電子測(cè)量習(xí)題課課件

1、電子測(cè)量習(xí)題課電子測(cè)量習(xí)題課測(cè)量頻率范圍寬、測(cè)量頻率范圍寬、 量量 程范圍寬程范圍寬 、 測(cè)量準(zhǔn)確度高測(cè)量準(zhǔn)確度高 、 測(cè)量測(cè)量速度快速度快 、 易于實(shí)現(xiàn)遙測(cè)易于實(shí)現(xiàn)遙測(cè) 、易于實(shí)現(xiàn)測(cè)量過(guò)程的自動(dòng)化和測(cè)量、易于實(shí)現(xiàn)測(cè)量過(guò)程的自動(dòng)化和測(cè)量?jī)x器智能化。儀器智能化。電能量測(cè)量、電能量測(cè)量、 電信號(hào)特性測(cè)量、電信號(hào)特性測(cè)量、 電路元件參數(shù)測(cè)電路元件參數(shù)測(cè)量、電子設(shè)備的性能測(cè)量量、電子設(shè)備的性能測(cè)量 。非電量的測(cè)量。非電量的測(cè)量。1. 1. 電子測(cè)量的特點(diǎn)有電子測(cè)量的特點(diǎn)有：2.2.電子測(cè)量的主要內(nèi)容有：電子測(cè)量的主要內(nèi)容有：3.3.相對(duì)誤差定義為相對(duì)誤差定義為 與與 真值真值 的比值，通常用百分?jǐn)?shù)的比

2、值，通常用百分?jǐn)?shù)表示。表示。 絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差4.4.隨機(jī)誤差的大小，可以用測(cè)量值的隨機(jī)誤差的大小，可以用測(cè)量值的 來(lái)衡量，其值來(lái)衡量，其值越小，測(cè)量值越集中，測(cè)量的越小，測(cè)量值越集中，測(cè)量的 越高精密度越高精密度標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差精密度精密度下列各項(xiàng)中下列各項(xiàng)中不屬于不屬于測(cè)量基本要素的是測(cè)量基本要素的是 。A 、被測(cè)對(duì)象、被測(cè)對(duì)象 B 、測(cè)量?jī)x器系統(tǒng)、測(cè)量?jī)x器系統(tǒng) C 、測(cè)量誤差、測(cè)量誤差 D 、測(cè)量人員、測(cè)量人員C下列不屬于測(cè)量誤差來(lái)源的是下列不屬于測(cè)量誤差來(lái)源的是 。A 、儀器誤差和（環(huán)境）影響誤差、儀器誤差和（環(huán)境）影響誤差 B 、滿度誤差和分貝誤差、滿度誤差和分貝誤差 C 、人身誤差

3、和測(cè)量對(duì)象變化誤差、人身誤差和測(cè)量對(duì)象變化誤差 D 、理論誤差和方法誤差、理論誤差和方法誤差B一、相對(duì)誤差一、相對(duì)誤差 相對(duì)誤差用來(lái)說(shuō)明測(cè)量精度的高低，又可分為：相對(duì)誤差用來(lái)說(shuō)明測(cè)量精度的高低，又可分為： (1)實(shí)際相對(duì)誤差 實(shí)際相對(duì)誤差定義為%100 AxA (2)示值相對(duì)誤差 示值相對(duì)誤差也叫標(biāo)稱相對(duì)誤差，定義為 %100 xxx 例：被測(cè)電壓真值為例：被測(cè)電壓真值為 100v ，用電壓表測(cè)試時(shí)，指示值為，用電壓表測(cè)試時(shí)，指示值為 80v ，則相對(duì)誤差為則相對(duì)誤差為 。 A +25% B -25% C +20% D -20%D二、隨機(jī)誤差二、隨機(jī)誤差 隨機(jī)誤差又稱偶然誤差，是指對(duì)同一量值進(jìn)

