1、第4章 電子電壓表,4.1 概述 4.1.1 電子電壓表的概念 電壓是電子測量技術中最基本的參數之一，電子設備的許多工作特性，諸如增益、衰減、靈敏度、頻率特性、非線性失真系數、調幅度、噪聲系數等都可視為電壓的派生量；而電子設備的各種控制信,號、反饋信號、告警信號等其他信息，往往也直接表現為電壓量；總之，電壓測量是許多電參數量測量的基礎。 4.1.2 電子電壓表的分類及用途 (1)模擬式電子電壓表 1)按測量功能分類,2)按工作頻段分類 3)按測量電壓量級分類 4)按電壓測量準確度等級分類 5)按刻度特性分類 (2)數字式電壓表 4.2 模擬式電子電壓表 4.2.1 模擬式電子電壓表的基本原理,

2、(1)放大檢波式 理論證明：流過微安表的電流 為 (2)檢波放大式 一般為107108 ，且時間常數滿足,圖4.1 常用平均值檢波器,圖4.2 DA-16型晶體管毫伏表原理框圖,圖4.3 DA-16型晶體管毫伏表電原理圖,在實際電路中，并聯式應用較多，其檢波輸入阻抗R1與R有以下關系 (3)外差式 回路的熱偶電流為,圖4.4 峰值檢波器,圖4.5 HFJ-8型超高頻晶體管毫伏表原理框圖,圖4.6 外差式電壓表原理圖,圖4.7 熱電偶,圖4.8 熱偶電路,圖4.9 DA-24型熱功當量電偶式電子電壓表原理方框圖,4.2.2 面板上各旋鈕的作用和技術性能 量程選擇開關 輸入接線柱 零點調整旋鈕 表

3、頭及刻度。 電源開關與指示燈。,圖4.10 GB-9型電子管毫伏表面板圖,圖4.11 DA-16型晶體管毫伏表面板圖,4.2.3 使用方法和使用注意事項 (1)準備工作 接通電源，GB-9型需熱15 min，再進行電氣調零。 選擇量程：估計被測電壓值的大小，選擇合適的量程擋。,連接測量線路：接線時，先接上接地接線柱，再接另一個接線柱；測量完畢拆線時，應先拆下不接地的接線柱，再拆接地接線柱。 讀數：根據量程形狀的位置，按對應的刻度線讀數。 測量完畢時，應將量程開關轉至大電壓擋。,圖4.12 HFJ-8型超高頻晶體管毫伏表面板圖,(2)檢波放大式電子電壓表的使用方法 1)面板布置 量程選擇開關：有

4、7擋量程可供選擇，即3 mV3 V。 零位調節(jié)旋鈕：當輸入端短路時，用于電表的電氣調零。 輸入接線柱：被測信號經探極檢波后，由此接線柱進入電壓表。,測量探極：一個帶有檢波電路的高頻探測器，且獨立成體(圖中未畫)。測量時，被測信號經探極進入電壓表。 校正測量選擇開關：當開關置于校正位置時，100 kHz的校正信號由輸出端輸出,開關置于測量位置時，電壓表可進行測量。,校正信號輸出插口：當“校正測量”選擇開關置于校正處時，可將高頻探極插入此插口，100 kHz校正信號可校正各擋量程滿度值。 校正電位器：在儀器右側下部有3 mV、10 mV、30 mV、100 mV、300 mV、1 V、30 V這7

5、個滿度校正電位器，可用小螺絲刀校正量程滿度。, 表頭：表頭面板上共有7條刻度線，分別對應于7擋量程。 電源開關及指示燈。 2)使用方法和使用注意事項 準備工作：將電壓表平穩(wěn)地放在合適的位置上，并對電壓表進行機械調零。,電氣調零：將探極插入校正信號輸出插口內，“校正測量”選擇開關置于“測量”處，或撥出探頭與接地端短路，再調節(jié)“零位調節(jié)”旋鈕使表針指零。 選擇量程，校正滿度：量程選擇方法與前面放大檢波式電壓表是相同的。,連接測量線路：將“校正測量”開關置于“測量”擋，將探極接入被測電路。 4.2.4 常見故障分析 接通電源前，先對電表指針進行機械零點校正。,將“輸入端”短路(可用與“輸入”插孔相連

6、接的電纜的兩只鱷魚夾短路)，接通電源，在23 min后調節(jié)面板“調零”旋鈕，使電表指針指在零位。 將被測電壓接在輸入電纜的兩只鱷魚夾之間，“測量范圍”開關根據被測電壓的大小置于適當量程，電壓表上的讀數即為被測電壓的有效值。,用完后，將“測量范圍”開關放到最大量程擋，然后再關掉電源。 接短路線時，應先接地線，后接另一根線；取下短路線時，應先取另一根線，后取地線。如果次序相反，將會引起很大的感應電壓，而使指針偏轉，嚴重時可能會把指針撞彎，甚至損壞。,4.2.5 選用原則 4.2.6 應用實例 (1)變壓器變比和放大器增益的測量 信號源Us的頻率范圍必須與被測電路的頻率特性相適應，以免引入頻率失真，

7、給測量帶來誤差。,圖4.13 變壓器變化測量的連線圖,圖4.14 放大器增益測量的連線圖,信號電壓Us的幅度應合適，以免引起非線性失真。 (2)紋波系數的測量 紋波系數為 4.3 數字式電子電壓表,圖4.15 直流穩(wěn)壓電源紋波系數的測量方法,4.3.1 數字式電子電壓表的基本原理 (1)斜坡式數字電壓表 (2)逐次逼近比較式數字電壓表,圖4.16 數字式電壓組成框圖,圖4.17 斜坡式數字電壓表原理框圖,圖4.18 斜坡式數字電壓表內部工作波形圖,圖4.19 逐次逼近比較數字電壓表原理框圖,4.3.2 面板上各旋鈕的作用和技術性能 前面板： 電源開關及指示燈。 復位按鈕。 采樣方式開關。 它們

8、分別表示如下： “手動”擋：按一次復位按鈕，儀器測量一次。,“最小”擋：儀器自動顯示被測電壓的最小值。 “最大”擋：儀器自動顯示被測電壓最大值。 采樣速率旋鈕。 校正開關。 校正電位器。 輸入插座。,圖4.20 PZ-8型直流數字電壓表面板布置圖,濾波開關。 量程選擇開關。 后面板： 輸入插座。被測電壓可由此輸入。 輸出信息插座。輸出被測電壓的相應代碼。 零線接地開關。用以控制儀器零線與儀器機殼(電源地線)的連接方式。,20 V調零電位器。 遙控采樣插座。 4.3.3 使用方法和使用注意事項 零位校正。 標準校正。 根據被測電壓大小選擇合適的量程；若對被測電壓值無法估計，可先置于1 000 V擋，再逐步減小。,采樣方式一般置于定時處，也可根據其他要求置于別的擋位。 若被測電壓中有交流成分，可將濾波開關置于引入位置，以減少干擾。 當過載時，儀器會顯示“19999”。 4.3.4 選用原則,根據被測電壓的種類(例如，直流、交流、脈沖、噪聲等)選擇電壓表的類型。 根據被測電壓的大小選擇量程適宜的電壓表。 保證被測量電壓的頻率不超出所選電壓表的頻率范圍。 在其他條件相同的情況下，應盡量選擇輸入阻抗大的電壓表。,在測量非正弦波電壓時，應根據被測電壓波形的特征，適當選擇電壓表的類型(峰值型、場值型或有效值型)，以便正確理解讀