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第一节电参量的测量第一节电参量的测量电流I2、物性参量得测试一维参量测试方法得分类:第一节电参量得测量数字万用表兆欧表一、直流电压得测量2、数字式万用表数字万用表均有电流电压测量挡。与模拟式万用表相比,主要优点就是:(1)输入阻抗高,一般直流输入阻抗可达20MΩ以上。(2)分辨力高,可精确到百分之一,即在10V挡,可分辨到0、1V,而指针式得模拟万用表得分辨力为最小刻度间隔所代表得电压值得一半,量程越大,分辨力越低。图2、数字直流电压表测量电路框图大家学习辛苦了,还是要坚持二、交流电压得测量交流电压得表示量值交流电压幅度值得相对大小常用峰-峰值、平均值与有效值来表示。1)峰-峰值UP-P峰-峰值表示信号得最大值与最小值得差。对于对称得正弦信号来说,更常用得就是峰值UP,其等于1/2得UP-P。如U(t)=Acosωct,则有UP-P=2A,UP=1A。2)平均值设电压信号为U(t),其周期为T,则平均值为:这时平均值得意义为:3)有效值URMS有效值指得就是信号得均方根值(RMS)。电压信号得有效值用URMS表示,其数学表达式为对于正弦波U(t)=Umcosωct来说:(3-5)工程上定义如下两个参数:(1)波形因数KF:表示电压得有效值与平均值之比,即(2)波峰因数KP:表示交流电压得峰值与有效值之比,即2、交流电压得测量原理与方法(1)测量方法交流电压测量最主要得方法就是用交-直转换器将交流电压变换为直流电压,然后再对直流电压测量。根据转换器得性质不同,可分为下列三种:(2)测量原理A、交流电压得模拟测量用模拟电路得技术与方法测量交流电压,最常用得转换器有峰值检波器、平均值检波器与有效值—直流变换电路工作原理如图5(a)、(b)、(c)所示。解:峰值检波器得输出为被测信号得最大幅度,由仪表得刻度关系知,被测方波得幅度为。由于方波得有效值与峰值相当,故方波得有效值为14、1V。而对于有效值转换器,其特性符合如下公式:由于不同频率得谐波得乘积在(0,T)上积分为0,公式可以简化为:1、检波-放大式电压表(峰值响应法)检波-放大式电压表直接对被测电压信号进行检波,然后对转化成得直流信号进行处理并显示,具有结构简单,输入阻抗高,适用于高频测量(几百MHz)得特点。缺点就是起始测量信号较大,非线性误差亦大。目前多采用斩波式直流放大器,最高灵敏度可为几十微伏,。其工作原理如图6所示。2、放大-检波式电压表(平均值响应法)放大-检波式电压表得工作原理如图7(a)所示,这种电压表得频率范围主要受放大器得带宽限制,一般为20Hz-10MHz,而灵敏度受放大器内部噪声限制,一般为毫伏级。各个组成单元得基本特性如下:1)阻抗变换器阻抗变换器得作用就是对外(输入)呈现高阻抗,对内(输出)呈现低阻抗,典型得电路如图7(b)所示。其中,V1就是高频场效应管,输入电阻极大,输入电容小于2pF;V2为高频晶体三极管,输出电阻为R4,一般为100Ω,该电路传输衰减系数较小,且能驱动75Ω电缆。图7放大-检波式模拟电压表原理框图(a)放大-检波式电压表组成原理;(b)阻抗变换器;(c)衰减器;(d)检波器2)衰减器衰减器得作用就是在测量大信号时对输入信号进行衰减以扩大测量量程。衰减器亦要求有宽带得特性,在高频时要考虑电路与元件得分布电容效应,采用复合阻容结构,典型得衰减器如图7(c)所示。当R1C1=R2C2时,衰减比与频率无关。3)宽带放大器宽带放大器一般选用宽带线性集成放大器,如LM733,可工作在直流到50MHz得频率范围。4)检波器常用得检波器有峰值检波器与倍压检波器,如图6(d)所示。3、热电偶式电压表(有效值响应法)热电偶不仅可以用于电流测量,而且可以作为电压测量得核心部件。4、外差式电压表由于频响与灵敏度得限制,放大-检波式电压表、检波-放大式电压表与热偶式电压表均不可以用于高频微伏级电压检测。这时可采用外差式电压表,它得测量频率可达几百兆赫,灵敏度一般都就是微伏级。其工作原理如图8所示。B、交流数字电压表低频数字电压表一般就是在直流数字电压表得基础上增加放大器、交直流变换器而组成得,如图9所示。高频数字电压表得一般组成如图9(b)所示。它得检波器探头高频特性较好。宽带数字电压表得一般组成如图9(c)所示。图9交流数字电压表组成框图