4、行多次等精隨機(jī)誤差又稱偶然誤差，是指對(duì)同一量值進(jìn)行多次等精度測(cè)量時(shí)，其絕對(duì)值和符號(hào)均以不可預(yù)定的方式無(wú)規(guī)則變化度測(cè)量時(shí)，其絕對(duì)值和符號(hào)均以不可預(yù)定的方式無(wú)規(guī)則變化的誤差。的誤差。在相同條件下多次測(cè)量同一量時(shí)，隨機(jī)誤差的在相同條件下多次測(cè)量同一量時(shí)，隨機(jī)誤差的 -A 絕對(duì)值和符號(hào)均發(fā)生變化絕對(duì)值和符號(hào)均發(fā)生變化 B 絕對(duì)值發(fā)生變化，符號(hào)保持恒定絕對(duì)值發(fā)生變化，符號(hào)保持恒定 C 符號(hào)發(fā)生變化，絕對(duì)值保持恒定符號(hào)發(fā)生變化，絕對(duì)值保持恒定 D 絕對(duì)值和符號(hào)均保持恒定絕對(duì)值和符號(hào)均保持恒定A分貝誤差分貝誤差是用是用 形式表示的形式表示的 誤差。誤差。對(duì)數(shù)對(duì)數(shù)相對(duì)相對(duì)測(cè)量值的測(cè)量值的數(shù)學(xué)期望數(shù)學(xué)期望 E(

5、 X ) ，就是當(dāng)測(cè)量次數(shù)，就是當(dāng)測(cè)量次數(shù) n 趨趨近無(wú)窮大時(shí)，它的各次測(cè)量值的近無(wú)窮大時(shí)，它的各次測(cè)量值的 。算術(shù)平均值算術(shù)平均值多余數(shù)字的舍入規(guī)則多余數(shù)字的舍入規(guī)則對(duì)測(cè)量結(jié)果中的多余有效數(shù)字，應(yīng)按下面的舍入規(guī)則進(jìn)行：對(duì)測(cè)量結(jié)果中的多余有效數(shù)字，應(yīng)按下面的舍入規(guī)則進(jìn)行：簡(jiǎn)單概括為簡(jiǎn)單概括為“小于小于5 5舍，大于舍，大于5 5入，等于入，等于5 5時(shí)采取偶數(shù)法則時(shí)采取偶數(shù)法則”。例例：將下列數(shù)字保留到小數(shù)點(diǎn)后一位：將下列數(shù)字保留到小數(shù)點(diǎn)后一位：l234，l236，l235，l245。 解：解：1234 l23 (45， 進(jìn)一進(jìn)一) l235 l24 (3是奇數(shù)，是奇數(shù)，5入入) 1245 1

6、24 (4是偶數(shù)，是偶數(shù)，5舍舍)某待測(cè)電壓約為某待測(cè)電壓約為100V100V，現(xiàn)有現(xiàn)有1.01.0級(jí)級(jí)量程為量程為200V200V和和1.51.5級(jí)級(jí)量程為量程為150V150V的兩個(gè)電壓表的兩個(gè)電壓表，問(wèn)用哪一塊電壓表測(cè)量較問(wèn)用哪一塊電壓表測(cè)量較好？好？%2%0 . 1 )(100200%1sxxmx用用1.51.5級(jí)量程為級(jí)量程為150V150V的電壓表測(cè)的電壓表測(cè)100V100V時(shí)，時(shí)，%.%.)(%252511001502 sxxmx 因?yàn)橐驗(yàn)? ,2%2.25%2%2.25% 所以選所以選用用1.01.0級(jí)量程為級(jí)量程為200V200V的電壓表更好。的電壓表更好。測(cè)量最大相對(duì)誤差測(cè)

7、量最大相對(duì)誤差測(cè)量最大相對(duì)誤差測(cè)量最大相對(duì)誤差例：例：分析：測(cè)量效果好分析：測(cè)量效果好, ,主要看哪塊表的示值相對(duì)誤差小主要看哪塊表的示值相對(duì)誤差小解：解：用用1.01.0級(jí)量程為級(jí)量程為200V200V的電壓表測(cè)的電壓表測(cè)100V100V時(shí)，時(shí)， 在低頻在低頻( (或超低頻或超低頻) )信號(hào)發(fā)生器的家族中，還有一種被稱為信號(hào)發(fā)生器的家族中，還有一種被稱為函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，簡(jiǎn)稱函數(shù)發(fā)生器簡(jiǎn)稱函數(shù)發(fā)生器，它在輸出正弦波的同時(shí)，它在輸出正弦波的同時(shí)，還能輸出同頻率的三角波、方波、鋸齒波等波形，以滿足不同還能輸出同頻率的三角波、方波、鋸齒波等波形，以滿足不同的測(cè)試需求。的測(cè)試需求。函數(shù)

