电压与电流参数的测量.ppt

电压与电流的测量 3.1 直流电压与电流的测量 3.2 交流电压与电流的测量 3.3 高频电压与电流的测量 3.4 电平的测量 3.5 噪声电压的测量 3.1 直流电压与电流的测量 3.1.1直流电压的测量 3.1.2直流电流的测量 3.1.1直流电压的测量 直流电压的测量大体上有直接测量和间接测量两种方法。 1.数字万用表测量直流电压 2.模拟式万用表测量直流电压 3.零示法测量直流电压 4.用电子电压表测量直流电压 5.示波器测量直流电压 6.含交流成分的直流电压的测量 直接测量 间接测量 1.数字万用表测量直流电压 熟悉数字万用表的主要性能指标含义是正确使用数字万用表的前提，而表征数字万用表的主要性能指标有：测量范围、分辨率、输入阻抗、抗干扰能力、测量速度及准确度等。 (1)测量范围 数字万用表一般用量程显示位数以及超量程能力来反映它的测量范围。 ①量程 ②显示位数 ③超量程能力 ①量程 数字万用表的量程是以基本量程（即未经衰减和放大的量程）为基础，利用步进衰减器和放大器向两端扩展来实现的。 ②显示位数 数字万用表的显示位数通常为31/2～８1/2位。它的意思是指能显示０～９所有数字的位是整数位，分数位的数值是以最大显示值中最高位的数字为分子，而用满量程时最高位的数字作为分母。如31/2数字万用表的最大显示值为±1999，量程计数值为2000（0～1999），这表明在其最大显示值中最高位的数字为1（作分子），满量程时最高位数字为2（作分母），因此最高位是半位，记作1/2位，它只能显示0或1。其余三位均是整数位。 ③超量程能力 数字万用表是否具有超量程能力，与基本量程有关。带有1/2位数字万用表，如按2V、20V、200V、分档，没有超量程能力。但按1V、10V、100V分档的，才具有超量程能力。如最大显示1999V的数字万用表，在10V量程上，允许有100%的超量程。 (2)分辨率 数字万用表最低电压量程上末位1个字所对应的电压值，称为分辨率。显然在不同量程上具有不同的分辨率。在最小量程上具有最高分辨率。如某数字万用表最小量程0.2V，最大显示正常数为2000，末位一个字为100μV，即该数字万用表的分辨率为100μV。 (3)输入阻抗 由于输入有衰减器，所以输入阻抗不是固定值。小电压档测量时，Ri可达500MΩ；大电压档测量时，Ri只有10MΩ。 (4)测量速度 测量速度是在单位时间内以规定的准确度完成的最大测量次数，其单位是“次/S”。31/2、41/2位数字万用表的测量速度大约为2～５次/S。 (5)抗干扰能力 数字万用表普遍采用积分式（包括双积分、多重积分式）A/D转换器，能有效地抑制串模干扰。此外，对于共模干扰的抑制能力也很强，中、低档数字万用表的共模抑制比（CMRR）可达86～120dB，高档数字万用表则为100～160dB。 (6)准确度（测量误差） 数字万用表的测量误差通常用准确度来表示，准确度愈高，测量误差愈小。在测量电压时准确度通常有以下两种表示方法： 2.模拟式万用表测量直流电压 模拟式万用表的直流电压档由表头(磁电系微安表,全偏转电流40～100μA)串联分压电阻和并联分流电阻组成，因而其输入电阻一般比数字万用表低一个数量级。由于各量程档串、并联电阻不同，所以各量程档的内阻不同，通常把内阻Rv与量程之比（每伏欧姆数即Ω/V数）定义为直流电压灵敏度Sv-，因此同一块表，量程越大内阻越大。例如MF500-HA型万用表的直流电压灵敏度Sv-=20KΩ/V，则10V量程和50V量程的电压表内阻分别为200KΩ和1000KΩ/V。在使用模拟式万用表测量直流电压时，一定要注意表的内阻对被测电路的影响，否则将可能产生较大的测量误差。 2.模拟式万用表测量直流电压 如用上述万用表测量如图3.2所示电路的等效电动势E，当选用10V量程档，其内阻为Rv=10V×20KΩ/V=200KΩ，50KΩ的电阻与万用表内阻串联，根据分压定律测量值Ux=9V×200 KΩ/（200 KΩ+50 KΩ）=7.2V,而理论值为9V,相对误差γu=(9-7.2)/9=20%,这就是由所用万用表直流电压档的内阻Rv与被测电路等效内阻相比不够大所引起的,是测量方法不当引起的误差。因此模拟式万用表的直流电压档只适用于被测电路等效内阻很小或信号源内阻很小的情况。 3.零示法测量直流电压 图3.2万用表直接测量等效电动势V50kΩE=9V图3.3零示法测量直流电压VR0EES 零示法测量直流电压主要用于测量直流电路等效电势,它可减小由于模拟式电压表内阻不够大而引起的测量误差。所谓零示法,就是将一标准直流电源与被测电路按极性相接,并且电压表的正极与被测电路的正极相接, 电压表的负极与标准电源的正极相接,如图3