工學第4章電壓的測量與電子電壓表

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1、第四章第四章 電壓測量與電子電壓表電壓測量與電子電壓表 本章要點：本章要點：1.電壓測量的重要性，對電壓測量的要求和分類電壓測量的重要性，對電壓測量的要求和分類2.模擬式直流、交流電壓的測量以及高頻、脈沖、噪聲電壓的模擬式直流、交流電壓的測量以及高頻、脈沖、噪聲電壓的 測量測量3.數字電壓表組成原理、工作特性和分類數字電壓表組成原理、工作特性和分類4.積分式和比較式積分式和比較式A/D轉換器及數字多用表的組成原理與特點轉換器及數字多用表的組成原理與特點5.數字電壓表的誤差與干擾數字電壓表的誤差與干擾4.1 概概 述述 電壓測量的重要性電壓測量的重要性電壓是電子測量的一個主要參數。電壓是電子測量

2、的一個主要參數。電參量的根底：電參量的根底：U=IR I=U/R R=U/I P=IU=U2/R=I2R電壓的派生量，例如，調幅度，波形的非線性失真系數等等。電壓的派生量，例如，調幅度，波形的非線性失真系數等等。在非電量測量中，大多數物理量如溫度、壓力、振動、速度在非電量測量中，大多數物理量如溫度、壓力、振動、速度等的傳感器大多是電壓作輸出的。等的傳感器大多是電壓作輸出的。因此，電壓測量是其它許多電參量、非電參數測量的根底。因此，電壓測量是其它許多電參量、非電參數測量的根底。4.1.2 對電壓測量的根本要求課本第對電壓測量的根本要求課本第1頁頁1.應有足夠寬的電壓測量范圍應有足夠寬的電壓測量范

3、圍nVVmVVkV 2.應有足夠寬的頻率范圍應有足夠寬的頻率范圍交流電壓的頻率范圍約從幾交流電壓的頻率范圍約從幾Hz到幾百到幾百MHz，甚至達，甚至達GHz量級。量級。目前，模擬電壓表可測量的頻率范圍要比數字表高得多。目前，模擬電壓表可測量的頻率范圍要比數字表高得多。例如，例如，92C型模擬射頻電壓表頻率上限達型模擬射頻電壓表頻率上限達1.2GHz，而，而DP100型數字多用表只能達型數字多用表只能達25MHz。3.應有足夠高的測量準確度應有足夠高的測量準確度準確度可達準確度可達(0.0005Ux十十0.0001Um)，即可達，即可達10-6量級量級 4.應有足夠高的輸入阻抗應有足夠高的輸入阻

4、抗5.應具有高的抗干擾能力應具有高的抗干擾能力4.1.3 電壓測量儀器的分類課本第電壓測量儀器的分類課本第1頁頁1.模擬式電壓表模擬式電壓表指針式電壓表：用磁電式電流表作為指示器指針式電壓表：用磁電式電流表作為指示器模擬示波器：模擬示波器：刻度比較刻度比較 2.數字式電壓表數字式電壓表經經A/D將模擬信號轉換為數字信號將模擬信號轉換為數字信號 各有千秋各有千秋 模擬表模擬表-駕駛臺儀表多，一目了然；高頻電壓表駕駛臺儀表多，一目了然；高頻電壓表 數字表數字表-精度高，輸入阻抗高，便于與計算機聯接精度高，輸入阻抗高，便于與計算機聯接4.2 模擬式直流電壓的測量模擬式直流電壓的測量 4.2.1 三用

5、表中的直流電流、電壓測量三用表中的直流電流、電壓測量 1.表頭：表頭：三用表中直流電流、電壓通常由磁電式高靈敏度直流電流表作三用表中直流電流、電壓通常由磁電式高靈敏度直流電流表作指示。直流電流表俗稱表頭，圖指示。直流電流表俗稱表頭，圖4.1給出了動圈式電流表頭結給出了動圈式電流表頭結構的雙視圖。其工作原理是利用載流導體與磁場之間的作用來構的雙視圖。其工作原理是利用載流導體與磁場之間的作用來產生轉動力矩，使導體框架轉動而帶動指針偏轉，其偏轉角度產生轉動力矩，使導體框架轉動而帶動指針偏轉，其偏轉角度正比于通過線圈的被測電流。正比于通過線圈的被測電流。圖圖4.1 4.1 動圈式儀表的結構雙視圖動圈式

6、儀表的結構雙視圖游 絲游 絲S SN NN NS SP PP PP PP P S SK K永久磁永久磁鐵鐵標尺標尺指針指針軟心鐵軟心鐵K K吸靴吸靴 可動線圈可動線圈K K軸軸軸承軸承游絲游絲S S指針指針游絲游絲S S可動線圈可動線圈K K軸承軸承I=K式中式中K由設計決定的恒量，它與線圈匝數、線圈面積、磁場強由設計決定的恒量，它與線圈匝數、線圈面積、磁場強度及游絲扭轉力矩有關。度及游絲扭轉力矩有關。K值表示電流表偏轉單位角度時所需值表示電流表偏轉單位角度時所需通過的電流，通過的電流，K值越小，電流表越靈敏。這樣就可以從指針所值越小，電流表越靈敏。這樣就可以從指針所指角度位置來測電流。指角度