8、發(fā)生器的基本工作原理函數(shù)發(fā)生器的基本工作原理是先由積分電路和觸是先由積分電路和觸發(fā)電路產(chǎn)生三角波和方波，然后通過(guò)函數(shù)轉(zhuǎn)換器發(fā)電路產(chǎn)生三角波和方波，然后通過(guò)函數(shù)轉(zhuǎn)換器( (例如二極管例如二極管整形網(wǎng)絡(luò)整形網(wǎng)絡(luò)) )將三角波整形成正弦波。將三角波整形成正弦波。 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器函數(shù)信號(hào)發(fā)生器能夠輸出多種信號(hào)波形的信號(hào)發(fā)生器是能夠輸出多種信號(hào)波形的信號(hào)發(fā)生器是 。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器函數(shù)信號(hào)發(fā)生器主要由電壓控制振蕩器主要由電壓控制振蕩器(簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱VCO， 其振蕩頻率可由偏置電壓改變。比如改變其振蕩頻率可由偏置電壓改變。比如改變變?nèi)荻O管兩端直流電壓，就可改變變?nèi)荻O管兩端直流電壓，就可改變 其等效電容，從而

9、改變由它構(gòu)成的振蕩其等效電容，從而改變由它構(gòu)成的振蕩器的頻率器的頻率)、鑒相器、鑒相器(簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱PD，其輸出端直流電壓隨其兩個(gè)輸入信號(hào)的相位差改，其輸出端直流電壓隨其兩個(gè)輸入信號(hào)的相位差改 變變)、低通濾波器、低通濾波器(簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱PLF，在這里的，在這里的 作用是濾除高頻成分，留下隨相位差變作用是濾除高頻成分，留下隨相位差變 化的直流電壓化的直流電壓)及晶體振蕩器等部分構(gòu)及晶體振蕩器等部分構(gòu) 成。成。該鎖相環(huán)的基本工作原理如下該鎖相環(huán)的基本工作原理如下：當(dāng)壓控振蕩器輸出：頻率：當(dāng)壓控振蕩器輸出：頻率f2由于某種原因變化由于某種原因變化時(shí)，相應(yīng)相位也產(chǎn)生變化，相應(yīng)相位也產(chǎn)生變化，該相位變化在鑒相

10、器中與基時(shí)，相應(yīng)相位也產(chǎn)生變化，相應(yīng)相位也產(chǎn)生變化，該相位變化在鑒相器中與基準(zhǔn)晶振頻率準(zhǔn)晶振頻率f1的穩(wěn)定相位相比較，使鑒相器輸出一個(gè)與相位差成比例的電壓的穩(wěn)定相位相比較，使鑒相器輸出一個(gè)與相位差成比例的電壓ud(t)，經(jīng)過(guò)低通濾波器，檢出其直流分量，經(jīng)過(guò)低通濾波器，檢出其直流分量uc(t) ，用，用uc(t)控制壓控振蕩器中壓控控制壓控振蕩器中壓控元件數(shù)值元件數(shù)值(如變?nèi)荻O管電容如變?nèi)荻O管電容)，從而調(diào)整，從而調(diào)整VCO的輸出頻率的輸出頻率f2 ，使其不但頻率和，使其不但頻率和基準(zhǔn)晶振一致，相位也同步，這時(shí)稱為相位鎖定，因此最終基準(zhǔn)晶振一致，相位也同步，這時(shí)稱為相位鎖定，因此最終VCO的

11、頻率輸出的頻率輸出穩(wěn)定度就由晶振頻率穩(wěn)定度就由晶振頻率f1所決定。所決定。鎖相環(huán)路的基本組成和工作原理。鎖相環(huán)路的基本組成和工作原理。 圖中壓控振蕩器輸出頻率經(jīng)分圖中壓控振蕩器輸出頻率經(jīng)分 頻后得到頻后得到 頻率的信號(hào)送往鑒相器，與采自晶振輸出經(jīng)頻率的信號(hào)送往鑒相器，與采自晶振輸出經(jīng)n2次分次分頻的頻率頻的頻率f0/n2的信號(hào)進(jìn)行相位比較，由前面的鎖相的信號(hào)進(jìn)行相位比較，由前面的鎖相環(huán)路的介紹可知環(huán)路的介紹可知，當(dāng)當(dāng)201/nfnf 021fnnf 間接合成法即鎖相環(huán)路法間接合成法即鎖相環(huán)路法即即ZrZrMHfkHf40,10021 ZoMHf)1 .10173( ZkHf100 已知用于組成

