第7章电气参数的测量7.3电压、功率和电能等的测量在进行直流电流测量时要注意两个问题：1.要注意电流表内阻对测量精度的影响。设电流表的内阻为r，在图7.2（a）所示的测量电路中，原电路中电流I=E/R，而在图7.2（b）所示的电路中，电流改变为I′=E/(R+r)，两者的误差为2.由于直接采用电流表测量电流，须断开电路串入电流表，这是非常不方便，有时甚至是危险的，因此间接测量是经常应用的。如：一个三极管放大电路，要测量三极管的电流放大倍数β，β=Ic/Ib,，如采用直接测量将非常不便，…………………图7.2电流表内阻的影响1模拟直流电流表的工作原理模拟直流电流表多数为磁电式仪表，磁电式仪表一般由可动线圈、游丝和永久磁铁组成。线圈框架的转轴上固定一个读数指针，当线圈流过电流时，在磁场的作用下，可动线圈发生偏转，带动上面固定的读数指针偏转，偏转的角度与通过可动线圈的电流成正比。模拟直流电流表具有不需电池驱动、显示稳定等优点，同时亦存在非线性误差大、容易损坏等缺点。磁电式电流表基本结构分析：基本原理：利用一个带指针的载流线圈，在磁场中受电磁力作用而偏转，并使线圈偏转的角度与线圈电流成正比。组成：永久磁铁：在气隙内产生均匀磁场，磁通密度为B。框形线圈：可旋转线圈，通电受电磁力作用而偏转。游丝：给可动线圈提供一个电流通路。给旋转线圈提供一个反作用力。指针等二.交流电流的测量三.直流电压的测量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(到千分之一以上)，即在10V挡，可分辨到0.1V，而指针式的模拟万用表的分辨力为最小刻度间隔所代表的电压值的一半，量程越大，分辨力越低。7.3.1交流电压的测量图7.10常见电压的波形2.交流电压的表示量值交流电压幅度值的相对大小常用峰-峰值、平均值和有效值来表示。1)峰-峰值UP-P峰-峰值表示信号的最大值与最小值的差。对于对称的正弦信号来说，更常用的是峰值UP，其等于1/2的UP-P。如U(t)=Acosωct，则有UP-P=2A，UP=1A。工程上定义如下两个参数：（1）波形因数KF:表示电压的有效值与平均值之比，即（2）波峰因数KP:表示交流电压的峰值与有效值之比，即波峰因数和波形因数常见波形的波峰因数和波形因数可查表得到：如正弦波：Kp=1.41，KF=1.11；方波：Kp=1，KF=1；三角波：Kp=1.73，KF=1.15；锯齿波：Kp=1.73，KF=1.15；脉冲波：Kp=，KF=，为脉冲宽度，T为周期白噪声：Kp=3，KF=1.25二极管峰值检波电路（a.串联式,b.并联式,c.波形）二极管峰值检波电路工作原理通过二极管正向快速充电达到输入电压的峰值，而二极管反向截止时“保持”该峰值。为此，要求：τ=RC>>Tmax慢放电τd=(Rd+Rs)C<<Tmix快充电式中，Rs和Rd分别为等效信号源u(t)的内阻和二极管正向导通电阻，C为充电电容（并联式检波电路中C还起到隔直流的作用），RL为等效负载电阻，Tmin和Tmax为u(t)的最小和最大周期。从波形图可以看出，峰值检波电路的输出存在较小的波动，其平均值略小于实际峰值。二极管峰倍压值检波电路工作原理…………平均值检波原理由二极管桥式整流（全波整流和半波整流）电路完成。如图，整流电路输出直流电流I0，其平均值与被测输入电压u(t)的平均值成正比（与u(t)的波形无关）。（电容C用于滤除整流后的交流成分，避免指针摆动）运放构成的线性检波器也属于平均值检波平均值检波原理以全波整流电路为例，I0的平均值为式中，T为u(t)的周期，rd和rm分别为检波二极管的正向导通电阻和电流表内阻，可视为常数（它反映了检波器的灵敏度）。于是，I0的平均值与u(t)的平均值成正比。4.交流电压的有效值测量因此,要正确测量非正弦波形电压的有效值,要选用真有效值电压表.而对于有效值转换器，其特性符合如下公式：经分析可知有效值转换器符合叠加原理，能对非正弦信号进行正确测定。1）有效值检波器:对输入交流电压进行平方,求平均值,在开方得到真有效值,即完全按照有效值定义进行测量。2）单片真有效值检波器AD736AD736是AD公司开发的一种低价，低功耗的真有效值测量芯片，可对任意输入波形的交流电压信号进行真有效值测量。特点：（1）200mV的全波输入范围，（使用输入衰减器可对测量范围进行扩展。（2）高达