電子測(cè)量,曾濤或王化深第五章

1、第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù) 一、概述 二、交流電壓的測(cè)量 三、電壓測(cè)量的數(shù)字化方法第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)一、概述一、概述 電壓是電子電路中的一個(gè)主要參量，是其它許多電壓是電子電路中的一個(gè)主要參量，是其它許多電參量測(cè)量、非電測(cè)量的基礎(chǔ)。電參量測(cè)量、非電測(cè)量的基礎(chǔ)。例如：功率測(cè)量，例如：功率測(cè)量，P=V2/R=IV=I2R，歸于電壓的測(cè)量。，歸于電壓的測(cè)量。失真系數(shù)：失真系數(shù)：122vvDnii V V0調(diào)幅系數(shù)：調(diào)幅系數(shù)：m=V /V0第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)對(duì)電壓測(cè)量的要求：對(duì)電壓測(cè)量的要求：其實(shí)質(zhì)為對(duì)電壓測(cè)量設(shè)備的要求其實(shí)質(zhì)為對(duì)電壓測(cè)量設(shè)備的要求1、

2、測(cè)量準(zhǔn)確度：要求測(cè)量誤差小。、測(cè)量準(zhǔn)確度：要求測(cè)量誤差小。電壓測(cè)量?jī)x器的測(cè)量準(zhǔn)確度表示方式有以下三種：電壓測(cè)量?jī)x器的測(cè)量準(zhǔn)確度表示方式有以下三種：滿度值百分?jǐn)?shù)：滿度值百分?jǐn)?shù)： %Vm讀數(shù)值百分?jǐn)?shù)：讀數(shù)值百分?jǐn)?shù)： %Vx %Vm+ %Vx一般用于線形一般用于線形刻度模擬電壓表刻度模擬電壓表用于具有對(duì)數(shù)用于具有對(duì)數(shù)刻度的電壓表刻度的電壓表用于數(shù)字電壓表用于數(shù)字電壓表第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)2、頻帶寬：交流電壓、頻帶寬：交流電壓幾幾Hz幾百幾百Hz幾十幾十HzGHz3、量程廣：十分之幾、量程廣：十分之幾V、幾個(gè)、幾個(gè)mV幾十幾十kV4、輸入阻抗：應(yīng)足夠高，以避免對(duì)被測(cè)電路的、輸入阻抗：

3、應(yīng)足夠高，以避免對(duì)被測(cè)電路的影響。影響。5、應(yīng)具有高抗干擾能力。、應(yīng)具有高抗干擾能力。第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量?jī)x器分為：模擬式及數(shù)字式電壓表。電壓測(cè)量?jī)x器分為：模擬式及數(shù)字式電壓表。分類分類二、交流電壓的測(cè)量二、交流電壓的測(cè)量交流電壓測(cè)量的核心是交流電壓測(cè)量的核心是AC/DC變換，此部分是帶有變換，此部分是帶有共性的，即模擬式和數(shù)字式電壓表都必須完成這一共性的，即模擬式和數(shù)字式電壓表都必須完成這一變換過程。變換過程。模擬式電壓表模擬式電壓表先檢波，后放大先檢波，后放大先放大，后檢波先放大，后檢波第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)表征交流電壓的參數(shù)有：表征交流電壓的參數(shù)

4、有：所以有三種檢波方式的電壓表，根據(jù)檢波方式的不同，所以有三種檢波方式的電壓表，根據(jù)檢波方式的不同，有三種電壓表。有三種電壓表。V均值均值峰值峰值pV有效值有效值V峰值電壓表峰值電壓表均值電壓表均值電壓表有效值電壓表有效值電壓表（一）、模擬式電壓表（一）、模擬式電壓表第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)1、峰值檢波式電壓表、峰值檢波式電壓表TxptvV0)(max 電路形式電路形式步進(jìn)步進(jìn)分壓器分壓器斬波式斬波式直流放大器直流放大器峰值檢波器（探頭）峰值檢波器（探頭）先檢波、后放大先檢波、后放大第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)高頻電壓測(cè)量高頻電壓測(cè)量時(shí)誤差較小時(shí)誤差較小檢波電路形式檢波

