第四章电压测量与电子电压表 本章要点: 1.电压测量的重要性,对电压测量的要求和分类 2模拟式直流、交流电压的测量以及高频、脉冲、噪声电压的 测量 3.数字电压表组成原理、工作特性和分类 4积分式和比较式AD转换器及数字多用表的组成原理与特点 5.数字电压表的误差与干扰
第四章 电压测量与电子电压表 本章要点： 1. 电压测量的重要性，对电压测量的要求和分类 2.模拟式直流、交流电压的测量以及高频、脉冲、噪声电压的 测量 3. 数字电压表组成原理、工作特性和分类 4.积分式和比较式A/D转换器及数字多用表的组成原理与特点 5.数字电压表的误差与干扰
41概述 4.11电压测量的量要性 电压是电子测量的一个主要参数。 电参量的基础:U=R|U/RR=UP=|U=U2/R=2R 电压的派生量,例如,调幅度,波形的非线性失真系数等等。 在非电量测量中,大多数物理量(如温度、压力、振动、速度 等)的传感器大多是电压作输出的。 因此,电压测量是其它许多电参量、非电参数测量的基础
4.1 概 述 4.1.1 电压测量的重要性 电压是电子测量的一个主要参数。 电参量的基础：U=IR I=U/R R=U/I P=IU=U2 /R=I2R 电压的派生量，例如，调幅度，波形的非线性失真系数等等。 在非电量测量中，大多数物理量（如温度、压力、振动、速度 等）的传感器大多是电压作输出的。 因此，电压测量是其它许多电参量、非电参数测量的基础
412对电压测量的基本要求(课本第1页) 1.应有足够宽的电压测量范围 nV→pV-→mV-→V→→kv 2.应有足够宽的频率范围 交流电压的频率范围约从几H到几百MHz,甚至达GHz量级 目前,模拟电压表可测量的频率范围要比数字表高得多。 例如,92C型模拟射频电压表频率上限达12GHz,而DP100 型数字多用表只能达25MHz。 3.应有足够高的测量准确度 准确度可达±00005‰Ux十00001%m),即可达106量级 4.应有足够高的输入阻抗 5.应具有高的抗千扰能力
4.1.2 对电压测量的基本要求（课本第1页） 1. 应有足够宽的电压测量范围 nV→μV→mV→V→→kV 2. 应有足够宽的频率范围 交流电压的频率范围约从几Hz到几百MHz，甚至达GHz量级。 目前，模拟电压表可测量的频率范围要比数字表高得多。 例如，92C型模拟射频电压表频率上限达1.2GHz，而DP100 型数字多用表只能达25MHz。 3. 应有足够高的测量准确度 准确度可达±(0.0005％Ux十0.0001％Um)，即可达10-6量级 4. 应有足够高的输入阻抗 5. 应具有高的抗干扰能力
4.1.3电压测量仪器的分类(课本第1页) 1.模拟式电压表 指针式电压表:用磁电式电流表作为指示器 模拟示波器:刻度比较 2.数字式电压表 经AD将模拟信号转换为数字信号 9□园g□ 66 模拟表-驾驶台仪表多,一目了然;高频电压表 各有千秋 数字表-精度高,输入阻抗高,便于与计算机联接
4.1.3 电压测量仪器的分类（课本第1页） 1. 模拟式电压表 指针式电压表：用磁电式电流表作为指示器 模拟示波器： 刻度比较 2. 数字式电压表 经A/D将模拟信号转换为数字信号 各有千秋 模拟表----驾驶台仪表多，一目了然；高频电压表 数字表----精度高，输入阻抗高，便于与计算机联接
4.2模拟式直电瓜的测量 4.2.1三用表中的直流电流、电压测量 1.表头 三用表中直流电流、电压通常由磁电式高灵敏度直流电流表作 指示。直流电流表俗称表头,图41给出了动圈式电流表头结 构的双视图。其工作原理是利用载流导体与磁场之间的作用来 产生转动力矩,使导体框架转动而带动指针偏转,其偏转角度 正比于通过线圈的被测电流 轴承 游丝S 标尺 指针 可动线圈 永久磁\指针 K 铁 软 K 游錾 P KPIS NIP PIS 轴 游丝S 吸靴可动线圈K 轴承 图4.1动圈式仪表的结构双视图
4.2 模拟式直流电压的测量 4.2.1 三用表中的直流电流、电压测量 1.表头： 三用表中直流电流、电压通常由磁电式高灵敏度直流电流表作 指示。直流电流表俗称表头，图4.1给出了动圈式电流表头结 构的双视图。其工作原理是利用载流导体与磁场之间的作用来 产生转动力矩，使导体框架转动而带动指针偏转，其偏转角度 正比于通过线圈的被测电流。 图4.1 动圈式仪表的结构双视图 游 丝 S N N P P S P P S K 永 久 磁 铁 标尺 指针 软 心 铁 K 吸靴 可动线圈K 轴 轴承 游丝S 指针 游丝S 可 动 线圈 K 轴承