电子测量与仪器
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（3）±(α%Ux+β%Um):数字电压表采用。
6. 被测电压波形种类多
•
应根据电压表类型和电压波形确定被测电压大小。
3.1.2 电压测量仪器的分类
1. 模拟式电压表
分类：模拟式、数字式
指针式电压表：用磁电式直流电流表作为指示器
2. 数字式电压表 经A/D将模拟信号转换为数字信号
模拟式电压表----直观，一目了然 各有千秋
混频器
中频交流放大器
均值检波器
本振
图3-3 外差式电压表组成框图
（3）外差式电压表 • 特点1：因外差式电压表用混频器将输入信号变为固定中频 信号后进行交流放大，可以较好地解决交流放大器增益与带宽 的矛盾，灵敏度可以提高到微伏级。 • 特点2：频率范围取决于本振频率范围，但当本振频率很高 时，不仅对本振电路的屏蔽要求更高，而且电压表造价也要提 高。若屏蔽不良，本振会对电压表产生干扰而降低测量准确度 。所以一般为高频电压表而不是超高频电压表。
电子测量与仪器
• 书名：电子测量与仪 器
• 书号：978-7-11150266-1
• 作者：李宗宝 • 出版社：机械工业出
版社
目录
• 第1章 电子测量与仪器的基本认识 • 第2章 测量用的信号发生器 • 第3章 电压测量与仪器 • 第4章 频率和时间测量及仪器 • 第5章 示波器测量技术与仪器应用 • 第6章 电子元器件参数测量与仪器 • 第7章 频域测量与仪器 • 第8章 数据域测量与仪器 • 第9章 自动测量技术
1. 频率范围宽 2. 量程宽 3. 输入阻抗高 4. 抗干扰能力强 5. 测量精确度高
Fra Baidu bibliotek
3.1.1电压测量的基本要求
• 电压表精确度表示方法:
（1）满度值的百分数±β%Um:具有线性刻度模拟式电压表采 用，±β%为满度相对误差，Um为电压表满刻度值。
（2）读数值的百分数±α%Ux:具有对数刻度电压表采用， ±α%为读数相对误差，Ux为电压表测量读数值。
被测输入
输入电路
A/D变换器
计数器
寄存显示电路
模拟电路
逻辑控制电路 数字逻辑电路
显示电路
图3-4 数字电压表组成框图
2. 数字式电压表DVM • 特点：测量准确度高、分辨力强、测速快、输入阻抗高、 过载能力强、抗干扰能力强。 • 注意：数字式电压表不能完全代替模拟式电压表。
3.1.3 交流电压的参数及表征方法
• 交流电压表按结构不同分类：放大—检波式、检波—放 大式和外差式
（1）检波—放大式电压表
被测输入
检波器
衰减器 （a）
直流放大器 µA
被测输入
衰减器
交流放大器
检波器
µA （b）
图3-1 检波—放大式电压表组成框图
3-2 放大—检波式电压表组成框图
1. 模拟式电压表 （1）检波—放大式电压表
• 特点：频率范围和输入阻抗主要取决于检波器。这种表 的频率范围从几十赫兹至数百兆赫兹，甚至可达1GHz，输 入阻抗也比较大，一般称之为高频毫伏表或超高频毫伏表。 • 为了使测量灵敏度不受直流放大器零点漂移等的影响， 一般利用调制式（即斩波式）直流放大器放大检波后的直流 信号。
数字式电压表----精度高，输入阻抗高
3.1.2 电压测量仪器的分类
1. 模拟电压表的类型
• 直流电压表用于测量直流电压，交流电压表用于测量交流电压。 • 交流电压表测量必须进行AC/DC转换 • 检波器分类：均值、峰值和有效值检波器 • 交流电压表分类：均值、峰值和有效值电压表 • 交流电压表按频率范围分类：超低频电压表（低于10Hz）、低频电 压表（低于1MHz）、视频电压表（低于30MHz）、高频或射频电压表（ 低于300MHz）和超高频电压表（高于300MHz）
学习目标：
掌握交流电压的表征， 掌握模拟式交流电压表, 数字电压表的核心构成 及工作原理。掌握DA16型晶体管毫伏表是以 测正弦波时的有效值来 刻度的。理解模拟式和 数字式万用电表的基本 原理。掌握模拟式和数 字式万用表的面板结构 、技术性能和测量技能 。熟练使用万用表进行 参数测量。
3.1 电压测量的要求与分类
1.交流电压的表征