5、電路形式I、串聯(lián)型檢波串聯(lián)型檢波+_Vo（t）Vx（t）II、并聯(lián)型檢波并聯(lián)型檢波+_Vx（t）Vo（t）第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)刻度特性刻度特性 =I0 Vp表頭的刻度：以正弦有效值刻度。表頭的刻度：以正弦有效值刻度。 =V（正弦波有效值）（正弦波有效值）波峰因數(shù)：波峰因數(shù)：VVKpp =V（正弦有效值）（正弦有效值）=Vp/Kp（正弦波峰因數(shù)）（正弦波峰因數(shù)）第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)例例：用一塊峰值電壓表測(cè)量一個(gè)方波電壓，讀數(shù)為用一塊峰值電壓表測(cè)量一個(gè)方波電壓，讀數(shù)為10 V ，問該方波電壓的有效值為多少？問該方波電壓的有效

6、值為多少？解：解：被測(cè)方波電壓的峰值為被測(cè)方波電壓的峰值為VKaVPP1 .14102 方波電壓的波峰因數(shù)方波電壓的波峰因數(shù)1 PK故故VKVVPPx1 .14 2、均值電壓表、均值電壓表dtVTVTtx 0)(1電路形式電路形式輸入輸入寬帶放大器寬帶放大器檢波檢波A先放大、后檢波先放大、后檢波第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)大信號(hào)檢波時(shí)線性較大信號(hào)檢波時(shí)線性較好，波形誤差較小好，波形誤差較小刻度特性刻度特性 =I 0 ，與波形無關(guān)，與波形無關(guān)V表頭的刻度：以正弦有效值刻度。表頭的刻度：以正弦有效值刻度。 =V（正弦波有效值）（正弦波有效值）波形因數(shù)：波形因數(shù)：VVKF =V（正弦有效值

7、）（正弦有效值）=KF（正弦波形因數(shù)）（正弦波形因數(shù)）V第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)例例：用一塊平均值電壓表測(cè)量一個(gè)三角波電壓，讀數(shù)為用一塊平均值電壓表測(cè)量一個(gè)三角波電壓，讀數(shù)為1 V ，問該三角波電壓的有效值為多少？，問該三角波電壓的有效值為多少？解：解：三角波的均值為三角波的均值為VKaVFx9 . 011. 11( 正弦波）正弦波）三角波的波形因數(shù)三角波的波形因數(shù)15. 1 FK故故VVKVxFx94. 09 . 015. 1 3、有效值電壓表、有效值電壓表 TxdttvTV02)(1實(shí)現(xiàn)方法實(shí)現(xiàn)方法平方率檢波平方率檢波熱電效應(yīng)熱電效應(yīng)模擬

8、計(jì)算電路模擬計(jì)算電路熱電效應(yīng)原理：熱電效應(yīng)原理：第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)BE+ACDA-)(tvxM熱偶式原理熱偶式原理：第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)BE+ACDA-)(tvxMAB為加熱絲為加熱絲M為電熱偶為電熱偶C熱端熱端D、E冷端冷端)(tvxAB溫度溫度CD和和CE為兩種為兩種不同材料制作不同材料制作CD溫差溫差電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)形成電流形成電流第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)寬放寬放10MHz)(tvx+-+ExEf4TC14TC1ViVo熱偶式有效值電壓表簡(jiǎn)化組成方框圖熱偶式有效值電壓表簡(jiǎn)化組成方框圖熱電偶熱電偶AC/DC4TC1（上）（上）測(cè)量熱偶測(cè)量熱偶