7、位置來測電流。2電流表量程擴展電流表量程擴展 允許通過的最大電流值稱為量程允許通過的最大電流值稱為量程Im，如，如50A、100A。1mA等。由于電流線圈匝數很多，其內阻較大。等。由于電流線圈匝數很多，其內阻較大。設現有一表頭，設現有一表頭，Im=50A，r=3k.現要測量現要測量500A電流怎么辦？電流怎么辦？要并聯分流電阻要并聯分流電阻RS以擴展量程。因兩路以擴展量程。因兩路端電壓端電壓相等相等 圖圖4.2 4.2 表頭等效電路表頭等效電路I Imm-+r rB B圖圖4.3 4.3 電流量程擴展電流量程擴展5050 A A+R Rs s3K3KI ImmI II Is sA A-SmmR

8、IIrI)(rnrIIrIIIRmmmS11114.1式中式中n稱電流量程擴大倍數，也稱分流系數。稱電流量程擴大倍數，也稱分流系數。3.直流電壓測量直流電壓測量用電流表頭能否直接測量電壓？能測，但測量的電壓范圍很小。用電流表頭能否直接測量電壓？能測，但測量的電壓范圍很小。如圖如圖4.4所示，在指針指示滿刻度時，它兩端的電壓是：所示，在指針指示滿刻度時，它兩端的電壓是：U U圖圖4.4 4.4 用表頭直接測電壓用表頭直接測電壓5050 A Ar r3K3KI Imm1.5V1.5V6350 103 100.15mmUIrv 即它所能測量的最大電壓為即它所能測量的最大電壓為0.15V。為了能測量較

9、高的電壓，需為了能測量較高的電壓，需串聯串聯倍壓電阻倍壓電阻RP來擴展量程。來擴展量程。rIURRrIUmPPm)(4.2 R RP Pr rI Imm圖圖4.5給出了三用表直流電壓檔量程擴展的原理電路圖。圖中除給出了三用表直流電壓檔量程擴展的原理電路圖。圖中除最小量程最小量程U0=Imr外，又增加了外，又增加了U1、U2、U3三個量程。根據所三個量程。根據所需擴展的量程，不難算出需擴展的量程，不難算出3個倍壓電阻值：個倍壓電阻值：圖圖4.5 4.5 直流電壓表電路直流電壓表電路r rR R1 1R R2 2R R3 3U U3 3U U0 0U U1 1U U2 22.5v2.5v10v10

10、v50v50v250v250vmmmIUURIUURrIUR/)(/)()/(23312211電壓靈敏度電壓靈敏度 “/V通常把電壓表內阻通常把電壓表內阻RV與量程與量程Um之比定義為電壓表的電壓靈之比定義為電壓表的電壓靈敏度敏度(每伏歐姆數每伏歐姆數/V)：mmVVIURK1 4.4“/V數越大，說明為使指針偏轉同樣角度所需驅動電流越小。數越大，說明為使指針偏轉同樣角度所需驅動電流越小?！?V數一般標明在磁電式電壓表表盤上，可依據它推算出不數一般標明在磁電式電壓表表盤上，可依據它推算出不同量程時的電壓表內阻，即同量程時的電壓表內阻，即 mVVUKR4.5 例如某電壓表的例如某電壓表的“V數為

11、數為20kV，那么，那么5V量程和量程和25V量程量程時電壓表內阻分別為時電壓表內阻分別為100k和和 500k。4.2.2 直流電子電壓表直流電子電壓表直流電子電壓表通常是由磁電式表頭加裝跟隨器以提高輸入直流電子電壓表通常是由磁電式表頭加裝跟隨器以提高輸入阻抗和直流放大器以提高測量靈敏度構成，當需要測量阻抗和直流放大器以提高測量靈敏度構成，當需要測量高直流電壓時，輸入端接入由高阻值電阻構成的分壓電路。電高直流電壓時，輸入端接入由高阻值電阻構成的分壓電路。電子電壓表組成框圖如圖子電壓表組成框圖如圖4.7所示。所示。圖圖4.7 4.7 電子電壓表框圖電子電壓表框圖R R0 0U U1 1K KU

12、 U2 2U U3 3R R1 1R R3 3R R2 2U Ux xFETFET源源極極跟跟隨隨器器放放大大器器R Rv vAAU Ux xUUA AI I0 0I II IF FR RF FU Uf fAAU Ui i分分壓壓器器及及跟跟隨隨器器FETFET圖圖4.8 4.8 集成運放電壓表原理集成運放電壓表原理4.3 交流電壓的測量交流電壓的測量 交流電壓的表征交流電壓的表征交流電壓可以用交流電壓可以用峰值峰值、平均值平均值、有效值有效值、波形系數以及波峰系、波形系數以及波峰系數來表征。數來表征。數學定義：均方根值數學定義：均方根值物理定義：能量等效物理定義：能量等效01()Tutd t