12、混頻倍頻環(huán)，其，步進(jìn)頻率環(huán)路形式如下圖所示，求（1）M取“+”，N=？（2）M取“”N=？輸出頻率輸出頻率混頻器混頻器(M)(M)鑒相器鑒相器f0=(73101.1)MHZ帶通濾波帶通濾波器器f r1=100kHZ頻率源頻率源1 1壓控振蕩壓控振蕩器器低通濾波低通濾波器器頻率源頻率源2 2fr2=40MHZf=100kHZ分頻器分頻器（N N）f1rNff orfff 2ZZZorMHMHMHfff)1 .141113()1 .10173(402 141111301 . 01 .1411131 rffN解：根據(jù)鎖相原理，我們不難看出解：根據(jù)鎖相原理，我們不難看出 而而（1）若）若M取取“+”+

13、”，則，則則則ZZZroMHMHMHfff)1 .6133(40)1 .10173(2 6113301 . 01 .61331 rffN（2）若）若M取取“-”-”，則，則則則1.頻率輸出范圍：頻率輸出范圍：2maxmin/ 42/ 2nocnocffMff 024ccnfff3.頻率分辨率：頻率分辨率：2cnff 2.輸出頻率的個(gè)數(shù)：輸出頻率的個(gè)數(shù)：DDS的幾個(gè)結(jié)論：的幾個(gè)結(jié)論：示波管由示波管由 電子槍電子槍 、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和和熒光熒熒光熒三部分組成。三部分組成。用峰值電壓表測(cè)量某一電壓，若讀數(shù)為用峰值電壓表測(cè)量某一電壓，若讀數(shù)為1V，則該電壓的峰值為則該電壓的峰值為 1.41 伏伏。示

14、波器熒光屏上，光點(diǎn)在鋸齒波電壓作用下掃動(dòng)的過(guò)程稱為示波器熒光屏上，光點(diǎn)在鋸齒波電壓作用下掃動(dòng)的過(guò)程稱為 掃描掃描 。當(dāng)示波器兩個(gè)偏轉(zhuǎn)板上都加當(dāng)示波器兩個(gè)偏轉(zhuǎn)板上都加 信號(hào)信號(hào) 時(shí)，顯示的圖形叫時(shí)，顯示的圖形叫李沙育圖李沙育圖形形，這種圖形在，這種圖形在 相位相位 和頻率測(cè)量中常會(huì)用到。和頻率測(cè)量中常會(huì)用到。下圖是電子示波器組成框圖，說(shuō)明各部分的作用是什么? 電子示波器由電子示波器由Y通道通道、X通道通道、Z通道、示波管、幅度校正器、通道、示波管、幅度校正器、掃描時(shí)間校正器、電源幾部分組成。掃描時(shí)間校正器、電源幾部分組成。 被觀察的波形通過(guò)被觀察的波形通過(guò)Y通道探頭，經(jīng)過(guò)衰減加到垂直前置放大通道

15、探頭，經(jīng)過(guò)衰減加到垂直前置放大器的輸入端，垂直前置放大器的推挽輸出信號(hào)和經(jīng)過(guò)延遲線、器的輸入端，垂直前置放大器的推挽輸出信號(hào)和經(jīng)過(guò)延遲線、垂直末級(jí)放大器，輸出足夠大的推挽信號(hào)加到示波管的垂直偏垂直末級(jí)放大器，輸出足夠大的推挽信號(hào)加到示波管的垂直偏轉(zhuǎn)板轉(zhuǎn)板Y1Y2上上。 由時(shí)基發(fā)生器產(chǎn)生線性掃描電壓，經(jīng)水平末級(jí)放大器放大由時(shí)基發(fā)生器產(chǎn)生線性掃描電壓，經(jīng)水平末級(jí)放大器放大后，輸出推挽的鋸齒波信號(hào)加到水平偏轉(zhuǎn)板后，輸出推挽的鋸齒波信號(hào)加到水平偏轉(zhuǎn)板X1、X2上上。為了在示波管上得到穩(wěn)定的顯示波形為了在示波管上得到穩(wěn)定的顯示波形，要求每次掃描的鋸齒，要求每次掃描的鋸齒波信號(hào)起點(diǎn)，應(yīng)對(duì)應(yīng)于周期性被顯示信