9、4TC1（下）（下）平衡熱偶平衡熱偶第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)工作原理：工作原理：fxiEEV 當(dāng)反饋系統(tǒng)平衡時(shí)，當(dāng)反饋系統(tǒng)平衡時(shí)，iV0則則fxEE 故故xoVV 平衡熱偶的作用：使表頭刻度線形化，并提高熱穩(wěn)定性。平衡熱偶的作用：使表頭刻度線形化，并提高熱穩(wěn)定性。2xxkVE 測(cè)量熱偶的熱電勢(shì)測(cè)量熱偶的熱電勢(shì)2ofkVE 平衡熱偶受反饋電平衡熱偶受反饋電壓影響，其熱電勢(shì)壓影響，其熱電勢(shì)第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)熱偶式電壓表缺點(diǎn)：具有熱慣性，過載能力差，易熱偶式電壓表缺點(diǎn)：具有熱慣性，過載能力差，易燒毀。燒毀。模擬計(jì)算電路式模擬計(jì)算電路式：采用模擬計(jì)算電路直接完成有效值

10、采用模擬計(jì)算電路直接完成有效值計(jì)算。計(jì)算。 TxxdttvTV02)(1 )(2tvx )(2tvx)(tvxxV模擬乘法器模擬乘法器積分器積分器開方開方4、波形誤差、波形誤差 峰值電壓表對(duì)被測(cè)信號(hào)波形的諧波失真所引起的峰值電壓表對(duì)被測(cè)信號(hào)波形的諧波失真所引起的波形誤差非常敏感，故不能測(cè)量失真波形的電壓。波形誤差非常敏感，故不能測(cè)量失真波形的電壓。 均值電壓表測(cè)量含有諧波成分的失真正弦電壓的均值電壓表測(cè)量含有諧波成分的失真正弦電壓的有效值時(shí)有如下結(jié)論：有效值時(shí)有如下結(jié)論：1、誤差與諧波幅度及初相角有關(guān)，當(dāng)初相角為、誤差與諧波幅度及初相角有關(guān)，當(dāng)初相角為00或或1800時(shí)誤差最大。時(shí)誤差最大。2

11、、二次諧波誤差比三次諧波要小，推廣到一般，奇、二次諧波誤差比三次諧波要小，推廣到一般，奇次諧波比偶次諧波影響大。次諧波比偶次諧波影響大。第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)3、均值表波形誤差與峰值檢波相比較小。、均值表波形誤差與峰值檢波相比較小。有效值電壓表測(cè)量非正弦波時(shí)理論上不會(huì)產(chǎn)生波形有效值電壓表測(cè)量非正弦波時(shí)理論上不會(huì)產(chǎn)生波形誤差，實(shí)際上由于以下兩個(gè)原因使產(chǎn)生讀數(shù)偏低的誤差，實(shí)際上由于以下兩個(gè)原因使產(chǎn)生讀數(shù)偏低的誤差。誤差。1、電壓表線形工作范圍的限制。、電壓表線形工作范圍的限制。2、電壓表帶寬的限制。、電壓表帶寬的限制。第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)（二）、數(shù)字式電壓表（二）

12、、數(shù)字式電壓表模擬量模擬量Vx（t）DA數(shù)字量數(shù)字量接口接口根據(jù)根據(jù) 變換方法變換方法 的不同的不同， 有有DA非積分式非積分式DVM積分式積分式DVM響應(yīng)于被測(cè)電壓響應(yīng)于被測(cè)電壓的瞬時(shí)值的瞬時(shí)值優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量速率快優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量速率快缺點(diǎn)：準(zhǔn)確度低缺點(diǎn)：準(zhǔn)確度低響應(yīng)于被測(cè)電壓響應(yīng)于被測(cè)電壓的平均值的平均值優(yōu)點(diǎn)：準(zhǔn)確度高優(yōu)點(diǎn)：準(zhǔn)確度高缺點(diǎn)：測(cè)量速率低缺點(diǎn)：測(cè)量速率低第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)非積分式非積分式逐次逼近式逐次逼近式比較式比較式斜坡電壓式斜坡電壓式代表代表:代表代表:線性斜坡式線性斜坡式階梯斜坡式階梯斜坡式積分式積分式代表代表:雙斜式雙斜式多