13、Tt tU UU UP PU UP Pt tU U峰值峰值平均值平均值直接平均為零；直接平均為零；半波均值半波均值全波均值全波均值t tU U有效值有效值U U201()Tu t dtT圖圖4.9 4.9 交流電壓的峰值交流電壓的峰值u u(t t)u u(t t)t tt t0 00 0U U0 0U U0 0U Umm+（a a）（b b）U Up p+U Up_p_U Um-m-U UP PP PU Umm-UUU Umm+峰峰值峰峰值峰值峰值t t0 00 0U全波平均值全波平均值t t0 012U正半波平均值正半波平均值t t12U負半波平均值負半波平均值通常，在未特別注明通常，在未

14、特別注明時，平均值即指全波時，平均值即指全波平均值而言。平均值而言。3.有效值有效值假設某一交流電壓假設某一交流電壓ut在一個周期內通過純阻負載所產生的在一個周期內通過純阻負載所產生的熱量，與一個直流電壓熱量，與一個直流電壓U在同樣情況下產生的熱量相等，那么在同樣情況下產生的熱量相等，那么U的數值即為的數值即為u(t)的有效值，的有效值，U和和u(t)的數學關系為的數學關系為 TdttuTU02)(14.10 實際中，有效值是最廣泛應用的參數。例如，電壓表的讀數除實際中，有效值是最廣泛應用的參數。例如，電壓表的讀數除特殊情況外，幾乎都是按正弦波有效值進行定度的。有效值獲特殊情況外，幾乎都是按正

15、弦波有效值進行定度的。有效值獲得廣泛應用的原因，一方面是它直接反響出交流信號能量的大得廣泛應用的原因，一方面是它直接反響出交流信號能量的大小，這對于研究功率、噪聲、失真度、頻譜純度、能量轉換等小，這對于研究功率、噪聲、失真度、頻譜純度、能量轉換等是十分重要的；另一方面，那么是它具有十分簡單的疊加性質，是十分重要的；另一方面，那么是它具有十分簡單的疊加性質，計算起來極為方便。計算起來極為方便。4.波形因數波形因數交流電壓的波形因數的定義為該電壓的有效值與平均值之比，交流電壓的波形因數的定義為該電壓的有效值與平均值之比，即即UUKF4.11 5.波峰因數波峰因數 交流電壓的波峰因數的定義為該電壓的

16、峰值與其有效值之比，交流電壓的波峰因數的定義為該電壓的峰值與其有效值之比，即即 UUKPP4.12 414.12 73.13 正弦波正弦波三角波三角波方方 波波波形因數波形因數K KF F1.111.111.151.151 1波峰因數波峰因數K KP P1 1AtAttA正弦波半波整流波AA707.0211.122414.12 2AAA318.057.122414.12 11.122AA637.02AA707.02A AA AA A波峰因數波峰因數K KP P波形因數波形因數K KF F平均值平均值U U有效值有效值U U峰峰值值波波 形形名名稱稱全波整流波表表4.1 AA637.024.3.

17、2 交流電壓的測量交流電壓的測量 交流電壓交流電壓直流電壓直流電壓均值、峰值和有效值均值、峰值和有效值AC/DCAC/DC1.均值電壓表均值電壓表 1)均值電壓表的組成均值電壓表的組成 阻抗阻抗變換器變換器可變量程可變量程 衰減器衰減器平均值平均值檢波器檢波器寬帶寬帶放大器放大器微安表微安表u u(t t)圖圖4.11 4.11 均值電壓表的一般組成均值電壓表的一般組成mVmV量級量級20Hz20Hz10MHz10MHz均值表均值表視頻毫伏表視頻毫伏表放大放大檢波式檢波式2)均值檢波器均值檢波器(課本第課本第4頁頁 均值檢波器如以下圖1-7所示，無論哪種類型，均值檢波器都要求電路的時間常數很小

18、，所以檢波后不接RC充放電回路，表頭兩端一般并一個小電容C，是為防止表頭流過交流使表針抖動，以及消除表頭動圈內阻產生的熱損耗。以圖1-7(c)電路為例，設被測電壓為uit，四個二極管具有相同的正向電阻Rd，微安表內阻為Rm,于是二極管導通而流過微安表的正向平均電流為 從上式1-4可以得到：式中a為電壓表讀數(示值)；U為正弦電壓有效值；kF為波形因數，對于正弦波全波檢波器kF=1.11(半波檢波器kF=222)。由于不同波形電壓的kF值不同，故當用這類電壓表測非正弦電壓時，其示值a無直接的物理意義，只有把讀數除以1.11后才是被測電壓的全波平均值 然后由被測電壓的波形因數kF，按(1-5)式計