16、號(hào)的同一相應(yīng)點(diǎn)，因波信號(hào)起點(diǎn)，應(yīng)對(duì)應(yīng)于周期性被顯示信號(hào)的同一相應(yīng)點(diǎn)，因此，將被顯示信號(hào)的一部分送到觸發(fā)同步電路，當(dāng)該電路得此，將被顯示信號(hào)的一部分送到觸發(fā)同步電路，當(dāng)該電路得到的信號(hào)相應(yīng)于輸入信號(hào)的某個(gè)電平和極性，同步到的信號(hào)相應(yīng)于輸入信號(hào)的某個(gè)電平和極性，同步 。校正器用校正器用來(lái)校準(zhǔn)示波器的主要特征。常用的有幅度校正器和掃來(lái)校準(zhǔn)示波器的主要特征。常用的有幅度校正器和掃描時(shí)間校正器。描時(shí)間校正器。電源電源一般由兩個(gè)整流器組成。高壓整流器供給示波管高壓電極一般由兩個(gè)整流器組成。高壓整流器供給示波管高壓電極電壓，低壓整流器供給示波器所有其它電路的電壓和示波管低電壓，低壓整流器供給示波器所有其它電

17、路的電壓和示波管低壓電極電壓。通常低壓電源采用穩(wěn)壓器，較精密的示波器高壓壓電極電壓。通常低壓電源采用穩(wěn)壓器，較精密的示波器高壓電源也采取穩(wěn)壓措施。電源也采取穩(wěn)壓措施。在示波器垂直通道中設(shè)置電子開關(guān)的目的是在示波器垂直通道中設(shè)置電子開關(guān)的目的是 。A:實(shí)現(xiàn)雙蹤顯示實(shí)現(xiàn)雙蹤顯示 ； B:實(shí)現(xiàn)雙時(shí)基掃描實(shí)現(xiàn)雙時(shí)基掃描 C:實(shí)現(xiàn)觸發(fā)掃描實(shí)現(xiàn)觸發(fā)掃描 ； D:實(shí)現(xiàn)同步實(shí)現(xiàn)同步A為了在示波器熒光屏上得到清晰而穩(wěn)定的波形，應(yīng)保為了在示波器熒光屏上得到清晰而穩(wěn)定的波形，應(yīng)保證信號(hào)的掃描電壓同步，即掃描電壓的周期應(yīng)等于被證信號(hào)的掃描電壓同步，即掃描電壓的周期應(yīng)等于被測(cè)信號(hào)周期的測(cè)信號(hào)周期的倍倍。 A:奇數(shù)奇數(shù)

18、； B:偶數(shù)偶數(shù) ； C:整數(shù)整數(shù) ； D:2/3C計(jì)算下列波形的計(jì)算下列波形的幅度幅度和和頻率頻率( (經(jīng)探頭經(jīng)探頭10:110:1接入接入) )：Vdiv位于位于0.2檔，檔，tdiv位于位于2 s檔。檔。 H2div， D3div H 5div， D 2div H 3div， D 5div 解解:diVs321 Uy=0.2V V2div2div10=4V10=4V=167KHz=167KHz計(jì)算題計(jì)算題Tf1 Uy=0.2V5diy10=10V diVs221 =250KHz Uy=0.2V3diy10=6V diVs521 =100KHz=100KHzTf1 Tf1 已知示波器的偏轉(zhuǎn)

19、因數(shù)已知示波器的偏轉(zhuǎn)因數(shù)Dy0.2 V/cm，熒光屏的，熒光屏的水平方向長(zhǎng)度為水平方向長(zhǎng)度為10 cm。 若時(shí)基因數(shù)為若時(shí)基因數(shù)為0.05 ms/cm，所觀測(cè)的波形如題，所觀測(cè)的波形如題2.25圖所示，求被測(cè)信號(hào)的峰圖所示，求被測(cè)信號(hào)的峰-峰值及頻率。峰值及頻率。 10cm 6cm V . . 21620 hDUypp ms .250210050 xDTt kHz 41 Tf u1和u2為同頻率的正弦信號(hào)，用雙蹤示波器測(cè)量相位差，顯示圖形如圖所示，測(cè)得x11.5div，x8div，求相位差。5673608513601. . xDxDtt u2 u1 x1 x TNfx 電子計(jì)數(shù)法測(cè)頻原理電子計(jì)

