数字万用表原理2幻灯片.ppt

数字电压表 一、概述 电压、电流和功率是表征电信号能量大小的三个基本参数，其中又以电压最为常用。 要正确测量电压值，必须先了解被测电压的特征和测试要求，选用适当的电压测量仪器、采用切实可行的测量方法，才能较好地完成测量任务。 1．电压的主要特征 ①量值的范围宽 ②波形的多样化 ③频率各不相同 ④不同端点的输出阻抗不同 ⑤电压成分多样化 2．交流电压的量值表示 一个交流电压的大小，可用多种方式来表示，如平均值、峰值和有效值。 （1）峰值的基本概念 峰值UP：是指交流电压在所观察的时间内或一个周期内所能达到的最大值，记为UP，峰值是从参考零电平开始计算的，有正峰值UP+和负峰值UP-之分。正峰值与负峰值包括在一起时称为峰峰值UP-P。 （2）平均值的基本概念 平均值 ：在数学上定义为 对纯交流电压来说，由于 =0，将无法用平均值来表征它的大小。 定义：通常是指经过测量仪器检波后的平均值，分为全波平均值和半波平均平均值。 全波平均值是指交流电压经全波检波后的全波平均值，即 （a）未检波前的电压波形 （b）半波整流后的波形 （c）全波整流后的波形 一般如果不加特别说明时，平均值都是指全波平均值 。 （3）有效值的基本概念  有效值U：指均方根值，用U或Urms表示。 物理意义：　一个交流电压和一个直流电压分别加在同一电阻上，若在相同的时间内它们产生的热量相等，则交流电压的有效值U等于该直流电压值。 3．交流电压量值相互转换 ②波峰因数KP 交流电压的峰值与有效值之比称为波峰因数KP， 即 几种典型的交流电压波形参数 4．常用电压测量仪器 有模拟式电压表和数字式电压表两种类型 ①模拟式电压表 一般是指“指针式电压表”，它把被测电压加到磁电式电流表，转换成指针偏转角度α的大小来度量。包括模拟万用表和电子电压表。另一种模拟测量是把被测量电压变换成图形高度来测量的仪表，如示波器等。 ②数字式电压表 是指把被测电压的数值通过数字技术，变换成数字量，然后用数码管以十进制数字显示被测量电压值。 数字式电压表具有高精度、量程宽、显示位数多、分辨率高、易于实现测量自动化等优点，在电压测量中也占据了越来越重要的地位。 二、数字式多用表 数字万用表DMM —— （Digital Multimeter），又称数字多用表.是一种多用途、多量程的电工仪表，它实际上是在直流数字电压表DVM的基础上增加了一些转换器而构成。 用途:它不但可以测量交直流电压、交直流电流和电阻，而且还可以测量电容及信号频率、判断电路的通断等 。 数字万用表的组成原理框图 整个电路主要由数字电压表DVM和交流电压/直流电压（AC/DC）转换器、电流/直流电压（I/DC）转换器、电阻/直流电压（Ω/DC）转换器等组成。 在测量时先把被测量通过不同的转换器转换成直流电压，然后再用数字电压表进行电压测量，从而得到被测量的数值. 因此说DMM的核心是直流数字电压表DVM 。 直流数字电压表DVM DVM（Digital Voltmeter）的测量过程是利用A/D（模/数）变换器将被测的模拟电压变换成相应的数字量，然后通过电子计数器计数，最后把被测电压值以十进制数字形式直接显示在显示器上。 数字电压表的分类 根据模/数转换器(A/D)的转换原理不同，可把数字电压表分为： 1．斜坡式数字电压表：U—T变换 2．双积分式数字电压表：U—T变换 3．比较式数字电压表：大者弃、小者留 4. 复合式数字电压表：U—T和U—F 数字电压表的主要技术指标 1．测量范围 （1）显示位数：指能显示0～9共十个完整数码的显示器的位数。 能显示0～9十个完整数码的显示器的位数称为完整位或满位，否则称为不完整位，不完整位通常是最高位 。 首位只能显示“1”或“0”，是不完整位，称之为1/2位或半位。 （2）量程的范围 指测量电压范围的上限值与下限值之差，包括基本量程和扩展量程。 基本量程：未经衰减器和放大器的量程称为基本量程，如1V或10V，也有的为2V或5V，基本量程的测量误差最小； 扩展量程：借助于衰减器和输入放大器的适当配合来完成量程扩大的。 （3）超量程