任务一模拟式电压表与数字电压表课件

项目三 电子电压表项目三 电子电压表1本项目主要内容任务一任务一 模拟式电压表与数字电压表模拟式电压表与数字电压表动动手 动动脑 实训项目项目小结项目小结 思考与练习思考与练习 议一议议一议 做一做做一做本项目主要内容任务一 模拟式电压表与数字电压表动动手 动动脑2电子电压表v前言 电压、电流和功率是表征电信号的三个基本参量。在实际测量中，测量的主要参量是电压。信号波形的参数如调幅度、非线性失真系数等都是以电压形式描述的。电子设备的许多工作特性如放大器的增益、幅频特性等也都是以测量电压为依据的。同时，电压测量还是许多非电量测量的基础。可见，电压测量是电子测量的重要任务之一。在科学实验、生产及仪器设备的检修和调试中，对电压测量仪器及仪表有较高的要求，因为需要测量的电压信号的频率范围从0Hz（直流）或几十Hz（如50Hz的电网电压）至几百MHz，甚至达GHz量级，待测电压的变化范围从十分之几微伏、几毫伏到几十千伏甚至更大，波形除了正弦波外，还包括方波、锯齿波、三角波和调制波等。同时，由于工业现场测试中存在较大的干扰，电压测量仪器需要具备较强的抗干扰能力等等，这也是电压测量的特点。根据测量结果的显示方式和测量原理的不同，通常将电压测量仪器分为模拟式和数字式两大类。本项目将学习电压的测量技术及电压测量仪器、仪表的基本应用。电子电压表前言3电子电压表v知识目标v掌握直流电压的测量方法和测量原理v掌握交流电压的测量方法和测量原理v掌握电压的数字化测量方法和测量原理v技能目标v熟练掌握交流毫伏表面板结构，操作规程及应用v熟练掌握数字万用表面板结构、操作规程及应用电子电压表知识目标4任务一 模拟式电压表与数字电压表v任务目标 1.掌握电子电压表的分类 2.理解模拟式交流电压表的三种电路结构 3.掌握检波原理不同构成的的三种电压表的基本原理和刻度特性4.了解电压的数字化测量原理 5.掌握数字电压表的组成和特点 6.理解数字电压表的主要工作特性 7掌握毫伏表面板结构、操作规程及应用v任务教学模式任务一 模拟式电压表与数字电压表任务目标5任务一 模拟式电压表与数字电压表 如图5-3所示，这是一个正弦交流电压信号波形，选择什么样的测量方法及合适的测表仪器（仪表），对这个电压信号的值进行测量呢？交流电压的测量也可采用示波器测量法和万用表测量法。示波器测量交流电压的原理和具体测量方法可参看“示波测试技术”项目，同样由于其测量精度较低，误差较大，读数需要转换等原因，一般用作波形的监视和定性测量中。万用表是一台多用途、多量程的电工仪表，但其结构决定了它的交流电压测量档，无论是频率范围，还是测量精度都远远不能满足交流电压测量的需要。因此，上述的测量任务应该选择交流电压表。交流电压表即电子电压表，它能完成对各种波形、各种频率的交流电压的测量。tux图5-3 正弦交流电压波形V+PV-P任务一 模拟式电压表与数字电压表 如图5-3所示，这6任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识一 电子电压表的分类 电压表按其工作原理和读数方式分为模拟式电压表和数字式电压表两大类。模拟式电压表又叫指针式电压表，一般都采用磁电式直流电流表头作为被测电压的指示器。测量直流电压时，可直接或经放大或经衰减后变成一定量的直流电流驱动直流表头的指针偏转指示。测量交流电压时，必需经过交流-直流变换器即检波器，将被测交流电压先转换成与之成比例的直流电压后，再进行直流电压的测量。模拟式电压表按不同的分类方式可为如下几种类型：1按工作频率分 分为超低频（1kHz以下）、低频（1MHz以下）、视频（30MHz以下）、高频或射频（300MHz以下）、超高频（300MHz以上）电压表。2按测量电压量级分 分为电压表（基本量程为V量级）和毫伏表（基本量程为mV量级）。任务一 模拟式电压表与数字电压表知识一 电子电压表的分类7任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识二 模拟式交流电压表的三种电路结构 模拟式电压表电路简单，造价低廉，在电压测量中目前仍占有重要地位。模拟式电压表用磁电式电流表作指示器，在电流表盘上以电压（或dB）刻度，用指针指示电压值。