20、數(shù)法測(cè)頻原理 若某一信號(hào)在T秒時(shí)間內(nèi)重復(fù)變化了N次，則根據(jù)頻率的定義，可知該信號(hào)的頻率fx為電子計(jì)數(shù)器測(cè)量時(shí)間間隔的誤差與測(cè)周期時(shí)類似，它主要電子計(jì)數(shù)器測(cè)量時(shí)間間隔的誤差與測(cè)周期時(shí)類似，它主要由量化誤差、觸發(fā)誤差和標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差三部分構(gòu)成。由量化誤差、觸發(fā)誤差和標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差三部分構(gòu)成。 A. 量化誤差、觸發(fā)誤差量化誤差、觸發(fā)誤差 B. 量化誤差、標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差量化誤差、標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差C. 觸發(fā)誤差、標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差觸發(fā)誤差、標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差 D. 量化誤差、轉(zhuǎn)換誤差量化誤差、轉(zhuǎn)換誤差用計(jì)數(shù)器測(cè)頻的誤差主要包括用計(jì)數(shù)器測(cè)頻的誤差主要包括： 。B 用一個(gè)用一個(gè)6位電子計(jì)數(shù)器測(cè)量頻率為位電子計(jì)數(shù)器測(cè)量頻率為2 0

21、00 Hz的信號(hào)頻的信號(hào)頻率，試計(jì)算當(dāng)閘門時(shí)間率，試計(jì)算當(dāng)閘門時(shí)間T分別為分別為1 s、0.1 s和和10 ms時(shí)，時(shí)，由由1誤差產(chǎn)生的測(cè)頻誤差。誤差產(chǎn)生的測(cè)頻誤差。TfNNx1 %05. 01200011 TfNNx%5 . 01 . 0200011 TfNNx當(dāng)當(dāng)T為為1 s時(shí)，時(shí)，當(dāng)當(dāng)T為為0.1 s時(shí)，時(shí)，當(dāng)當(dāng)T為為10 ms時(shí)，時(shí)，%501. 0200011 TfNNx 測(cè)量一個(gè)頻率為測(cè)量一個(gè)頻率為200 Hz的信號(hào)頻率，采用測(cè)頻法（閘的信號(hào)頻率，采用測(cè)頻法（閘門時(shí)間門時(shí)間T1 s）和測(cè)周法（時(shí)標(biāo)信號(hào)周期）和測(cè)周法（時(shí)標(biāo)信號(hào)周期Ts0.1s）兩種方法，分別計(jì)算由兩種方法，分別計(jì)算由1

22、誤差引起的測(cè)量誤差。誤差引起的測(cè)量誤差。%002. 0 200101 . 0 6 xsxsfTTTNN%5 . 0120011 TfNNx采用測(cè)頻法采用測(cè)頻法采用測(cè)周法采用測(cè)周法電壓測(cè)量的重要性電壓測(cè)量的重要性電壓測(cè)量是電測(cè)量與非電測(cè)量的基礎(chǔ)；電壓測(cè)量是電測(cè)量與非電測(cè)量的基礎(chǔ)； （1）電測(cè)量中，許多電量的測(cè)量可以轉(zhuǎn)化為電壓測(cè)量：）電測(cè)量中，許多電量的測(cè)量可以轉(zhuǎn)化為電壓測(cè)量：（2）非電測(cè)量中，物理量）非電測(cè)量中，物理量電壓信號(hào)，再進(jìn)行測(cè)量電壓信號(hào)，再進(jìn)行測(cè)量 如：溫度、壓力、振動(dòng)、（加）速度如：溫度、壓力、振動(dòng)、（加）速度電壓測(cè)量的主要特征電壓測(cè)量的主要特征 (1)應(yīng)有足夠?qū)挼念l率范圍；應(yīng)有足夠

23、寬的頻率范圍； (2)應(yīng)有足夠?qū)挼碾妷簻y(cè)量范圍；應(yīng)有足夠?qū)挼碾妷簻y(cè)量范圍； (3)應(yīng)用足夠高的測(cè)量準(zhǔn)確度；應(yīng)用足夠高的測(cè)量準(zhǔn)確度； (4)應(yīng)有足夠高的輸入阻抗；應(yīng)有足夠高的輸入阻抗； (5)應(yīng)具有高的抗干擾能力。應(yīng)具有高的抗干擾能力。波形因數(shù)、波峰因數(shù)波形因數(shù)、波峰因數(shù) 交流電壓的有效值、平均值和峰值間有一定的關(guān)系，可分交流電壓的有效值、平均值和峰值間有一定的關(guān)系，可分別用波形因數(shù)別用波形因數(shù)( (或稱波形系數(shù)或稱波形系數(shù)) )及波峰因數(shù)及波峰因數(shù)( (或稱波峰系數(shù)或稱波峰系數(shù)) )表示表示。 波形因數(shù)波形因數(shù)KF，定義為該電壓的有效值與平均值之比定義為該電壓的有效值與平均值之比UUKF 波峰