19、算出該電壓的有效值。靈敏度靈敏度 mdmdrRUIS212提高靈敏度，就應減小提高靈敏度，就應減小R Rd d和和r rmm的值，為提高輸入阻的值，為提高輸入阻抗檢波前要加放大器抗檢波前要加放大器輸入阻抗輸入阻抗 mdirRR282注：均值檢波器的線性補償見課本57頁 例例4.l 用平均值電壓表測量一個三角波電壓，用平均值電壓表測量一個三角波電壓，讀讀得測量值為得測量值為 10V，試求有效值為多少伏？，試求有效值為多少伏？解解:對于均值表，對于均值表，讀數讀數 1.11U4.17先求出均值，再通先求出均值，再通過過KF換算成有效值。換算成有效值。三角波的均值為三角波的均值為 10.9 1091

20、.11xUVV查查 表表4.1，得三角波，得三角波KF=l.15，故被測三角波的有效值為，故被測三角波的有效值為 VVVUKUxFx4.1035.10915.13)波形誤差波形誤差 因讀數是按標準無失真正弦波有效值定度的，而實際正弦波因讀數是按標準無失真正弦波有效值定度的，而實際正弦波和非正弦波那么會有誤差。和非正弦波那么會有誤差。定義：定義：讀數與實際有效值之間的相對誤差為波形誤差讀數與實際有效值之間的相對誤差為波形誤差:W%100 xWU4.20 用均值電壓表測量非正弦波電壓時，其讀數應作修正。用均值電壓表測量非正弦波電壓時，其讀數應作修正。0.9xFxFUK UK 將上式代入將上式代入

21、4.20式，那么有式，那么有 0.9(1 0.9)100%FWFKK 求例求例4.1中波形誤差：三角波中波形誤差：三角波KF=1.15%4%100)035.11(%100)9.01(FWK典型產品：典型產品：TH2172TH2172型見課本型見課本18251825頁頁DA16型型：頻率范圍：頻率范圍20Hz2MHz，測量范圍，測量范圍100V300V。最小量程最小量程l mV，誤差，誤差3%，輸入電阻，輸入電阻1.5M。指針式萬用表：交流電壓測量檔采用了半波均值檢波器，并以指針式萬用表：交流電壓測量檔采用了半波均值檢波器，并以正弦有效值刻度，由于它依據直接測量原理，且靈敏度低，因正弦有效值刻度

22、，由于它依據直接測量原理，且靈敏度低，因此，指針式萬用表主要用于工頻此，指針式萬用表主要用于工頻 50Hz及要求不高的低頻及要求不高的低頻一般為幾到幾十一般為幾到幾十kHz以下電壓的測量中。以下電壓的測量中。TH2172500型型2.峰值電壓表峰值電壓表 峰值電壓表的工作頻率范圍寬、輸入阻抗較高，有較高的峰值電壓表的工作頻率范圍寬、輸入阻抗較高，有較高的靈敏度，但存在非線性失真。靈敏度，但存在非線性失真。1)峰值電壓表組成峰值電壓表組成 峰值電壓表，簡稱峰值表，屬檢波峰值電壓表，簡稱峰值表，屬檢波放大式電子電壓表，又放大式電子電壓表，又稱為超高頻毫伏表。它由峰值檢波器置于機箱外探頭中、稱為超高

23、頻毫伏表。它由峰值檢波器置于機箱外探頭中、分壓器、直流放大器和微安表等組成置于電壓表機箱中，分壓器、直流放大器和微安表等組成置于電壓表機箱中，如圖如圖4.13所示。所示。圖圖4.13 4.13 峰值電壓表峰值電壓表峰值檢波器峰值檢波器直流放大器直流放大器分壓器分壓器電壓表機箱電壓表機箱探頭探頭2)峰值檢波器峰值檢波器 R Rs su u(t t)V VDDR RL LC C+圖圖4.14 4.14 峰值檢波器峰值檢波器充充放放u u(t t)u uc ct tT T最后輸出的平均電壓迫近峰值最后輸出的平均電壓迫近峰值放充maxT放 條件：條件：3)刻度特性刻度特性 峰值電壓表響應被測電壓的峰值

24、峰值電壓表響應被測電壓的峰值UP，讀數，讀數峰值表的指示值峰值表的指示值為為 0.7072PPPUKUU K定度系數，定度系數，2/2K對正弦波對正弦波讀數讀數就是有效值就是有效值 2PxPPUUUK非正弦波非正弦波讀數讀數無物理意義，要通過：無物理意義，要通過：2PxU求出峰值，再由峰值因數求出峰值，再由峰值因數KP求出有效值求出有效值U 例例4.2 用峰值電壓表測量一個三角波電壓，讀得測量值為用峰值電壓表測量一個三角波電壓，讀得測量值為10V，試求有效值為多少伏？試求有效值為多少伏？解：對于峰值表，讀數乘以解：對于峰值表，讀數乘以 2在就等于被測電壓的峰值。因在就等于被測電壓的峰值。因此，

25、三角波的峰值為此，三角波的峰值為 VVUPx14.1410414.12由表由表4.1查得三角波查得三角波 3,PK 故被測三角波的有效值為故被測三角波的有效值為 VVUUPxx2.8732.114.1434)波形誤差波形誤差 由于峰值電壓表的讀數沒有直接的物理意義，測量非正弦波時，由于峰值電壓表的讀數沒有直接的物理意義，測量非正弦波時，如果不進行換算，將產生波形誤差。其定義為如果不進行換算，將產生波形誤差。其定義為%100UW 4.28 即即%100)21()1(PPPWKKK4.29 對于例對于例4.2%18%100)321()1(PPWKK可見，用峰值表測量失真的正弦電壓或非正弦電壓時，假