直流电压表是交流电压表构成的基础。交流电压表用来测量交流电压，测量时应先将交流变直流，再按照测量直流电压的方法进行测量，其核心为交直流转换器AC/DC。交直流转换器大多利用检波器来实现。检波器决定电压表的频率范围、输入阻抗和分辨力。按检波器位置模拟式交流电压表有以下三种电路结构：检波-放大式、放大-检波式和外差式。任务一 模拟式电压表与数字电压表知识二 模拟式交流电压表的三8任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识二 模拟式交流电压表的三种电路结构（1）放大检波式（如图5-4所示）先放大再检波，特点是：灵敏度高，测量的最小幅值为几百微伏或几毫伏；输入阻抗高，通频带窄，一般为2Hz10MHz。“低频毫伏表”采用此结构。交流放大器分压器检波器被测电压A图5-4 放大-检波式电子电压表结构框图阻抗变换任务一 模拟式电压表与数字电压表知识二 模拟式交流电压表的三9任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识二 模拟式交流电压表的三种电路结构（1）放大检波式（如图5-4所示）先放大再检波，特点是：灵敏度高，测量的最小幅值为几百微伏或几毫伏；输入阻抗高，通频带窄，一般为2Hz10MHz。“低频毫伏表”采用此结构。交流放大器分压器检波器被测电压A图5-4 放大-检波式电子电压表结构框图阻抗变换任务一 模拟式电压表与数字电压表知识二 模拟式交流电压表的三10任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识二 模拟式交流电压表的三种电路结构（2）检波放大式（如图5-5所示）先检波再放大，其中检波器决定了电压表的频率范围、输入阻抗和分辨力。特点是：通频带很宽,灵敏度较低。为了提高检波-放大式电压表的灵敏度，目前，普遍采用了斩波式直流放大器。它是利用斩波器把直流电压变换成交流电压，并用交流放大器放大，最后再把放大的交流电压恢复成直流电压，即完成直-交-直变换。用这种放大器做成的检波-放大式电压表，其灵敏度可高达几十V，常称为超高频毫伏表。检波器分压器直流放大器被测电压A图5-5 检波-放大式电子电压表结构框图任务一 模拟式电压表与数字电压表知识二 模拟式交流电压表的三11任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识二 模拟式交流电压表的三种电路结构（3）外差式（如图5-6所示）其组成为：外差式接收机宽频电平表。特点是：灵敏度高，通频带宽。随着电子测量仪器的发展，电子电压表正向着宽频段、高灵敏度、高精度、数字化和智能化方向发展。混频器中频放大器检波器被测电压A图5-6 外差式电子电压表结构框图本机振荡器fxf中f本任务一 模拟式电压表与数字电压表知识二 模拟式交流电压表的三12任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识五 数字电压表组成和特点1数字电压表的组成数字电压表（简称为DVM）是利用变换原理，将待测的模拟量变换成数字量，并将测量结果以数字形式显示出来的一种电压表。DVM的核心部件是A/D变换器，由各种不同的A/D变换原理构成了各种不同类型的数字电压表。数字电压表的组成框图包括模拟和数字两部分，如图5-12所示，其中模拟部分完成A/D变换，将待测模拟量转换为数字量；数字部分完成对数字量的测量和测量结果的显示。各部件的功能为：（1）输入电路：对输入电压进行衰减/放大及阻抗变换等。（2）A/D转换器（核心部件），实现模拟电压到数字量的转换。（3）计数器：采用计数原理，完成数字化测量。（4）显示器：显示测量结果。（5）逻辑控制电路：在统一时钟作用下，完成整个电路的协调有序工作。输入电路A/D变换十进制计数器显示器逻辑控制单元时钟发生器模拟部分数字部分图5-12 数字电压表组成框图ux任务一 模拟式电压表与数字电压表知识五 数字电压表组成和特点13任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识五 数字电压表组成和特点2数字电压表的特点如图5-13所示为几种不同类型的数字电压表。