24、因數(shù)波峰因數(shù)，定義為該電壓的峰值與有效值之比，定義為該電壓的峰值與有效值之比UUKpp 測(cè)量交流電壓的方法很多，依據(jù)的原理也不同。測(cè)量交流電壓的方法很多，依據(jù)的原理也不同。其中最主要的是利用交流直流其中最主要的是利用交流直流(ACDC)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路將交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，然后再接到直流電壓表將交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，然后再接到直流電壓表上進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)上進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)ACDC轉(zhuǎn)換器的類型，可分成檢轉(zhuǎn)換器的類型，可分成檢波法和熱電轉(zhuǎn)換法。根據(jù)檢波特性的不同，檢波法又波法和熱電轉(zhuǎn)換法。根據(jù)檢波特性的不同，檢波法又可分成平均值檢波、峰值檢波、有效值檢波等?？煞殖善骄禉z波、峰值檢波、有效值檢波

25、等。交流電壓測(cè)量的基本原理交流電壓測(cè)量的基本原理均值電壓表均值電壓表 由于均值檢波器檢波靈敏度的非線性特性及輸入阻由于均值檢波器檢波靈敏度的非線性特性及輸入阻抗過(guò)低，所以以均值檢波器為抗過(guò)低，所以以均值檢波器為ACDC變換器的均值電壓變換器的均值電壓表一般都設(shè)計(jì)成放大表一般都設(shè)計(jì)成放大檢波式。放大器的主要作用是放大檢波式。放大器的主要作用是放大被測(cè)電壓，提高測(cè)量靈敏度，使檢波器工作在線性區(qū)域，被測(cè)電壓，提高測(cè)量靈敏度，使檢波器工作在線性區(qū)域，同時(shí)它的高輸入阻抗可以大大減小負(fù)載效應(yīng)。同時(shí)它的高輸入阻抗可以大大減小負(fù)載效應(yīng)。波形換算波形換算 前已敘述，電壓表度盤是以正弦波的有效值定度的，而前已敘述

26、，電壓表度盤是以正弦波的有效值定度的，而均值檢波器的輸出，均值檢波器的輸出，( (即流過(guò)電流表的電流即流過(guò)電流表的電流) )與被測(cè)信號(hào)電壓與被測(cè)信號(hào)電壓的平均值成線性關(guān)系，為此有的平均值成線性關(guān)系，為此有UKUaa 例例 用全波整流均值電壓表分別測(cè)量用全波整流均值電壓表分別測(cè)量正弦波，三正弦波，三角波和方波角波和方波，若電壓表示值均為，若電壓表示值均為10V10V，問(wèn)被測(cè)電壓的，問(wèn)被測(cè)電壓的有效值有效值各為多少各為多少? ?VUUa10 解：對(duì)于正弦波，由于電壓表本來(lái)就是按其有效值定解：對(duì)于正弦波，由于電壓表本來(lái)就是按其有效值定度，即電壓表的示值就是正弦波的有效值，所以正弦度，即電壓表的示值就

27、是正弦波的有效值，所以正弦波的有效值波的有效值 對(duì)于三角波，查表，其波形系數(shù)對(duì)于三角波，查表，其波形系數(shù) ，所，所以有效值以有效值15. 1 FKVUKUaF35.101015. 19 . 09 . 0 對(duì)于方波，查表，其波形系數(shù)對(duì)于方波，查表，其波形系數(shù)KF1，所以有效值所以有效值VUKUaF91019 . 09 . 0 峰值檢波器峰值檢波器 波形換算波形換算 當(dāng)被測(cè)電壓為非正弦波時(shí)，應(yīng)進(jìn)行波形換算才當(dāng)被測(cè)電壓為非正弦波時(shí)，應(yīng)進(jìn)行波形換算才能得到被測(cè)電壓的有效值。波形換算的原理是：示能得到被測(cè)電壓的有效值。波形換算的原理是：示值值Ua相等則峰值相等則峰值Up也相等也相等。apUU2 再由表給