• 包括平均值 U 、峰值Uˆ 、有效值U以及波形因数KF、波
峰因数KP。
(1)平均值 U
• 平均值简称为均值，是指波形中的直流成分。
• 交流电压的平均值特指交流电压经过均值检波后波形的
平均值。
1T
U T 0 u(t) dt
(2) 峰值 Uˆ
• 交流电压的峰值是指交流电压在一个周期内（或一段时间
（2）放大—检波式电压表 • 缺点：由于宽带放大器增益与带宽的矛盾使放大—检波 式电压表的频宽难以扩展，灵敏度也受到内部噪声和外部干 扰的限制。 • 频率范围一般为20Hz～10MHz，灵敏度达毫伏级，通常称 之为视频毫伏表，多用在低频、视频场合。
（3）外差式电压表（选频电压表或测量接收机）
被测输入 输入电路
表3-1 三种结构形式电压表的性能比较
结构形式 放大-检波式 检波-放大式
灵敏度 稍低 稍高
频带宽度 电压表类型
较窄
高频毫伏表、视 频毫伏表
很宽 超高频毫伏表
外差式
很高
很宽
高频微伏表
2. 数字式电压表DVM • 分类1：直流、交流。直流DVM+交直流变换器=交流数字 电压表。 • 分类2：积分式、比较式和复合式。 • 应用较多的是双积分式DVM，其次是逐次比较式DVM，另 有三次积分式DVM。 • 组成：模拟电路、数字逻辑电路、显示电路
第3章 电压测量与仪器
任务引领：
用数字万用 表测量市电 的交流电压
电压测量与仪器 的使用相关的知 识与技能 。
主要内容：
1）电压测量的基本要 求、交流电压的表征、 电子电压表的分类。 2）直流电流的测量、 直流电压的测量。 3）模拟式交流电压表、 低频交流电压表、高频 交流电压表（峰值交流 电压表）。 4）数字电压表主要技 术指标、A-D转换器。 5）万用表、电压表的 使用。
• 电压是电子测量技术中最基本的电参数之一，电子设备 的许多工作特性，都可视为电压的派生量；而电子设备 的各种控制信号、反馈信号、报警信号等，往往也直接 表现为电压量；电压测量是电子测量的基本任务之一。
• 测量电压所采用的仪器主要是电子电压表。模拟式和数 字式两种电压表。
3.1.1电压测量的基本要求
内）以零电平为参考基准的最大瞬时值，记为 Uˆ（或UP
6. 被测电压波形种类多
•
应根据电压表类型和电压波形确定被测电压大小。
3.1.2 电压测量仪器的分类
1. 模拟式电压表
分类：模拟式、数字式
指针式电压表：用磁电式直流电流表作为指示器
2. 数字式电压表 经A/D将模拟信号转换为数字信号
模拟式电压表----直观，一目了然 各有千秋
混频器
中频交流放大器
均值检波器
本振
图3-3 外差式电压表组成框图
（3）外差式电压表 • 特点1：因外差式电压表用混频器将输入信号变为固定中频 信号后进行交流放大，可以较好地解决交流放大器增益与带宽 的矛盾，灵敏度可以提高到微伏级。 • 特点2：频率范围取决于本振频率范围，但当本振频率很高 时，不仅对本振电路的屏蔽要求更高，而且电压表造价也要提 高。若屏蔽不良，本振会对电压表产生干扰而降低测量准确度 。所以一般为高频电压表而不是超高频电压表。
电子测量与仪器
• 书名：电子测量与仪 器
• 书号：978-7-11150266-1
• 作者：李宗宝 • 出版社：机械工业出
版社
目录
• 第1章 电子测量与仪器的基本认识 • 第2章 测量用的信号发生器 • 第3章 电压测量与仪器 • 第4章 频率和时间测量及仪器 • 第5章 示波器测量技术与仪器应用 • 第6章 电子元器件参数测量与仪器 • 第7章 频域测量与仪器 • 第8章 数据域测量与仪器 • 第9章 自动测量技术
1. 频率范围宽 2. 量程宽 3. 输入阻抗高 4. 抗干扰能力强 5. 测量精确度高
Fra Baidu bibliotek
3.1.1电压测量的基本要求
• 电压表精确度表示方法:
（1）满度值的百分数±β%Um:具有线性刻度模拟式电压表采 用，±β%为满度相对误差，Um为电压表满刻度值。
（2）读数值的百分数±α%Ux:具有对数刻度电压表采用， ±α%为读数相对误差，Ux为电压表测量读数值。
被测输入
输入电路
A/D变换器
计数器
寄存显示电路
模拟电路
逻辑控制电路 数字逻辑电路