(1)准确度高；(2)数字显示，直观方便；(3)输入阻抗高；(4)测量速度快，自动化程度高；(5)功能多样，以数字电压表为核心,可以扩展成各种通用数字仪表、专用数字仪表及各种非电量的数字化仪表。图5-13 几种不同型号的数字电压表任务一 模拟式电压表与数字电压表知识五 数字电压表组成和特点14任务一 模拟式电压表与数字电压表知识五 数字电压表的主要工作特性 数字电压表与模拟式电压表相比有以下不同的工作特性。1测量范围 我们经常用量程来表征其电压测量范围，但对DVM来说，其测量范围包括量程的划分、显示位数、超量程能力等。此外，还应说明量程的选择方式是自动、手动或遥控等。（1）量程 DVM的量程是以基本量程（即A/D变换器的电压范围）为基础，借助于步进分压器和前置放大器向两端扩展。它的基本量程为1V或10V，也有2V或5V的。例如，基本量程为10V的DVM，可扩展出0.1V、1V、10V、100V、1000V等五档量程；基本量程为2V或20V的DVM，可扩展出200mV、2V、20V、200V、1000V等五档量程。任务一 模拟式电压表与数字电压表知识五 数字电压表的主要工作15任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识五 数字电压表的主要工作特性任务一 模拟式电压表与数字电压表知识五 数字电压表的主要工作16任务一 模拟式电压表与数字电压表知识五 数字电压表的主要工作特性（3）超量程能力 我们已经知道，最大显示为9999的4位DVM是没有超量程能力的，而最大显示为19999的四位DVM则有超量程能力。超量程能力是DVM的重要特性。具有超量程能力的DVM，当被测电压超过满度量程时，所得结果是不会降低其测量精度和分辨力的。如用一台5位的无超量程能力的DVM去测量一个电压值为10.0001V的直流电压，若置于满量程为10V挡，则最大显示为9.9999V，此时，因无超量程能力，计数器溢出，将自动切换到100V挡，显示10.000V，显然最后一位将丢失，即无法分辨出0.0001V。但如用具有超量程能力的DVM，因为它有一附加首位，具有超量程能力，则在10V挡将显示为10.0001V。显然，带有半位的DVM如按2V、20V、200V等分档，最大显示数字位则无超量程能力；若按1V、10V、100V等分档则具有100%的超量程能力。计算公式：超量程能力=（能测量的最大电压-量程值）/量程值100%例如：3位半的DVM 2V量程时，最大显示数字为1999,最大测量电压为1.999V，无超量程能力；1V量程时，最大显示数字为1999,最大测量电压为1.999V，超量程能力为100%。任务一 模拟式电压表与数字电压表知识五 数字电压表的主要工作17任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识五 数字电压表的主要工作特性 2分辨力 分辨力是DVM能够显示出的被测电压的最小变化值，也即显示器末位跳一个字所需的最小输入电压值。在不同的量程上，DVM具有不同的分辨力。通常我们指的都是其最小量程上的分辨力。显然，在最小的量程上，DVM具有最高的分辨力。例如：3位半的DVM，在200mV最小量程上，可以测量的最大输入电压为199.9mV，其分辨力为0.1mV/字，即当输入电压变化0.1mV时，显示的末尾数字将变化“1个字”。3测量速率 测量速率指每秒钟对被测电压的测量次数，或完成一次测量所需的时间。它主要取决于A/D变换器的变换速率。积分式DVM中的A/D变换器的变换速率较低，每秒仅几十次。逐次逼近式DVM测量速率则可达每秒105以上。任务一 模拟式电压表与数字电压表知识五 数字电压表的主要工作18任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识五 数字电压表的主要工作特性 4输入阻抗 输入阻抗取决于输入电路（并与量程有关）。输入阻抗宜越大越好，否则将影响测量精度。对于直流DVM，输入阻抗用输入电阻表示，一般在10M1000M之间。对于交流DVM，输入阻抗用输入电阻和并联电容表示，电容值一般在几十几百pF之间。