26、設將讀可見，用峰值表測量失真的正弦電壓或非正弦電壓時，假設將讀數當成輸入電壓的有效值，就會產生波形誤差。而且，峰值電數當成輸入電壓的有效值，就會產生波形誤差。而且，峰值電壓表的波形失真較大。壓表的波形失真較大。超高頻毫伏表都是峰值電壓表。超高頻毫伏表都是峰值電壓表。典型產品典型產品DAl型：頻率范圍型：頻率范圍10kHz1000MHz，測量范圍，測量范圍0.3mV3V，誤差優于誤差優于l%3mV檔。檔。HFJ8型頻率范圍型頻率范圍5kHz300MHz，測量范圍，測量范圍lmV3V。HFJ一一8A型頻率范圍型頻率范圍5 Hz1GHz，測量范圍，測量范圍lmV3V，可，可擴展到擴展到300V。HF

27、J-8B3.有效值電壓表課本有效值電壓表課本12頁頁以上均值表、峰值表測的不是有效值，只是按有效值讀數，以上均值表、峰值表測的不是有效值，只是按有效值讀數，故實為偽有效值。故實為偽有效值。而有效值電壓表，直接獲得有效值，是真有效值表。而有效值電壓表，直接獲得有效值，是真有效值表。原理原理有效值的物理定義有效值的物理定義-熱電偶式熱電偶式有效值的數學定義有效值的數學定義-計算式計算式1)熱電偶式：熱電偶式：不同金屬界面逸出功不同，不同金屬界面逸出功不同，冷、熱端形成電位差冷、熱端形成電位差 電勢電勢 E=kU2電勢正比輸入功率，電勢正比輸入功率，可作微波功率計?？勺魑⒉üβ视?。如何直接測電壓？如

28、何直接測電壓？鐵鐵康銅康銅熱電偶熱電偶真空真空管管u u(t t)R RI IAAE EU U寬放寬放u u(t t)10MHz10MHzV VT T2 2E Ef fE E1 1U Uo o+T T1 1+-+A A圖圖4.17 4.17 熱偶式有效值電壓表熱偶式有效值電壓表U Ui i電路平衡時電路平衡時22foEk U21iiEkUOiUU典型產品：典型產品：DA30型，頻率范圍型，頻率范圍10Hz10MHz，量程范圍，量程范圍1mV300V 2)計算式計算式 TidtuTU0211211()niiUu tN硬件實現硬件實現-有專用有專用IC，如，如AD637 軟件實現軟件實現-用計算機

29、完成運算用計算機完成運算 2()x tu表表4.2 三種電子電壓表主要特性比較三種電子電壓表主要特性比較 電壓電壓表表組成原理組成原理主要主要適用場合適用場合實測實測讀數讀數 讀數讀數 的物理意義的物理意義對正弦波對正弦波非正弦波非正弦波均值均值放大放大-均均檢檢低頻信號低頻信號視頻信號視頻信號有效值有效值U U峰值峰值峰檢峰檢-放放大大高頻信號高頻信號峰值峰值U UP P0.707U0.707UP P有效值有效值U UU=UU=UP P/K/KP P有效有效值值熱電偶式熱電偶式計算式計算式非正弦信非正弦信號號有效值有效值U UU U真有效值真有效值U UU均值均值 U1.11 UU=KF 4

30、.3.4 電平電平(分貝分貝)的測量課本的測量課本11頁頁 在通信系統傳輸中，關心傳輸過程中各部位幅度的相對變化在通信系統傳輸中，關心傳輸過程中各部位幅度的相對變化情況。這里幅度統稱作情況。這里幅度統稱作“電平，它可以是功率、電壓或電流，電平，它可以是功率、電壓或電流，但大多是指電壓電平。但大多是指電壓電平。1.分貝的概念分貝的概念分貝值是被測量與同類的某一基準量比值的對數。常用的被分貝值是被測量與同類的某一基準量比值的對數。常用的被測量是功率和電壓。對于功率比測量是功率和電壓。對于功率比 0lgPPx這是個無量綱的比值，叫做這是個無量綱的比值，叫做1貝爾貝爾(Bel)。在實際應用中，貝。在實

31、際應用中，貝爾太大，常用分貝，寫作爾太大，常用分貝，寫作dB(deei Bel)來度量，即來度量，即1貝爾等于貝爾等于10dB，所以，以，所以，以dB表示的功率比為表示的功率比為 0lg10PPx當當PxP0時時dB值為正，而值為正，而PxP0時時dB值為負，值為負，Px=P0時為時為0dB。由由P=UI=U2/R關系式可得電壓比的對數關系式可得電壓比的對數02020lg20/lg10lg10UURURUPPxxx 4.31實際應用中，以基準量實際應用中，以基準量P0=1mW作為零功率電平作為零功率電平0db，那么任意功率電平定義為：那么任意功率電平定義為：dBmWpPxw1lg104.32

