*第1页，共27页，星期日，2025年，2月5日3.1概述3.2直流电流、直流电压的测量3.3模拟式交流电压表3.4数字电压表本章要点：交流电压的表征，模拟式交流电压表的结构、检波器、正弦波有效值定度及电压测量，数字电压表的组成、性能指标及A/D变换器。第3章电压测量与电压表第2页，共27页，星期日，2025年，2月5日3.1.1电压测量的基本要求1.频率范围宽2.量程宽3.输入阻抗高4.抗干扰能力强5.测量精确度高电压表精确度表示方法如下：（1）满度值的百分数±β%Um 线性刻度的模拟式电压表（2）读数值的百分数±α%Ux对数刻度的电压表（3）±(α%Ux+β%Um)数字电压表6.被测电压波形种类多第3页，共27页，星期日，2025年，2月5日3.1.2交流电压的表征交流电压的表征量包括平均值、峰值、有效值U以及波形因数KF、波峰因数KP。1.平均值平均值简称为均值，是指波形中的直流成分交流电压的平均值2.峰值UP指交流电压在一个周期内（或一段时间内）以零电平为参考基准的最大瞬时值，记为（或UP）第4页，共27页，星期日，2025年，2月5日u(t)t0a）UP-Ptu(t)0b）UP-PUm图3.1交流电压的峰值、振幅值3.有效值U交流电压的大小通常是指它的有效值U，有效值又称为均方根值，是根据它的物理定义来确定的。数学计算式为：第5页，共27页，星期日，2025年，2月5日4.波形因数KF交流电压的波形因数KF定义为交流电压的有效值U与平均值之比，即5.波峰因数KP交流电压的波峰因数KP定义为交流电压的峰值与有效值U之比，即不同波形的波形因数和波峰因数具有不同的定值，如表3-1所示。图3.2所示为表3-1所用的波形图。第6页，共27页，星期日，2025年，2月5日表3-1常见波形的波形因数和波峰因数名称波形UKFKP正弦波①A0.637A1.11方波②AAA11三角波③A0.5A000图3.2表3-1所用波形图①②③第7页，共27页，星期日，2025年，2月5日3.1.3电子电压表的分类电子电压表，分为模拟式电压表和数字式电压表。1.模拟式电压表用磁电式直流电流表作为指示器直流电压表交流电压表:核心为交直流变换器AC/DC。检波器按其响应特性分为均值、峰值和有效值检波器三种结构形式:放大—检波式、检波—放大式外差式第8页，共27页，星期日，2025年，2月5日（1）检波—放大式电压表如图3.3(a)所示。其频率范围和输入阻抗主要取决于检波器（2）放大—检波式电压表如图3.3(b)所示。检波器衰减器直流放大器被测输入(a)衰减器检波器交流放大器(b)被测输入uAuA图3.3检波-放大式、放大-检波式电压表组成框图第9页，共27页，星期日，2025年，2月5日（3）外差式电压表组成框图如图3.4所示。外差式电压表利用混频器，将输入信号变为固定中频信号后进行交流放大，可以较好地解决交流放大器增益与带宽的矛盾，其灵敏度可以提高到微伏级。其频带宽度取决于本振频率范围，可从100kHz至数百兆赫兹，一般称之为高频微伏表。输入电路混频器中频交流放大器图3.4外差式电压表组成框图被测输入均值检波器本振第10页，共27页，星期日，2025年，2月5日表3-2三种结构形式电压表的性能比较结构形式灵敏度频带宽度电压表类型外差式很高很宽高频微伏表检波—放大式稍高很宽超高频毫伏表放大—检波式稍低较窄高频毫伏表、视频毫伏表第11页，共27页，星期日，2025年，2月5日2.数字式电压表DVM核心：A/D（模/数）变换器将模拟量变换成数字量，十进制数字形式显示被测电压值直流数字电压表。直流数字电压表配上交直流变换器即构成交流数字电压表数字万用表。A/D变换器分为积分式、（直流数字电压表）比较式复