数字电压表

• ½ 位和基本量程结合起来，能说明DVM 有无超量程能力。
例如：某3½ 位DVM基本量程为1V，那么该 DVM具有超量程能力, 因为在1V挡上，它 的最大显示为1.999V。而对于基本量程为 2V的DVM ，它就不具备超量程能力，因为 它在2V挡上的最大显示仍是1.999V。
最高位只能取0~5的位称为¾ 位。 5¾ 位DVM指数字电压表的最大显 示为599 999。
正弦波
脉冲波
方波
三角波
低频噪声波
阶梯波
2．交流电压的量值表示
• 一个交流电压的大小，可用多种方式来 表示，如平均值、峰值和有效值。
0.707
0.637
U
U
UP
UP-P
图5.2正弦波参数表示图
（1）峰值的基本概念
• 峰值 UP：是指交流电压在所观察的时间 内或一个周期内所能达到的最大值，记 为 UP，峰值是从参考零电平开始计算的， 有正峰值UP+和负峰值UP-之分。 正峰值 与负峰值包括在一起时称为峰峰值 UP-P。
• 在测量时先把被测量通过不同的转换器 转换成直流电压，然后再用数字电压表 进行电压测量，从而得到被测量的数值. • 因此说DMM的核心是直流数字电压表 DVM 。
直流数字电压表DVM
• DVM（Digital Vwenku.baidu.comltmeter）的测量过程 是利用A/D（模/数）变换器将被测的模 拟电压变换成相应的数字量，然后通过 电子计数器计数，最后把被测电压值以 十进制数字形式直接显示在显示器上。
• （2）量程的范围
• 指测量电压范围的上限值与下限值之差， 包括基本量程和扩展量程。 • 未经衰减器和放大器的量程称为基本里程， 如1V或10V，也有的为2V或5V，基本量 程的测量误差最小；扩展量程是借助于衰 减器和输入放大器的适当配合来完成量程 扩大的。
• （3）超量程能力
• 指数字电压表所能测量的最大电压超出量 程值的能力。DVM有无超量程能力，要 根据它的量程分档情况和能够测量的最大 电压情况来决定，其计算公式为：
二、数字式多用表
• 数字万用表的组成原理框图
VDC
VAC
AC-DC变换器
K 数字电压表
I
Ω
I-DC变换器
Ω -DC变换器
图数字多用表的框图
• 整个电路主要由数字电压表DVM和交流电压 /直流电压（AC/DC）转换器、电流/直流电 压（I/DC）转换器、电阻/直流电压 （Ω/DC）转换器等组成。
• 数字万用表的基本测量原理:
U
• 振幅Um：它是以直流电压为参考电平的 最大瞬时值，记为UM。 • 电压中包含直流成分时， UP 与 Um 是不 相同的，只有纯交流电压才有UP＝Um。
（2）平均值的基本概念
• 平均值 U ：在数学上定义为
1 T U u (t ) dt T 0 • 对纯交流电压来说，由于U =0，将无法用 平均值来表征它的大小。
②数字式电压表
• 是指把被测电压的数值通过数字技术， 变换成数字量，然后用数码管以十进制 数字显示被测量电压值。
• 数字式电压表具有高精度、量程宽、显 示位数多、分辨率高、易于实现测量自 动化等优点，在电压测量中也占据了越 来越重要的地位。
数字万用表DMM —— （Digital Multimeter），又称数字多用表.是一 种多用途、多量程的电工仪表，它实际上是 在直流数字电压表DVM的基础上增加了一 些转换器而构成。 用途:它不但可以测量交直流电压、交直流 电流和电阻，而且还可以测量电容及信号频 率、判断电路的通断等 。
数字电压表
一、概述
• 电压、电流和功率是表征电信号能量大 小的三个基本参数，其中又以电压最为 常用。
• 要正确测量电压值，必须先了解被测电 压的特征和测试要求，选用适当的电压 测量仪器、采用切实可行的测量方法， 才能较好地完成测量任务。
1．电压的主要特征
①量值的范围宽 ②波形的多样化 ③频率各不相同 ④不同端点的输出阻抗不同 ⑤电压成分多样化
UP / 2
UP / 3 UP / 3
2U P /
UP / 2 UP / 2
UP
1 UP 3
UP
U P / 3.75
• 有模拟式电压表和数字式电压表两种类型
4．常用电压测量仪器
• ①模拟式电压表
• 一般是指“指针式电压表”，它把被测电 压加到磁电式电流表，转换成指针偏转角 度α的大小来度量。包括模拟万用表和电 子电压表。另一种模拟测量是把被测量电 压变换成图形高度来测量的仪表，如示波 器等。
数字电压表的分类
• 根据模/数转换器(A/D)的转换原理不同， 可把数字电压表分为 • 1．斜坡式数字电压表：U—T变换 • 2．双积分式数字电压表：U—T变换 • 3．比较式数字电压表：大者弃、小者留 • 4. 复合式数字电压表：U—T和U—F
数字电压表的主要技术指标
• 1．测量范围 • （1）显示位数：指能显示0～9共十个完整 数码的显示器的位数。 • 能显示0～9十个完整数码的显示器的位数 称为完整位或满位，否则称为不完整位， 不完整位通常是最高位 。 • 首位只能显示“1”或“0”，是不完整位，称 之为1/2位或半位。
KF U
• ②波峰因数KP
• 交流电压的峰值与有效值之比称为波峰 因数KP，即 UP
KP U
几种典型的交流电压波形参数
序号
名称
波形因数KF 波峰因数KP 有效值
平均值
1
2 3 4 5
正弦波
三角波 锯齿波 方波 白噪声
1.11
1.15 1.15 1 1.25
1.414
1.73 1.73 1 3
• 定义：通常是指经过测量仪器检波后的平 均值，分为全波平均值和半波平均平均值 • 全波平均值是指交流电压经全波检波后的 全波平均值，即 U 1 T u (t ) dt
T

0
•
（a）未检波前的电压波形
•
（b）半波整流后的波形
（c）全波整流后的波形
•
• 一般如果不加特别说明时，平均值都是 指全波平均值 。
（3）有效值的基本概念
• 有效值U：指均方根值，用U或Urms表示。
U rms
1 T

T
0
u (t )dt
2
• 物理意义： 一个交流电压和一个直流电 压分别加在同一电阻上，若在相同的时间 内它们产生的热量相等，则交流电压的有 效值U等于该直流电压值。
3．交流电压量值相互转换
• ①波形因数KF： • 电压的有效值与平均值之比称为波形因 数KF，即 U