13、斜式多斜式第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)1、非積分式、非積分式DVM逐次逼近式逐次逼近式原理：與天平稱重相似原理：與天平稱重相似砝碼砝碼待測(cè)待測(cè)W/2 W/4 W/8 W/16原則：大者棄，小者留原則：大者棄，小者留逐次逼近比較式逐次逼近比較式A/D變換過程變換過程第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)鐘脈沖鐘脈沖起始脈沖起始脈沖逐次逼近寄存器逐次逼近寄存器SAR顯示器顯示器譯碼器譯碼器比較器比較器D/A變換器變換器VrefVfMSB2-12-2例例:三位二進(jìn)三位二進(jìn)制制,Vr=5V,Vx=4VSAR輸出輸出順序順序D/A送出送出比較比較比較器輸出比較器輸出結(jié)果結(jié)果1100Vr/2=2

14、.52.50保留保留2110Vr/2+Vr/22=3.753.750保留保留3111 Vr/2+Vr/22+Vr/23=4.375 4.3754Vo0舍棄舍棄0000000110 經(jīng)過譯碼顯示經(jīng)過譯碼顯示3.75V第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)逐次逼近比較式存在量化誤差逐次逼近比較式存在量化誤差.結(jié)論結(jié)論:其準(zhǔn)確度由基準(zhǔn)電壓、其準(zhǔn)確度由基準(zhǔn)電壓、D/A變換器、比較器的漂移變換器、比較器的漂移所決定。所決定。變換時(shí)間與輸入電壓大小無關(guān)，僅由它的數(shù)碼的變換時(shí)間與輸入電壓大小無關(guān)，僅由它的數(shù)碼的位數(shù)（比特?cái)?shù)）和鐘頻決定。位數(shù)（比特?cái)?shù)）和鐘頻決定。逐次逼近比較式的逐次逼近比較式的A/D變換能兼

15、顧速度和精度和成變換能兼顧速度和精度和成本三個(gè)方面的要求。本三個(gè)方面的要求。第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)斜坡電壓式斜坡電壓式DVM原理框圖原理框圖步驟步驟相應(yīng)波形相應(yīng)波形結(jié)論結(jié)論分為兩步：分為兩步：1、模擬直流電壓變換成時(shí)間、模擬直流電壓變換成時(shí)間間隔。間隔。 2、用計(jì)數(shù)法對(duì)時(shí)間間隔進(jìn)行、用計(jì)數(shù)法對(duì)時(shí)間間隔進(jìn)行數(shù)字編碼。數(shù)字編碼。 第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)輸入輸入比較器比較器斜坡電壓斜坡電壓發(fā)生器發(fā)生器接地接地比較器比較器邏輯控制邏輯控制電路電路時(shí)鐘時(shí)鐘脈沖脈沖計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器+12-12Vx復(fù)位復(fù)位0第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)返回第一次符合第一次符合被測(cè)電壓被

16、測(cè)電壓VxtV測(cè)量開始測(cè)量開始VrVx+12-12門控信號(hào)門控信號(hào)門內(nèi)時(shí)鐘脈沖門內(nèi)時(shí)鐘脈沖第二次符合第二次符合第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)結(jié)論結(jié)論:實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì):V-T變換變換測(cè)量準(zhǔn)確度測(cè)量準(zhǔn)確度,由斜坡電壓的線性、斜率穩(wěn)定與否，由斜坡電壓的線性、斜率穩(wěn)定與否，及時(shí)間測(cè)量是否準(zhǔn)確決定。及時(shí)間測(cè)量是否準(zhǔn)確決定。線路簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確度較低。線路簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確度較低。第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)例例： 若斜坡電壓的斜率為若斜坡電壓的斜率為10V/50ms，要求，要求4位數(shù)字讀出，位數(shù)字讀出，則時(shí)鐘脈沖頻率應(yīng)為多少？若被測(cè)電壓為則時(shí)鐘脈沖頻率應(yīng)為多少？若被測(cè)電壓為9.163V,則累計(jì)脈沖數(shù)為多少