32、此時，假設負載電阻為通信中的標準負載此時，假設負載電阻為通信中的標準負載R=600，那么基準電壓，那么基準電壓 VRPU775.000，那么絕對電壓電平，那么絕對電壓電平 VUPxu775.0lg204.33 1mW1mW600600U UI IP P0 0圖圖4.20 4.20 絕對功率電平示意圖絕對功率電平示意圖因此，當被測點負載電平表的輸入電阻為因此，當被測點負載電平表的輸入電阻為600時，電壓時，電壓電平等于功率電平電平等于功率電平Pu=PW=P。假設非為標準電阻。假設非為標準電阻600時，要時，要加修正項：加修正項：ZPZUZUPuxxw600lg10600lg10775.0lg20

33、600775.0lg10224.34 2.分貝的測量分貝的測量實質上，分貝測量就是交流電壓的測量，只是表盤以實質上，分貝測量就是交流電壓的測量，只是表盤以dB分度。分度。0.775V0.549VU UX X步進衰減器（dB）+10、20、30例：用放大器測量一放大器輸出的電壓電平，例：用放大器測量一放大器輸出的電壓電平，“輸入電平選輸入電平選擇開關置于擇開關置于10db，表頭讀數為，表頭讀數為7db，那么被測電壓電平為：，那么被測電壓電平為：UX=+10dB-7dB=3dB被測電平的讀出：所選擇的電壓量程值和表頭讀數的代數和。被測電平的讀出：所選擇的電壓量程值和表頭讀數的代數和。4.4 數字電

34、壓表概述數字電壓表概述(課本課本153頁頁)數字電壓表組成原理數字電壓表組成原理 數字電壓表數字電壓表(DVMDigital Voltmeter)圖圖4.24 4.24 直流數字電壓表的基本方框圖直流數字電壓表的基本方框圖輸入輸入模擬部分模擬部分數 字 部數 字 部分分電源電源輸入輸入電路電路轉換器轉換器A-DA-D計數器計數器顯示器顯示器輯電路輯電路控制邏控制邏4.4.2 數字電壓表的主要工作特性數字電壓表的主要工作特性(課本課本154頁頁)1.測量范圍測量范圍 1量程量程-借助于分壓器和輸入放大器來實現借助于分壓器和輸入放大器來實現(0.1v1kv)量程分量程分基本量程基本量程-不經衰減和

35、放大的量程，誤差最小不經衰減和放大的量程，誤差最小 手動量程手動量程-手控換的量程手控換的量程,例例:200mV,2V,20V,200V 自動量程自動量程-程序控制的量程程序控制的量程2)位數位數 顯示位數顯示位數：通常為：通常為3位位8位。位。判定數字儀表的位數有兩條原那么：判定數字儀表的位數有兩條原那么：能顯示從能顯示從09所有數字的位是所有數字的位是整數整數值；值；分數位的數值是以最大顯示值中最高位數字為分子，用滿分數位的數值是以最大顯示值中最高位數字為分子，用滿量程時最高位數字做分母。量程時最高位數字做分母。例如，例如，19992000，3 1/2 三位半三位半 39999 40000

36、，4 3/4 四又四分之三位四又四分之三位 499999 500000，5 4/5 五又五分之四位五又五分之四位 3)超量程能力超量程能力 在臨界量程處，不會降低精度和分辨力。在臨界量程處，不會降低精度和分辨力。10V10V檔：檔：9.999V9.999V只能顯示只能顯示0.0060.006100V100V檔：檔：99.99V99.99V只能顯示只能顯示10.0010.00測量測量 ：10.006V10.006V溢出溢出1 1丟失丟失6 6199999910002000 超量程超量程100%（優秀設計優秀設計只要加個數碼管只要加個數碼管）數字電壓表在最低電壓量程上末位數字電壓表在最低電壓量程上

37、末位1個字所代表的電壓值，稱個字所代表的電壓值，稱做儀表的分辨力，它反映儀表靈敏度的上下。分辨力隨顯示做儀表的分辨力，它反映儀表靈敏度的上下。分辨力隨顯示位數的增加而提高。位數的增加而提高。例如，例如，3、4位、位、8位位DVM的最高分辨力分別為的最高分辨力分別為100V、10V、1nV。1.1.999999V 999999V：量程量程/最大顯示值最大顯示值=2/1999999=2/1999999 =2/2000000V=10 =2/2000000V=10-6-6V=1VV=1VV mV VV mV V分辨率：數字電壓表的分辨力指標亦可用分辨率來表示。分分辨率：數字電壓表的分辨力指標亦可用分辨