5抗干扰能力 DVM的内部干扰有漂移和噪声，外部干扰有串模干扰和共模干扰。串模干扰是指干扰源以串联形式与被测电压迭加一起加到DVM输入端。DVM对串模干扰的抑制能力用串模抑制比（SMR）来表征。一般直流DVM的SMR为2060dB，SMR越大，表示DVM的抗串模干扰的能力越强。共模干扰是指在测量电压时，由于被测信号源的地线与DVM的地线间存在电位差，这个电位差相当于一个干扰源，这个干扰源产生的电流将串入DVM的两根信号输入线，称为共模干扰。DVM对共模干扰的抑制能力用共模抑制比（CMR）来表征。DVM的抗干扰能力是保证它具有高精度的一个重要因素。任务一 模拟式电压表与数字电压表知识五 数字电压表的主要工作19任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识五 数字电压表的主要工作特性 DVM的抗干扰能力是保证它具有高精度的一个重要因素。6测量精度 取决于DVM的固有误差和使用时的附加误差（温度等）。固有误差由两部分构成：读数误差和满度误差。V=（%Vx+%V.m）读数误差（%Vx）：与当前读数有关。主要包括DVM的刻度系数误差和非线性误差。满度误差（%V.m）：与当前读数无关，只与选用的量程有关。有时满度误差将等效为“n字”的电压量表示。当被测量（读数值）很小时，满度误差起主要作用，当被测量较大时，读数误差起主要作用。为减小满度误差的影响，应合理选择量程，以使被测量大于满量程的2/3以上。例1：现有三种数字电压表，其最大计数容量分别为（1）999；（2）1999。它们各属于几位表？有无超量程能力，如有则各为多少？第二种电压表在0.2V量程的分辨率是多少？解：1）它们分别为：3位，3位半；2）（1）为完整显示位数的电压表，则无超量程能力；（2）具有半位，则在1V、10V、100V等量程上具有100%的超量程能力；在2V、20V、200V等量程上无超量程能力；3）在0.2V量程上，该电压表无超量程能力，最大测量电压为0.1999V，则分辨力为0.0001V。任务一 模拟式电压表与数字电压表知识五 数字电压表的主要工作20任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识六 交流毫伏表面板结构及操作规程 1面板结构 实验室常用交流毫伏表如图所示。毫伏表的面板结构大致相同，一般均包括：显示窗口、量程旋钮、输入端口、自动手动切换按钮盒电平调节按钮几部分，下面毫伏表为例，介绍其面板结构、控键功能。任务一 模拟式电压表与数字电压表知识六 交流毫伏表面板结构及21任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识六 交流毫伏表面板结构及操作规程 2.模拟型毫伏表的使用方法1.开机前的准备工作（1）将通道输入端测试探头上的红、黑色鳄鱼夹短接；（2）将量程开关选最高量程（300V）。2.操作步骤（1）接通220V电源，按下电源开关，电源指示灯亮，仪器立刻工作。为了保证仪器稳定性，需预热10秒钟后使用，开机后10秒钟内指针无规则摆动属正常；（2）将输入测试探头上的红、黑鳄鱼夹断开后与被测电路并联（红鳄鱼夹接被测电路的正端，黑鳄鱼夹接地端），观察表头指针在刻度盘上所指的位置，若指针在起始点位置基本没动，说明被测电路中的电压甚小，且毫伏表量程选得过高，此时用递减法由高量程向低量程变换，直到表头指针指到满刻度的2/3左右即可；任务一 模拟式电压表与数字电压表知识六 交流毫伏表面板结构及22任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识六 交流毫伏表面板结构及操作规程 2.当不知被测电路中电压值大小时，必须首先将毫伏表的量程开关置最高量程，然后根据表针所指的范围，采用递减法合理选档。3.若要测量高电压，输入端黑色鳄鱼夹必须接在“地”端。4.测量前应短路调零。打开电源开关，将测试线（也称开路电缆）的红黑夹子夹在一起，将量程旋钮旋到1mv量程，指针应指在零位（有的毫伏表可通过面板上的调零电位器进行调零，凡面板无调零电位器的，内部设置的调零电位器已调好）。