17、則累計(jì)脈沖數(shù)為多少?解解:時(shí)鐘脈沖頻率應(yīng)為時(shí)鐘脈沖頻率應(yīng)為:kHzmsf20050000,10 門控時(shí)間應(yīng)為門控時(shí)間應(yīng)為:msmsVVT815.455010163. 9 累積脈沖數(shù)累積脈沖數(shù):kHzmsN200815.45 9163 通過小數(shù)點(diǎn)位置的調(diào)整通過小數(shù)點(diǎn)位置的調(diào)整,可顯示出可顯示出 9.163V第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)2、積分式、積分式DVM抗干擾能力抗干擾能力概述：概述：DVM的靈敏度極高，測(cè)量準(zhǔn)確度高于模擬電壓表的靈敏度極高，測(cè)量準(zhǔn)確度高于模擬電壓表存在存在串模干擾串模干擾和和共模干擾，共模干擾， 相應(yīng)地，有相應(yīng)地，有串模干擾抑制比串模干擾抑制比和和共模干擾抑制比。

18、共模干擾抑制比。第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)A、定義：、定義：1、串模干擾定義：指干擾源以串聯(lián)形式與被測(cè)、串模干擾定義：指干擾源以串聯(lián)形式與被測(cè)電壓一起疊加到電壓一起疊加到DVM輸入端。見圖輸入端。見圖1。2、共模干擾定義：通過環(huán)路地電流對(duì)兩根測(cè)試、共模干擾定義：通過環(huán)路地電流對(duì)兩根測(cè)試線都產(chǎn)生影響的干擾。見圖線都產(chǎn)生影響的干擾。見圖2。第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)VsmVxRl1Rl2Zi高端高端低端低端DVM圖一圖一串模干擾抑制比：串模干擾抑制比： smVdBSMRlg20)( Vsm串模干擾電壓峰值串模干擾電壓峰值 由由Vsm所造成的最大顯示誤差所造成的最大顯示誤差第

19、五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)Rl1Rl2Vcm圖二圖二ZiZ2Z1共模干擾抑制比：共模干擾抑制比：22lg20lg20)(lsmcmRZVVdBCMR Vsm是共模干擾轉(zhuǎn)化成的串模干擾電壓。是共模干擾轉(zhuǎn)化成的串模干擾電壓。I1I2222222ZVZRVIRIVcmlcmlsm 第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)B、克服方法：、克服方法：1、串模干擾：、串模干擾：采用積分電路采用積分電路DVM選擇積分時(shí)間為干擾信號(hào)周期選擇積分時(shí)間為干擾信號(hào)周期Tsm的整數(shù)倍的整數(shù)倍T=nTsm滿足以上條件，則滿足以上條件，則SMR= 。2、共模干擾：、共模干擾：克服方法為，設(shè)法減少共模干擾轉(zhuǎn)化為串模

20、干擾克服方法為，設(shè)法減少共模干擾轉(zhuǎn)化為串模干擾的途徑，增大的途徑，增大 Z2 。克服方法為，對(duì)克服方法為，對(duì)DVM測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)A/D變換部分進(jìn)變換部分進(jìn)行浮置或多層屏蔽。行浮置或多層屏蔽。第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)特點(diǎn)：特點(diǎn)： 對(duì)于非積分式對(duì)于非積分式DVM，因?yàn)樗菍?duì)被測(cè)電壓的，因?yàn)樗菍?duì)被測(cè)電壓的瞬時(shí)值瞬時(shí)值產(chǎn)生響應(yīng)，故對(duì)產(chǎn)生響應(yīng)，故對(duì)串模干擾串模干擾沒有抑制能力。沒有抑制能力。 對(duì)于積分式對(duì)于積分式DVM，由于是對(duì)被測(cè)電壓在采樣（積分），由于是對(duì)被測(cè)電壓在采樣（積分）時(shí)間內(nèi)的時(shí)間內(nèi)的平均值平均值產(chǎn)生響應(yīng)，故可平均掉疊加在被測(cè)電壓上產(chǎn)生響應(yīng)，故可平均掉疊加在被測(cè)電壓上的串模

