43 直流数字电压表(DVM).PPT

电 子 测 量;第四章电压测量技术;电压测量的特点。 模拟交流电压表的基本组成和特点及交流电压的三种表征参数。( 模拟) 比较型直流数字电压表和积分型直流数字电压表的组成及工作原理。(数字) （选）余数再循环技术在电压测量中的应用。;4.1 概述;4.1 概述;5.测量精度的要求差异很大;4.1 概述;3）基于采样的交流电压测量方法;三、基础知识复习;4.1 概述;（3）有效值;（4）波峰因数;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（较大），KF=1.25。 ;2、AC-DC转换;4.2模拟式电压测量;4.2模拟式电压测量;2、检波—放大式（高频（超高频）毫伏表）;3、斩波式——（超高频）毫伏表;（二）平均值电压表 定义——检波后的直流电压与输入的交流电压的平均值成比例而与波形无关。 ;2、放大——检波式（宽频毫伏表、视频毫伏表）;(四)有效值电压表;3、利用热电偶有效值检波;4.2模拟式电压测量;4.2模拟式电压测量;4.2模拟式电压测量;峰值检波电压表结构及刻度特性：;（一）峰值检波电压表的刻度特性及波形误差;;（二）均值检波电压表的刻度特性及波形误差;;（三）有效值电压表的刻度特性及波形误差;举例说明测量一个非正弦波时，如何对读数进行换算 Eg、用均值电压表测正弦波、三角波、方波，a=10V，求有效值、峰值、波形误差。;总结：;4.3 直流数字电压表(DVM) ;一、逐次比较式（逼近式）DVM——非积分 基本原理：把参考电压分解成若干基准码再与未知电压依次进行比较，大者弃 小者留，逐次逼近被测电压。 天平称重量： 设天平满量程重量为 Wx,分成若干基准码;原理框图;模拟输入;Eg:6bit位A/D变换器Es=10v，被测电压Vx=3.285v;特点： 1、DVM的准确度与基准电压、D/A转换器及比较器的准确度有关。准确度较高。 2、抗干扰能力差，它是对瞬时值产生响应，对串模干扰没有抑制能力。 3、测量速度快。每秒10万次以上，易采用集成度高的器件。 4、对器件质量要求高，价格较贵。;4.3 直流数字电压表(DVM) ;斜波电压的线性和稳定性、门控时间的测量精度。 比较器的漂移和死区电压。 一般精度较低。;4.3 直流数字电压表(DVM) ;4.3 直流数字电压表(DVM) ;三个阶段：;工频50Hz交流干扰的抑制：选择 此时积分器最大输出电压为： ;因此;双斜式积分的特点;三、DVM的测量误差;例如：双积分型;(2)附加误差：包括输入电阻、输入零电流、环境温度变化和仪器长期工作的稳定性差所产生的误差。 输入电阻Ri引入的附加误差是由于电压表的输入电阻Ri与被测源内阻Rs的比值不够大而引起的误差。它表示为：;四、测量速率－每秒钟对被测电压的测量次数，或一次测量全过程所需的时间。 逐次逼近式 测量速率快 双积分式 -------------慢;六、抗干扰能力 1、串模干扰(常态干扰)： 串模干扰电压包括如下两种形式： ;举例说明积分式DVM具有很高的SMR。;4.3 直流数字电压表(DVM) ;由上图可见： A、积分时间T一定，干扰频率越高，则SMR越大。低频危害大。 B、干扰信号周期Tsm一定，积分时间T越长，则SMR越大。 C、若选T＝nTsm，则SMR ,此时串模干扰被完全抑制，外界干扰将不引入误差。 ;抑制共模干扰能力用共模抑制比CMR来表示： 其定义为：;的含义：;(二)、分辨力 －－－即显示器末位跳一个字所需的最小输入电压。即DVM能够显示出的被测电压的最小变化值。 在最小量程上具有最高的分辨力。Eg:最小量程0.100000v则末位跳一个字为1 ,即分辨力为1 。 (三)、测量速度： ; 作业：5.1、5.3、5.10、5.12、5.13、5.14（旧书）;余数再循环技术在电压测量中的应用;原理框图：P414 电路组成：1、模拟板：为了减小共模干扰，采用屏蔽保护，即用“浮置”设计 2、数字板：主机与逻辑部分，GPIB, 非浮地设计 3、两个电源供电： 4、两个微机：数字主机Z80CPU及ROM、RAM模拟8048、主副机之间隔离 工作原