显示电路
图3-4 数字电压表组成框图
2. 数字式电压表DVM • 特点：测量准确度高、分辨力强、测速快、输入阻抗高、 过载能力强、抗干扰能力强。 • 注意：数字式电压表不能完全代替模拟式电压表。
3.1.3 交流电压的参数及表征方法
• 交流电压表按结构不同分类：放大—检波式、检波—放 大式和外差式
（1）检波—放大式电压表
被测输入
检波器
衰减器 （a）
直流放大器 µA
被测输入
衰减器
交流放大器
检波器
µA （b）
图3-1 检波—放大式电压表组成框图
3-2 放大—检波式电压表组成框图
1. 模拟式电压表 （1）检波—放大式电压表
• 特点：频率范围和输入阻抗主要取决于检波器。这种表 的频率范围从几十赫兹至数百兆赫兹，甚至可达1GHz，输 入阻抗也比较大，一般称之为高频毫伏表或超高频毫伏表。 • 为了使测量灵敏度不受直流放大器零点漂移等的影响， 一般利用调制式（即斩波式）直流放大器放大检波后的直流 信号。
数字式电压表----精度高，输入阻抗高
3.1.2 电压测量仪器的分类
1. 模拟电压表的类型
• 直流电压表用于测量直流电压，交流电压表用于测量交流电压。 • 交流电压表测量必须进行AC/DC转换 • 检波器分类：均值、峰值和有效值检波器 • 交流电压表分类：均值、峰值和有效值电压表 • 交流电压表按频率范围分类：超低频电压表（低于10Hz）、低频电 压表（低于1MHz）、视频电压表（低于30MHz）、高频或射频电压表（ 低于300MHz）和超高频电压表（高于300MHz）
学习目标：
掌握交流电压的表征， 掌握模拟式交流电压表, 数字电压表的核心构成 及工作原理。掌握DA16型晶体管毫伏表是以 测正弦波时的有效值来 刻度的。理解模拟式和 数字式万用电表的基本 原理。掌握模拟式和数 字式万用表的面板结构 、技术性能和测量技能 。熟练使用万用表进行 参数测量。
3.1 电压测量的要求与分类
1.交流电压的表征
• 包括平均值 U 、峰值Uˆ 、有效值U以及波形因数KF、波
峰因数KP。
(1)平均值 U
• 平均值简称为均值，是指波形中的直流成分。
• 交流电压的平均值特指交流电压经过均值检波后波形的
平均值。
1T
U T 0 u(t) dt
(2) 峰值 Uˆ
• 交流电压的峰值是指交流电压在一个周期内（或一段时间
（2）放大—检波式电压表 • 缺点：由于宽带放大器增益与带宽的矛盾使放大—检波 式电压表的频宽难以扩展，灵敏度也受到内部噪声和外部干 扰的限制。 • 频率范围一般为20Hz～10MHz，灵敏度达毫伏级，通常称 之为视频毫伏表，多用在低频、视频场合。
（3）外差式电压表（选频电压表或测量接收机）
被测输入 输入电路
表3-1 三种结构形式电压表的性能比较
结构形式 放大-检波式 检波-放大式
灵敏度 稍低 稍高
频带宽度 电压表类型
较窄
高频毫伏表、视 频毫伏表
很宽 超高频毫伏表
外差式
很高
很宽
高频微伏表
2. 数字式电压表DVM • 分类1：直流、交流。直流DVM+交直流变换器=交流数字 电压表。 • 分类2：积分式、比较式和复合式。 • 应用较多的是双积分式DVM，其次是逐次比较式DVM，另 有三次积分式DVM。 • 组成：模拟电路、数字逻辑电路、显示电路
第3章 电压测量与仪器
任务引领：
用数字万用 表测量市电 的交流电压
电压测量与仪器 的使用相关的知 识与技能 。
主要内容：
1）电压测量的基本要 求、交流电压的表征、 电子电压表的分类。 2）直流电流的测量、 直流电压的测量。 3）模拟式交流电压表、 低频交流电压表、高频 交流电压表（峰值交流 电压表）。 4）数字电压表主要技 术指标、A-D转换器。 5）万用表、电压表的 使用。
• 电压是电子测量技术中最基本的电参数之一，电子设备 的许多工作特性，都可视为电压的派生量；而电子设备 的各种控制信号、反馈信号、报警信号等，往往也直接 表现为电压量；电压测量是电子测量的基本任务之一。
• 测量电压所采用的仪器主要是电子电压表。模拟式和数 字式两种电压表。
3.1.1电压测量的基本要求
内）以零电平为参考基准的最大瞬时值，记为 Uˆ（或UP