28、出的波峰因數(shù)再由表給出的波峰因數(shù) 得到有效值得到有效值UUkpp/apUKU2 上式僅適用于單峰值電壓表。上式僅適用于單峰值電壓表。 例例 用峰值電壓表分別測(cè)量正弦波、三角波和方波，電壓用峰值電壓表分別測(cè)量正弦波、三角波和方波，電壓表均指在表均指在l0V位置，問(wèn)三種波形被測(cè)信號(hào)的峰值和有效值各為位置，問(wèn)三種波形被測(cè)信號(hào)的峰值和有效值各為多少多少? 解：按著示值相等峰值也相等的原理可知三種波形的電壓解：按著示值相等峰值也相等的原理可知三種波形的電壓峰值峰值Up都是都是 VUUap1 .141022 因?yàn)殡妷罕砭褪且哉也ㄓ行е刀ǘ鹊?，因此正弦波的有因?yàn)殡妷罕砭褪且哉也ㄓ行е刀ǘ鹊?，因此正弦波?/p>

29、有效值就是電壓表表針指示值，即正弦波的有效值效值就是電壓表表針指示值，即正弦波的有效值U10V。對(duì)于三角波，有效值對(duì)于三角波，有效值VUKUap17. 873. 11044. 12 對(duì)于方波，波峰系數(shù)對(duì)于方波，波峰系數(shù)Kp=1，因此有效值，因此有效值VUUp1 .14 利用單峰值電壓表測(cè)量題圖中正弦、方波和三角波的電壓，電壓表讀數(shù)均為5V，問(wèn)： (1)對(duì)每種波形來(lái)說(shuō)，讀數(shù)各代表什么意義? (2)三種波形的峰值、平均值、有效值各為多少? 解：（解：（1）對(duì)于單峰值電壓表按示值相等峰值也相等的原理）對(duì)于單峰值電壓表按示值相等峰值也相等的原理,對(duì)每種波形來(lái)說(shuō)，讀數(shù)各代表三種波形的峰值為對(duì)每種波形來(lái)說(shuō)

30、，讀數(shù)各代表三種波形的峰值為VUUap07. 7522 VUUp07. 7 即正弦波的有效值即正弦波的有效值U5V5V 對(duì)于方波，波峰系數(shù)對(duì)于方波，波峰系數(shù)K Kp p=1=1，因此有效值，因此有效值VUKUap07. 715414. 12 對(duì)于三角波波峰系數(shù)對(duì)于三角波波峰系數(shù)Kp=1.73，有效值，有效值 VUKUap09. 473. 15414. 12 （2）因?yàn)殡妷罕砭褪且哉也ㄓ行е刀ǘ鹊模虼苏遥┮驗(yàn)殡妷罕砭褪且哉也ㄓ行е刀ǘ鹊?，因此正弦波的有效值就是電壓表表針指示值波的有效值就是電壓表表針指示值平均值平均值KF=1平均值平均值KF=1.15VU07. 7 VU56. 315.

31、109. 4 VUUap1 .141022VUKUap17. 873. 11044. 12 VUUp10用峰值電壓表分別測(cè)量正弦波、三角波和方波，電壓表均指在l0V位置，問(wèn)三種波形被測(cè)信號(hào)的峰值和有效值各為多少?（三角波 KP =1.73 方波Kp=1） 解：按著示值相等峰值也相等的原理，可知三種波形的電壓峰值Up都是 因?yàn)殡妷罕砭褪且哉也ㄓ行е刀ǘ鹊?，因此正弦波的有效值就是電壓表表針指示值，即正弦波的有效值U10V。對(duì)于三角波 Kp=1.73 有效值對(duì)于方波，波峰系數(shù)Kp=1，因此有效值VUUp10數(shù)字萬(wàn)用表的數(shù)字萬(wàn)用表的核心核心是是 A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器1999屬于屬于 3位半位半 位數(shù)字萬(wàn)用表，在位數(shù)字萬(wàn)用表，在10V量程上的超量程能力為量程上的超量程能力為 100% ，在，在0.2V量程上的超量程能力為量程上的超量程能力為 0 。 數(shù)字電壓表顯示位數(shù)越多，則數(shù)字電壓表顯示位數(shù)越多，則_。A、測(cè)量范圍越大、測(cè)量范圍越大 B、測(cè)量誤差越小、測(cè)量誤差越小 C、過(guò)載能力越強(qiáng)、過(guò)載能力越強(qiáng) D、測(cè)量分辨力越高、測(cè)量分辨力越高D 繪圖說(shuō)明繪圖說(shuō)明DVM的電路構(gòu)成和工作原理