21、干擾電壓，從而具有高的的串模干擾電壓，從而具有高的SMR。在積分式在積分式DVM中，中，A/D變換分為變換分為VF和和VT變換式。變換式。第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)雙斜式積分雙斜式積分(雙積分式雙積分式)DVM一、簡(jiǎn)化組成方框圖一、簡(jiǎn)化組成方框圖二、工作過程二、工作過程三、基本關(guān)系式及優(yōu)點(diǎn)三、基本關(guān)系式及優(yōu)點(diǎn)四、測(cè)量誤差四、測(cè)量誤差V-T變換變換特點(diǎn)特點(diǎn):在一次測(cè)量過程中，用同一積分器先后進(jìn)行兩次積分。在一次測(cè)量過程中，用同一積分器先后進(jìn)行兩次積分。第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)邏輯邏輯控制電路控制電路十進(jìn)計(jì)數(shù)器十進(jìn)計(jì)數(shù)器主門主門A1A2-+-+c積分器積分器比較器比較器時(shí)

22、鐘時(shí)鐘Vo-VxVrefs1s212t1VxVxVoVomVomT1T2T2二、工作（二次積分）過程：二、工作（二次積分）過程：1、對(duì)被測(cè)電壓定時(shí)積分、對(duì)被測(cè)電壓定時(shí)積分2、對(duì)基準(zhǔn)電壓定值反向積分、對(duì)基準(zhǔn)電壓定值反向積分第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)1、無干擾時(shí)、無干擾時(shí) 121)(1ttxxomVRCTdxVRCV2、有串模干擾、有串模干擾Vsm時(shí)時(shí))(smxxVVv 則：則： 2111ttxxomvRCTdxvRCV定時(shí)積分定時(shí)積分結(jié)論：平均值減少了影響結(jié)論：平均值減少了影響在在T1內(nèi)：內(nèi)：（1）三、基本關(guān)系式三、基本關(guān)系式第五章第五章 電壓測(cè)

23、量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)定值反向積分定值反向積分在在T2內(nèi)：內(nèi)：01232 refomttrefomoVRCTVdtVRCVV將（將（1）式代入（）式代入（2）式，有）式，有（2）xrefVVTT12 refrefxVNNVTTV1212 第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)結(jié)論：結(jié)論：1、Vx T2，Vx=N2Vr/N1，如果，如果Vr/T1=10n或或Vr/N1=10n，則，則T2或或N2確定小數(shù)點(diǎn)后，可直接在顯示器上顯示。確定小數(shù)點(diǎn)后，可直接在顯示器上顯示。 2、與、與RC無關(guān)，所以無關(guān)，所以DVM可在對(duì)積分元件準(zhǔn)確度要求不高可在對(duì)積分元件準(zhǔn)確度要求不高的條件下，得到高的測(cè)量準(zhǔn)確度。的條件下

