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文件名称:电子测量原理课件第五章.ppt
文件大小:7.2 MB
总页数:123 页
更新时间:2025-06-22
总字数:约1.64万字
文档摘要

2)均值电压表放大-检波式。均值响应、灵敏度比峰值表有所提高但频率范围较小(10MHz),主要用于低频和视频场合。读数的换算:根据波形因数,将读数换算成有效值(或均值)。3)有效值电压表可以直接读出有效值,非常方便。由于削波和带宽限制,将可能损失一部分被测信号的有效值,带来负的测量误差。较为复杂,价格较贵。第63页,共123页,星期日,2025年,2月5日4)宽频电平表以分贝表示的功率电平和电压电平。电压电平:步进衰减器读数+表头读数。功率电平:当输入阻抗等于表头标定时采用的零刻度基准阻抗600Ω时,功率电平与电压电平具有相同的表头刻度。否则,需用进行修正。第64页,共123页,星期日,2025年,2月5日5.4直流电压的数字化测量及A/D转换原理5.4.1DVM的组成原理及主要性能指标1)DVM的组成数字电压表(DigitalVoltageMeter,简称DVM)。组成框图第65页,共123页,星期日,2025年,2月5日1)DVM的组成组成框图包括模拟和数字两部分。输入电路:对输入电压衰减/放大、变换等。核心部件是A/D转换器(AnalogtoDigitalConverter,简称ADC),实现模拟电压到数字量的转换。数字显示器:显示模拟电压的数字量结果。逻辑控制电路:在统一时钟作用下,完成内部电路的协调有序工作。第66页,共123页,星期日,2025年,2月5日应用直流或慢变化电压信号的测量(通常采用高精度低速A/D转换器)。通过AC-DC变换电路,也可测量交流电压的有效值、平均值、峰值,构成交流数字电压表。通过电流-电压、阻抗-电压等变换,实现电流、阻抗等测量,进一步扩展其功能。基于微处理器的智能化DVM称为数字多用表(DMM,DigitalMultiMeter)。DMM功能更全,性能更高,一般具有一定的数据处理能力(平均、方差计算等)和通信接口(如GPIB)。第67页,共123页,星期日,2025年,2月5日2)主要性能指标显示位数完整显示位:能够显示0~9的数字。非完整显示位(俗称半位):在最高位上只能显示0和1。如4位DVM,具有4位完整显示位,其最大显示数字为9999。而位(4位半)DVM,具有4位完整显示位,1位非完整显示位,其最大显示数字为19999。第68页,共123页,星期日,2025年,2月5日量程基本量程:无衰减或放大时的输入电压范围,由A/D转换器动态范围确定。通过对输入电压(按10倍)放大或衰减,可扩展其他量程。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。第69页,共123页,星期日,2025年,2月5日分辨力指DVM能够分辨最小电压变化量的能力。反映了DVM灵敏度。用每个字对应的电压值来表示,即V/字。不同的量程上能分辨的最小电压变化的能力不同,显然,在最小量程上具有最高分辨力。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”)。第70页,共123页,星期日,2025年,2月5日用百分数表示分辨率:与量程无关,比较直观。如上述的DVM在最小量程200mV上分辨力为0.1mV,则分辨率为:测量速度每秒钟完成的测量次数。它主要取决于A/D转换器的转换速度。一般低速高精度的DVM测量速度在几次/秒~几十次/秒。第71页,共123页,星期日,2025年,2月5日测量精度取决于DVM的固有误差和使用时的附加误差(温度等)。固有误差表达式:示值(读数)相对误差为:式中,Vx:被测电压的读数;Vm:该量程的满度值;:误差的相对项系数;:误差的固定项系数。固有误差由两部分构成:读数误差和满度误差。读数误差: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:与当前读数无关,只与选用的量程有关。第72页,共123页,星期日,2025年,2月5日注意: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/