若指针不指在零位，应检查测试线是否断路或接触不良，应更换测试线。5.交流毫伏表灵敏度较高，打开电源后，在较低量程时由于干扰信号(感应信号)的作用，指针会发生偏转，称为自起现象。所以在不 测试信号时应将量程旋钮旋到较高量程档，以防打弯指针。6.交流毫伏表接入被测电路时，其地端（黑夹子）应始终接在电路的地上（成为公共接地），以防干扰。7.交流毫伏表表盘刻度分为01和03两种刻度，量程旋钮切换量程分为逢一量程(1mv、10mv、0.1v）和逢三量程（3mv、30mv、0.3v），凡逢一的量程直接在01刻度线上读取数据，凡逢三的量程直接在03刻度线上读取数据，单位为该量程的单位，无 需换算。任务一 模拟式电压表与数字电压表知识六 交流毫伏表面板结构及24任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识六 交流毫伏表面板结构及操作规程 8.使用前应先检查量程旋钮与量程标记是否一致，若错位会产生读数错误。9.交流毫伏表只能用来测量正弦交流信号的有效值，若测量非正弦交流信号要经过换算10.注意：不可用万用表的交流电压档代替交流毫伏表测量交流电压（万用表内阻较低，用于测量50Hz左右的工频电压）。任务一 模拟式电压表与数字电压表知识六 交流毫伏表面板结构及25任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识六 交流毫伏表面板结构及操作规程 3.数字毫伏表的使用方法（有SG2172毫伏表的操作演示）1.准备工作：接通电源，让数字毫伏表预热约30秒；2.自动测量：按下“自动”按键，使指示灯区域的“自动”指示灯点亮；将鳄鱼夹的红、黑端与被测电路并联（红鳄鱼夹接被测电路的正端，黑鳄鱼夹接地端）；等待几秒钟后，测量结果就会在数字液晶面板上显示出来。3.手动测量：（1）按“自动”按键，让指示灯区域的“自动”指示灯熄灭；（2）估测被测量电压值，选择合适的量程，并按下按键；（3）将鳄鱼夹的红、黑端与被测电路并联（红鳄鱼夹接被测电路的正端，黑鳄鱼夹接地端）；（4）等待几秒钟后，测量结果就会在数字液晶面板上显示出来。任务一 模拟式电压表与数字电压表知识六 交流毫伏表面板结构及26任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识拓展一 检波原理不同构成的的三种电压表 交流电压表对交流电压的测量首先要经过AC/DC变换器（即检波器），将交流电压变换为直流电流，然后驱动直流电流表偏转。根据被测交流电压与直流电流的关系，在表盘上直接以电压刻度。检波器按其响应特性分为均值、峰值和有效值检波器三种，相应构成了均值电压表、峰值电压表和有效值电压表，应用比较普遍的是均值电压表。交流电压的有效值、平均值和峰值间有一定的关系，可分别用波形因数(或称波形系数)及波峰因数(或称波峰系数)表示。波峰因数定义：峰值与有效值的比值，用Kp表示，波形因数定义：有效值与平均值的比值，用KF表示，任务一 模拟式电压表与数字电压表知识拓展一 检波原理不同构成27任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识拓展一 检波原理不同构成的的三种电压表 利用这两个参数，可以实现有效值、均值及峰值间的转换。信号电压波形不同，波峰因数和波形因数也不同，几种常见波形的波峰因数和波形因数参数见表5-1。任务一 模拟式电压表与数字电压表知识拓展一 检波原理不同构成28任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识拓展一 检波原理不同构成的的三种电压表1均值电压表（1）基本原理 均值响应指驱动表头偏转的直流电流，即检波后的电流响应于待测电压的均值，一般电路构成为：u(t)放大均值检波驱动表头。均值电压表中的均值检波采用二极管全波或桥式整流电路（如图5-7所示），其原理是：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）。一般所谓“宽频毫伏表”大都属于这种类型。其频率 范围主要受宽带放大器带宽的限制，典型的频率范围 为20Hz10MHz，灵敏度受放大器内部噪声的限制，一 般可做到mV级，故又称“视频毫伏表”。