电基本参数测量解读.ppt

第5章 电基本参数测量 本章学习要求 §5.３ 电压的测量 1、直流电压的测量仪器 普通直流电压表 直流电子电压表 直流数字电压表 ２、交流电压的测量 ３、分贝的测量 ４、数字万用表的原理 电压测量的重要性 电压是基本物理量之一，电压、电流和功率是表征电信号能量的三个基本参量，在集总参数电路中，电压是最常用的参量。 V, i, p→v R, L, C, f, ф→v 电压派生量的测量：调幅比，非线性失真度→v 非电量→v 电压测量要求及仪器分类 4、高输入阻抗： DC：10V，10~1000M? ; 高量程 10M? AC：1M?//15pF 5、抗干扰能力 电压测量仪器分类： 1.工作方式分： 模拟式：指针式。简单、价廉，高频精确度不差 峰值电压表、平均值电压表和有效值电压表 数字式：计数显示。A→D 2.测量方法分 直接 间接 一、直流电压的测量 直流电压的测量仪器 普通直流电压表 直流电子电压表 直流数字电压表 １、普通直流电压表测量直流电压 普通直流电压表测量直流电压的误差 ２、直流电子电压表测量直流电压 ３、直流数字电压表测量直流电压 二、交流电压的测量 交流电压的表征 　峰值 　平均值 　有效值 　波形因数、波峰因数 交流电压的测量方法 １、交流电压的表征 ａ、峰值：周期性电压一个周期内偏离零电平的最大值 交流电压的表征（续） ｃ、有效值：一个交流电压和一个直流电压同时加到电阻上，如产生的热量相同，则交流电压的有效值等于直流电压。 ２、交流电压的测量方法 　原理：利用交流/直流转换电路将交流电压转换成直流电压，然后接到直流电压表上进行测量 峰值检波器 峰值VP ： 观察时间内的最大值 AC电路中，指不含DC的振幅 不对称时，+Vp、-Vp 峰-峰值Vp-p: |+Vp |+|-Vp |=+Vp-(-Vp) 峰值响应表原理 峰值表误差分析 理论误差 频率误差 波形误差 　　高频误差 [例] 若放电回路电阻R=30M?, C=0.01?F, f=5Hz的正弦波 对失真正弦波测量。峰值表对凸起部分敏感，波形误差很大一般不用，一定要用时，要修正。 对有规律非正弦波，可以换算。来减小波形误差 峰值电压表刻度特性（波形换算方法） 举例： 均值检波器（10MHz） 均值电压表刻度特性 举例： 均值表误差 方法误差 (平均时间) 频率误差（20~10MHz） 非线性刻度误差 元件及环境误差 举例： 有效值检波器 必要性：非正弦、失真正弦． 例如，噪声、失真度 直流热量相等 转换原理——有效值／直流，关键在于“平方律” （一）非线性元件 小信号，二极管 V-I特性 有效值表误差 理论上无波形误差 ,实际上有： i) 频率：带宽误差。 (ii）幅度（动态）误差。 如热惯性， 大Kp ， 如： ?/ U~=10，超过响应范围，产生误差。 ３．分贝的测量 重点： 分贝数学定义 功率/电压分贝、绝对功率/电压电平、VU等概念； 测量方法：宽频电平表、刻度、读数、换算、校准、选频测量 分贝的数学定义 绝对电平 分贝刻度特点 0dB——基准功率/电压，（规定AC 在600 ?产生1mW功率） 思考题 １、示波器上分别观察到峰值相等的正弦波、方波和三角波，Vp=5V,分别用三种不同检波方式，采取正弦波有效值刻度的电压表测量之，试求读数分别为多少？ 思考题２ ２、实验中，利用同一块峰值电压表测量幅度相同的正弦波，方波，三角波，读数相同吗？为什么？ 均值电压表是按正弦有效值来刻度的， 　注意：测量非正弦波形时，其读数没有直接意义，只有把读数除以　　才等于被测电压的平均值 电压表读数 电压表所刻度的正弦电压有效值 被测电压平均值 方波KF=1 正弦波KF=1.11 三角波KF=1.15 半波SIN KF=1.5 * 换算 Step1 示值V??正弦均值 Step2 用Vx波形系数KF，计算Vx，rms 　用平均值电压表测量一个三角波电压，测量值为1V，试求有效值为多少？ 被测电压平均值为 三角波波形因数为 * 波形误差 　分析用平均值电压表测量一个包含二次和三次谐波的失真正弦电压时所产生的误差？ 先求平均值 被测电压的读数 真正有效值 误差 关于波形误差的几个问题 1. 波形与电压参量 同U~，波形不同，使? ，U-不同。 2. ?, U-,