，在t 2时刻积分器的输出电压与U x 在T 1时间内的平均值成正比。
（3）比较阶段（t 2 ~ t 3）在t 2时刻，S1断开，S2（或S3）接通。
积分器对E r 进行定值反向积分，积分器从U o1逐渐趋于零。
在t 3时刻，积分器
输出电压U 0 = 0，零电平比较器发生翻转，该翻转信号经控制逻辑电路使S2（或S3）断开，积分器停止积分。
此时有
⎰--
=3
2
t t x o1d )(10t E RC U
结合图讲解
如果在T1期间对时钟脉冲的计数值为N1，在T2期间对时钟的计数为N2根据上式可得
x
r
1
2
U
E
N
N=
所以
2
2
1
r
x
eN
N
N
E
U=
=。
式中
1
r
e
N
E
=称为双积分式A/D转换器灵敏度，单位是mV/字。
对于确定的数字电压表，e为定值，所以，根据比较阶段中计数值N2可以读出被测电压值。
这种A/D转换器主要取决于标准电压E r的准确度和稳定度，而与积分器的参数（R、C等）基本无关，因而准确度高，且对脉冲源频率准确度要求不高。
抗干扰能力强，但转换速度较低。
2.3.3 数字电压表中的自动功能
1．自动校零
由于仪器内部零件的零点偏移及其温漂，使零输入时也有输出读数，产生测量误差。
消除这种误差的方法是自动校零。
下图给出可用于双积分式数字电压表中自动调零硬件的实例。
零点补偿：
（1）比较器的输出通过分压器R1和R2把失调电压反馈到积分器的同相输入端。
（2）测量之前，逻辑控制电路将开关S4、S5、S6闭合50 ms，电容C f两端的充电电压反映包括放大器、积分器和比较器在内的整个系统的失调
2．自动转换量程
仅具有降量程功能的数字电压表：每次测量都从最高量程开始，如果
显示值小于满量程的10 %（也有的规定为5 %），则发出转换量程的指令，
使数字电压表自动降至下一个量程。
兼有升量程功能的数字电压表：则可利用溢出信号作为升量程的指令。
对于双积分式A/D转换器， N2的最大值由数字电压表的满量程值及灵敏度
决定。
如果在比较阶段T2计数器产生溢出信号，即可将该信号作为升量程
指令，还可以将N2送至比较电路，与降量程额定值进行比较，如果小于额
定值则由比较器产生降量程指令。
2.3.4 典型产品介绍
DS－14—1型滞留数字电压表是一种典型的双积分式电压表。
小结：1．数字电压表：直流数字电压表、交流数字电压表、数
字万用表。
2．基本量程：不经衰减器和输入放大器的量程（测量误差的最小的量
程）。
通常为1 V或10 V，也有的为2 V或5 V。
3．超量程能力指DVM所能测量的最大电压超过量值的能力，它是数
字电压表的一个重要指标。
是否有超量程能力，要根据它的量程分档情况
及能够显示的最大数字情况决定。
4．分辨力：数字电压表能够显示输入电压最小变化值得能力，即显示
其末位读数跳一个单位所需的最小电压变化值。
5．测量误差（只讨论固有误差）)
%
%
(
m
x
U
U
Uβ
α+
±
=
∆。
6．A/D转换器原理。
7．数字电压表中的自动功能：自动校零、自动转换量程。
布置作业：习题、、、、、、
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