24、，得到高的測(cè)量準(zhǔn)確度。當(dāng)當(dāng),10242 N則則Vx=2V。例如：當(dāng)例如：當(dāng)2444110,101066NVVTVxr 第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)3、只與、只與T1，T2比值有關(guān)，故對(duì)時(shí)鐘源頻率準(zhǔn)確度要求不高。比值有關(guān)，故對(duì)時(shí)鐘源頻率準(zhǔn)確度要求不高。4、抗干擾能力強(qiáng)，但速率較低，逐次逼近比較式要快得多。、抗干擾能力強(qiáng)，但速率較低，逐次逼近比較式要快得多。第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)四、測(cè)量誤差四、測(cè)量誤差DVM的測(cè)量誤差有固有誤差、附加誤差等。的測(cè)量誤差有固有誤差、附加誤差等。固有誤差：固有誤差：)%(mVV Vm滿度量程滿度量程 相對(duì)項(xiàng)系數(shù)相對(duì)項(xiàng)系數(shù) 誤差的固定項(xiàng)系數(shù)誤差

25、的固定項(xiàng)系數(shù)第一項(xiàng)為讀數(shù)誤差，第二項(xiàng)為滿度誤差。第一項(xiàng)為讀數(shù)誤差，第二項(xiàng)為滿度誤差。第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)3、DVM主要工作特性主要工作特性（一）測(cè)量范圍（一）測(cè)量范圍1、量程、量程2、顯示位數(shù)及超量程能力、顯示位數(shù)及超量程能力nV-kV只能夠顯示只能夠顯示0和和1兩個(gè)數(shù)碼的那些位兩個(gè)數(shù)碼的那些位-1/2位位.能夠顯示能夠顯示0到到9十個(gè)數(shù)碼的那些位十個(gè)數(shù)碼的那些位-完整顯示位完整顯示位;第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)*基本量程為基本量程為1或或10V時(shí)，時(shí)， 表示具有超量程能力。表示具有超量程能力。21n例例10V，4位位DVM，最大為，最大為9.999V，無超量程能

26、力；而，無超量程能力；而最大為最大為19.999V，則具有超量程能力，為，則具有超量程能力，為 位。位。214*基本量程為基本量程為2V或或20V等等,最大顯示為最大顯示為1.9999V或或19.999V時(shí)時(shí),我們說它為我們說它為 位，但無超量程能力。位，但無超量程能力。214超量程能力用超過量程的百分?jǐn)?shù)表示。超量程能力用超過量程的百分?jǐn)?shù)表示。例如例如9999 19999，稱為超，稱為超100%。第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)（二）分辨力（二）分辨力DVM能夠顯示能夠顯示Vx的最小變化值。在最小的最小變化值。在最小量程上，具有最高的分辨力。量程上，具有最高的分辨力。例如，最小量程為例如

27、，最小量程為0.100000V，則末位變一個(gè)字為，則末位變一個(gè)字為1 V，則分辨力為則分辨力為1 V。（三）測(cè)量速率（三）測(cè)量速率主要取決于變換器的變換速率，一般達(dá)不到每主要取決于變換器的變換速率，一般達(dá)不到每秒百次的速度，較逐次逼近式慢得多。秒百次的速度，較逐次逼近式慢得多。第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)（四）抗干擾能力（四）抗干擾能力積分式積分式DVM是響應(yīng)于被測(cè)信號(hào)電壓在一個(gè)測(cè)量周期的是響應(yīng)于被測(cè)信號(hào)電壓在一個(gè)測(cè)量周期的平均值，平均值，SMR很高。很高。設(shè)設(shè)Vx，串模干擾為，串模干擾為Vsmsin t，則，則tVVtVsmxx sin)( 其中，其中，smsmTf 22 第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)產(chǎn)生示值誤差：產(chǎn)生示值誤差： TttsmxxtdtVTVtvV11sin1)( 2sin22sin21TTtTVVsm 則最大可能的示值誤差為：則最大可能的示值誤差為：smsmsmsmTTTTVTTVV sin2sin2 第五章第五章 電壓測(cè)量技術(shù)電壓測(cè)量技術(shù)則串模干擾抑制比為：則串模干擾抑制比為：smsmsmTTTTVVdBSMR sinlg20lg20 將上式用曲線表示，將上式用曲線表示，T=10ms