图5-7 均值检波电路任务一 模拟式电压表与数字电压表知识拓展一 检波原理不同构成29任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识拓展一 检波原理不同构成的的三种电压表（2）刻度特性 任务一 模拟式电压表与数字电压表知识拓展一 检波原理不同构成30任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识拓展一 检波原理不同构成的的三种电压表2峰值电压表（1）基本原理 峰值指交流电压在一个周期内（或一段时间内）电压达到的最大值。通常所见的最大值、振幅值一般均指峰值。峰值响应检波指即检波后的电流响应于待测电压的峰值，一般电路构成为：u(t)峰值检波放大驱动表头。其检波电路由二极管峰值检波电路完成，有二极管串联和并联两种形式。如图5-8所示是串联型峰值检波器的原理电路及检波波形，电路中的元件参数满足：RdCTRC 其中，T输入电压信号的周期 Rd二极管的正向电阻任务一 模拟式电压表与数字电压表知识拓展一 检波原理不同构成31任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识拓展一 检波原理不同构成的的三种电压表2峰值电压表（1）基本原理 这类电压表的特点是被测信号电压的频率范围广、灵敏度不高。高频毫伏表多采用此种方案。图5-8 串联型峰值检波器的原理电路及检波波形任务一 模拟式电压表与数字电压表知识拓展一 检波原理不同构成32任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识拓展一 检波原理不同构成的的三种电压表（2）刻度特性任务一 模拟式电压表与数字电压表知识拓展一 检波原理不同构成33任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识拓展一 检波原理不同构成的的三种电压表3有效值电压表（1）基本原理任务一 模拟式电压表与数字电压表知识拓展一 检波原理不同构成34任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识拓展一 检波原理不同构成的的三种电压表3有效值电压表（1）基本原理 第一级为接成平方电路的模拟乘法器，即实现Vx2(t)，第二级为积分器，第三级将积分器的输出开方，最后输出正比于Vx。任务一 模拟式电压表与数字电压表知识拓展一 检波原理不同构成35任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识拓展一 检波原理不同构成的的三种电压表3有效值电压表（2）刻度特性 表头刻度按（纯）正弦波有效值刻度。无论是测量正弦波还是非正弦波，表头读数均为待测波形的有效值，即Ux=。因此也称真有效值电压表。实际中利用有效值电压表测量非正弦波时，有可能产生波形误差，一个原因是受电压表线性工作范围的限制，当测量波峰因数大的非正弦波时，有可能削波，从而使这一部分波形得不到响应；二是受电压表带宽限制，使高次谐波受到损失。这两个限制都将使读数偏低。任务一 模拟式电压表与数字电压表知识拓展一 检波原理不同构成36任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识拓展一 检波原理不同构成的的三种电压表4三种电压表的比较（1）峰值检波器：输入阻抗高，波形误差大。（2）均值检波器：输入阻抗低，波形误差不大。（3）有效值检波器：输入阻抗高，无波形误差；受环境温度影响较大，结构复杂，价格较贵。任务一 模拟式电压表与数字电压表知识拓展一 检波原理不同构成37任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识拓展二 电压的数字化测量原理 电压的数字化测量关键在于如何把随时间连续变化的模拟量变换成数字量，完成这种变换的电路叫模/数变换器（A/D变换器）。一般来说，A/D变换方法可以分为两大类：积分式和非积分式。1积分式A/D变换 时间和频率是两个比较容易数字化的量，利用计数器，时间和频率的数字化测量非常容易实现。