真有效值數(shù)字電壓表-總結(jié)

1、2014湖南大學(xué)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽第一次校內(nèi)賽賽真有效值數(shù)字電壓表一、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)數(shù)字真有效值電壓表。二、要求1、基本要求（1）真有效值電壓測(cè)量：可測(cè)量頻率范圍在0Hz10kHz頻率范圍的單頻信號(hào)或合成信號(hào)的電壓有效值，測(cè)量相對(duì)誤差0.5%+最低位2個(gè)字。（2）測(cè)量量程：分2OOmV、2V、20V三檔，可用手動(dòng)切換量程。（3）測(cè)量結(jié)果顯示：釆用LED或LCD顯示十進(jìn)制數(shù)字，三位半數(shù)顯（0000-1999）（4）輸入電阻lOOkQo（5）具有輸入過(guò)壓保護(hù)功能。（6）單電源供電，供電電源電壓9Vo2、提高部分（1）擴(kuò)展頻率測(cè)量范圍為0Hz100kHz。（2）增加平均值測(cè)量功能。（3）測(cè)量誤差降

2、低為0.1%+最低位2個(gè)字。（4）自動(dòng)量程切換功能。（5）其他。設(shè)計(jì)分析一、對(duì)題目的理解真有效值的概念、實(shí)現(xiàn)方法及分析對(duì)有效值的理解真有效值不是針對(duì)正弦信號(hào)定義的，所有電信號(hào)都有其有效值。從物理學(xué)的角度而言,就是電流通過(guò)物體做的功(發(fā)熱)等效。所以在此處不能用檢測(cè)峰值或平均值通過(guò)轉(zhuǎn)換計(jì)算得到，而是要通過(guò)采樣，按有效值的定義，通過(guò)離散化計(jì)算得到。檢峰或平值值換算得到是針對(duì)特定的周期性波形，如正弦波。而本題要求并沒(méi)有定義是正弦波。有效值的計(jì)算有效值計(jì)算式：積分部分可通過(guò)離散化計(jì)算。設(shè)等時(shí)間間隔采樣，在0至T采樣時(shí)間采樣N點(diǎn)，則連續(xù)枳分可以用離散化公式進(jìn)行計(jì)算：從中可得到:采樣時(shí)間計(jì)算對(duì)誤差的影響以

3、單位幅值正弦波為例，分析積分時(shí)間及開(kāi)始程分時(shí)刻對(duì)計(jì)算的影響。設(shè)積分時(shí)間為T,初始相位為卩則對(duì)應(yīng)的有效值的平方為2(2X(2x2o)T當(dāng)采樣時(shí)長(zhǎng)T為周期To的整數(shù)倍時(shí)，有:sin(2T+2(p)=sin2q2/15 /15siii(2T+2(p)sin理2p)1(2x2o)T2從中看出，采樣后的計(jì)算結(jié)果與初如采樣位置沒(méi)有相關(guān)性。當(dāng)采樣時(shí)長(zhǎng)T不為周期To的整數(shù)倍時(shí)，設(shè)TiTo+ATo有：1sin(2o(nT0+AT0)+2p)sincp)1siii(2AT0+2(p)sin理2p)_2(2x2o)T_2(2x2o)T與周期整數(shù)倍采樣相比，產(chǎn)生的偏差為：LU2=(2x2o)Tsin(2oAT0+2(

4、p)sin22(p)將T=nT0+AT0和0=5/To代入，有:2sin(2oAT0+2(p)sin驅(qū)(p)_sni(2oAT0+2100kQ查看電路原理圖，檢査電路制作是否與原理圖一致。4具有輸入過(guò)壓保護(hù)功能查看電路原理圖，檢査電路制作是否與原理圖一致。5單電源供電，供電電源電壓9V測(cè)蟄過(guò)程中，檢査電路是否是外接單電源。若白制電源，檢査是否只有一路AC到DC轉(zhuǎn)換的電源。6擴(kuò)展頻率測(cè)雖范圍為OHzlOOkHzo選擇測(cè)量頻率點(diǎn):50kHz.lOOkHzo分別在上而對(duì)應(yīng)的頻率點(diǎn)，測(cè)呈輸入正弦波，有效值大約為10mV.50mV150mV、200mV0.5V、1.0V.1.5V.2.0V、5.0V、1

5、00V.15.0V.190V,記錄標(biāo)準(zhǔn)表和被測(cè)對(duì)象的讀數(shù)，以標(biāo)準(zhǔn)表示值作為真值，計(jì)算其相對(duì)誤差。7增加平均值測(cè)呈功能類似有效值測(cè)試方法S測(cè)呈誤左降低為0.1%+最低位2個(gè)字。根據(jù)有效值測(cè)呈的誤基計(jì)算結(jié)果判斷，結(jié)果應(yīng)滿足要求9自動(dòng)呈程切換功能。觀察，在呈，調(diào)節(jié)輸入，山輸入在小于200mV到大于2V范圍內(nèi)有小到大或山大到小變化，在雖程交替點(diǎn)應(yīng)能看到測(cè)雖結(jié)果顯示的變化。10其他增加具有創(chuàng)造性的功能或性能.使用的便利性有較大提高?！靖鶕?jù)功能要求，在此處要對(duì)每一項(xiàng)指標(biāo)該如何測(cè)，給出具體方法】測(cè)試結(jié)果記錄及結(jié)果分析（1）測(cè)準(zhǔn)確度測(cè)試（Q直流輸入頻率幅值20mV100mV150mV200mV0.5V10V15V2.0V10V19V0Hz被測(cè)表示值標(biāo)準(zhǔn)表示值相對(duì)誤差50Hz被測(cè)表示值標(biāo)準(zhǔn)表示值相對(duì)誤差100kHz被測(cè)表示值標(biāo)準(zhǔn)表示值相對(duì)誤差從表中得岀，測(cè)量的最大相對(duì)誤差是（）