38、率來表示。分辨率是指所能顯示的最小數字零除外與最大數字的百分辨率是指所能顯示的最小數字零除外與最大數字的百分比。例如，比。例如，3位位DVM的分辨率為的分辨率為1/19990.05。由于分辨力與數字電壓表中由于分辨力與數字電壓表中A/D的位數有關，位數越多，分辨的位數有關，位數越多，分辨力愈高，故有時稱具有多少位的分辨力。例如，稱力愈高，故有時稱具有多少位的分辨力。例如，稱12位位A/D具具有有12位分辨力，有時也用最低有效位位分辨力，有時也用最低有效位LSB的步長表示，把分辨的步長表示，把分辨力說成分辨率力說成分辨率1/212或或1/4096或。同時，分辨力越高，被測電或。同時，分辨力越高，

39、被測電壓愈小，電壓表愈靈敏，故有時把分辨力稱作靈敏度。壓愈小，電壓表愈靈敏，故有時把分辨力稱作靈敏度。3.測量誤差測量誤差 數字電壓表的數字電壓表的固有誤差固有誤差用用絕對誤差絕對誤差表示，其表示方式有多種：表示，其表示方式有多種：U=U=(a(aU Ux x十十b bU Umm)=(a(aU Ux x十十n n字字)=(appm(appmU Ux x十十bppmbppmU Umm)例：例：DS-14DS-14根本量程根本量程5V5V，4 4/54 4/5位位U=U=(0.006(0.006UxUx十十0.0020.002Um)Um)=(0.00006Ux(0.00006Ux十十0.00002

40、0.00002*5)5)=(60(60*10-6Ux+0.0001V)10-6Ux+0.0001V)=(60ppmUx(60ppmUx十十1 1個字個字)4.9999V 4.9999V 末位跳末位跳1 1個字個字 100V100V滿度誤差滿度誤差決定量化誤差、決定量化誤差、內部噪聲內部噪聲讀數誤差讀數誤差決定轉決定轉換系換系數、非線性數、非線性 任一讀數下的相對誤差為任一讀數下的相對誤差為 xmxUUbaUU%4.40 由此式可見，由此式可見，隨讀數隨讀數Ux減小而增加，故在測量小電壓時，宜減小而增加，故在測量小電壓時，宜換用較小的量程檔，以提高測量精度。此結果與模擬電壓表是換用較小的量程檔，

41、以提高測量精度。此結果與模擬電壓表是一致的。一致的。教材中用教材中用d表示表示分辨力分辨力 準確度誤差準確度誤差 需要指出，分辨力與準確度屬于兩個不同的概念。前者表征需要指出，分辨力與準確度屬于兩個不同的概念。前者表征儀表的儀表的“靈敏性，即對微小電壓的靈敏性，即對微小電壓的“識別能力；后者反映測識別能力；后者反映測量的量的“準確性，即測量結果與真值的一致程度。二者無必然準確性，即測量結果與真值的一致程度。二者無必然的聯系，因此不能混為一談，更不得將分辨力或分辨率的聯系，因此不能混為一談，更不得將分辨力或分辨率誤以為是類似于準確度的一項指標。實際上分辨力僅與儀表誤以為是類似于準確度的一項指標。

42、實際上分辨力僅與儀表顯示位數有關，而準確度那么取決于顯示位數有關，而準確度那么取決于A/D 轉換器等的總誤差。轉換器等的總誤差。從測量角度看，分辨力是從測量角度看，分辨力是“虛指標與測量誤差無關，準虛指標與測量誤差無關，準確度才是確度才是“實指標代表測量誤差的大小。實指標代表測量誤差的大小。因此，任意增加顯示位數來提高儀表分辨力的方案是不可取的。因此，任意增加顯示位數來提高儀表分辨力的方案是不可取的。例選用分辨率為例選用分辨率為24位的位的A/D，并不能保證實現，并不能保證實現24位的準確度。位的準確度。在設計上通常，在設計上通常，分辨力應高于準確度，保證分辨力不會制約分辨力應高于準確度，保證

43、分辨力不會制約可獲得的準確度，以保證從讀數中檢測出小的變化量?？色@得的準確度，以保證從讀數中檢測出小的變化量。例：用例：用4 位位sx1842DVM測測1.5V電壓，分別用電壓，分別用2V檔和檔和200檔檔測量，：測量，：2V檔固有誤差：檔固有誤差：0.025%Ux 1個字，個字，200V檔固有誤差：檔固有誤差：0.03%Ux 1個字個字問：兩種情況下由固有誤差引起的測量誤差各為多少？問：兩種情況下由固有誤差引起的測量誤差各為多少？解：解：因因4 位位DVM最大顯示為最大顯示為19999，所以，所以2v和和200v檔的檔的1個字分別代表：個字分別代表：220.000119999dV 20020

44、00.0119999dV 2002000.03%0.010.03%0.67%0.70%1.5UUU 220.025%0.00010.032%1.5UUU 結論：結論：1.不同量程不同量程“1個字誤差對測結果不一樣，測量時應盡量選擇適個字誤差對測結果不一樣，測量時應盡量選擇適宜的量程。同模擬電壓表結論一致。宜的量程。同模擬電壓表結論一致。2.雖然雖然DVM有有4 位分辨力，但不正確使用，那么達不到應有的準確位分辨力，但不正確使用，那么達不到應有的準確度。故分辨力高不等于準確度高。度。故分辨力高不等于準確度高。4.測量速測量速率率 測量速率是每秒鐘對被測電壓的測量速率是每秒鐘對被測電壓的測量次數或