积分式A/D变换器是先用积分器将输入模拟电压变换成时间或频率，再将其变换为数字量。根据变换的中间量不同，它又分为VT（电压时间）式和VF（电压频率）式两种。VT变换式是利用积分器产生与模拟电压V成正比的时间T，并以T作为开门时间，对标准的时钟脉冲进行计数，从而完成A/D变换。这种变换形式包括双斜式、多斜式等。VF变换式是利用积分器产生与模拟电压V成正比的脉冲频率F，并在给定的时间内对此脉冲个数进行计数，从而实现A/D变换。这种变换形式包括电压反馈式、电荷平衡式等。任务一 模拟式电压表与数字电压表知识拓展二 电压的数字化测量38任务一 模拟式电压表与数字电压表v知识拓展二 电压的数字化测量原理 2非积分式A/D变换 非积分式常分为比较式（电位差计式）和斜坡电压式两类。比较式A/D变换器是用被测模拟电压与基准电压进行比较，从而将模拟电压直接变换成数字量。根据工作原理的不同，比较式又可分为逐次逼近式、零平衡式等。斜坡电压式又分为线性斜坡式和阶梯斜坡式两种。在高精度数字电压表中，常采用由积分式和比较式结合起来的复合式A/D变换器。任务一 模拟式电压表与数字电压表知识拓展二 电压的数字化测量39任务一 模拟式电压表与数字电压表 你会了吗？1.掌握电子电压表的分类 2.理解模拟式交流电压表的三种电路结构 3.掌握检波原理不同构成的的三种电压表的基本原理和刻度特性 4.掌握毫伏表面板结构、操作规程及应用（练习）任务一 模拟式电压表与数字电压表 你会了吗？40任务一 模拟式电压表与数字电压表v议一议 1.谈谈你对交流电压测量技术的理解。2.由电路结构不同构成的电压表如何分类？由检波原理不同又构成哪几种电压表？3.毫伏表属于哪种类型的电压表？4.什么叫“正弦有效值定度”，在实际中有什么意义？5.均值电压表的表头读数是待测电压的均值吗？为什么？6.峰值电压表的表头读数是待测电压的峰值吗？为什么？7.有效值电压表的表头读数是待测电压的有效值吗？为什么？练一练任务一 模拟式电压表与数字电压表议一议41实训项目一 毫伏表应用技能训练 一、实训目的 1.练习掌握毫伏表测量的操作方法。二、实训仪器及器材 1.信号发生器 2.毫伏表（SG-2172型）实训项目一 毫伏表应用技能训练 一、实训目的42实训项目一 毫伏表应用技能训练 三、实训内容和步骤根据教学的内容，正确规范的操作数字毫伏表，并把数据记录到表格中。实训项目一 毫伏表应用技能训练 三、实训内容和步骤43实训项目一 毫伏表应用技能训练 四、实训数据分析及讨论 1.整理实验数据，计算误差并填入表格。2观察操作是否规范，是否熟练。实训项目一 毫伏表应用技能训练 四、实训数据分析及44实训项目一 毫伏表应用技能训练 五、实训报告 认真填写、计算和分析实验数据，得出实验结论，并回答以下思考题。1观察误差值有什么变化？为什么会有这个变化？实训项目一 毫伏表应用技能训练 五、实训报告45项目小结项目小结 电压测量是电子测量最基本的测量。电压测量仪器分为模拟式和数字式两大类。交流电压可用峰值Vp、平均值或有效值V来表征其大小，三者之间用波形因数Kp和波峰因数Kf联系。交流电压表的核心部件是AC/DC变换器。交流电压表一般采用正弦交流电压有效值标度，测量非正弦波时，应根据电压表AC/DC变换器类型及被测波形的Kp和Kf值进行波形换算。数字式电压表在电压测量中具有速度快、准确度高、数字显示、输入阻抗高等优点。项目小结 电压测量是电子测量最基本的测量。电压测量仪46思考与练习思考与练习1.简述电压测量的意义。2在示波器上分别观察到峰峰值为2V的正弦波、三角波和方波，若分别用均值型、峰值型和有效值型三种电压表测量，读数分别是多少？3利用峰值电压表测量正弦波、方波和三角波电压，电压表读数均为V，问：（1）对每种波形来说，读数各代表什么意义？（2）三种波形的峰值、平均值、有效值各为多少？改用有效值电压表和平均值电压表测量，重复上述问题。4什么叫电压的数字化测量？数字电压表的关键部件是什么？5数字电压表的技术指标主要有哪些？它们是如何定义的？6DVM与DMM有何区别？7直流电压的测量方案有哪些？8交流电压的测量方案有哪些？思考与练习1.简述电压测量的意义。47