45、測量一次所需的測量次數或測量一次所需的時間時間，它主要取決于，它主要取決于DVM中所采用的中所采用的A/D轉換器的轉換速率。轉換器的轉換速率。5.輸入阻抗與輸入電流輸入阻抗與輸入電流目前，多數數字電壓表的輸入級用場效應管組成，在小量程上，目前，多數數字電壓表的輸入級用場效應管組成，在小量程上，其輸入阻抗可高達其輸入阻抗可高達104M以上，在大量程時以上，在大量程時(如如100V、1000 V等等)，由于使用了分壓器，輸入阻抗一般為，由于使用了分壓器，輸入阻抗一般為10M。6.響應時間響應時間 響應時間是響應時間是DVM跟蹤輸入電壓突變所需的時間。響應時間與跟蹤輸入電壓突變所需的時間。響應時間與

46、量程有關，故可按量程分別規定或規定最長響應時間。響應量程有關，故可按量程分別規定或規定最長響應時間。響應時間分為三種。時間分為三種。7.抗干擾能力抗干擾能力串模抑制比和共模抑制比串模抑制比和共模抑制比 數字電壓表的內部干擾有漂移及噪聲，外部干擾有串模干擾數字電壓表的內部干擾有漂移及噪聲，外部干擾有串模干擾及共模干擾。及共模干擾。(見課本見課本155頁頁)4.4.3 數字電壓表的分類數字電壓表的分類 1.按結構形式分按結構形式分1)臺式臺式通常通常5 21以上以上 2)便攜式便攜式 通常通常3 21及及4 位數位數 213)面板表面板表也稱數字表頭。多為也稱數字表頭。多為3 4 2121直流電壓

47、表，只有一個根本量程，直流電壓表，只有一個根本量程，如如05V，用于機器面板上，取代原來模擬指針式表頭。，用于機器面板上，取代原來模擬指針式表頭。2.按按A/D轉換器原理轉換器原理(見課本見課本154頁頁)A/D變換變換積分式積分式間接轉換間接轉換比較式比較式直接轉換直接轉換雙斜式雙斜式、多斜式、多斜式脈沖調寬式脈沖調寬式電壓反饋型電壓反饋型V-F變換式變換式反饋比較式反饋比較式逐次比較式逐次比較式余數循環比較式余數循環比較式 直接比較式直接比較式 并聯比較式并聯比較式分級式（流水線式）分級式（流水線式）各種數字面板表各種數字面板表4.5 積分式積分式A/D轉換原理轉換原理1.1.工作原理工作

48、原理 U Ui i-U Ur r+U Ur rK K1 1K K1 1K K2 2K K2 2K K3 3K K3 3K K4 4K K4 4A AR RC C+-+比較器比較器積分器積分器C CD D發生器發生器時鐘時鐘顯示器顯示器數字數字輯電路輯電路控制邏控制邏計數器計數器過程：三階段過程：三階段準備期準備期-復零，復零，K4K4接通接通取樣期取樣期-第一次積分，第一次積分，K1K1接通接通 特點：定時積分特點：定時積分T1T1固定，固定，UO1(UO1(正比正比)于于UiUi比較期比較期-第二次積分，第二次積分，K3/K4K3/K4接通接通 特點：定值積分反向特點：定值積分反向N2UO1

49、UIN2UO1UI4.5.1 雙斜積分式雙斜積分式A/D轉換器轉換器(課本課本159頁頁)B BK K1 1K K2 2K K3 3斷斷斷斷斷斷斷斷斷斷斷斷通通通通通通通通積分器積分器輸入輸入A A0 00 0U Ui iU Ur r(定值定值)t t1 1t t2 2t t1 1t t2 2t t3 3積分器積分器輸出輸出B B計數器計數器比較器比較器輸出輸出C C輸入輸入DDT T1 1T T2 2(定時定時)U Uo1o1N N2 2T T0 0N N1 1T T0 0N N2 2T T0 0T T0 0(b)(b)N N2 2U U0202注：波形分析見課本注：波形分析見課本161頁頁

50、2.關系式關系式 1)數學推導數學推導 ittiURCTdtURCU101211dtURCUttr)(103201201TRCUUrriURCTURCT21 4.45 riUTUT2121TTUUriT1=N1ToT2=N2To4.46 21riUUNN 4.47 t1t2t3U01221eNNNUUri令令 e刻度系數伏刻度系數伏/字。例如，字。例如，Ur=10V，N1=10000，那么那么e=Ur/N1=1mV/字。字。2)面積相等面積相等S1=T1Ui，S2=T2Ur相等，那么相等，那么S1=S2，故故 riUTUT213)電荷相等電荷相等 T1期間充電電荷期間充電電荷Q1=(Ui/R1

51、)T1與與T2期間放電電荷期間放電電荷Q2=(Ur/R2)T2相等。那么相等。那么Q1=Q2，故，故 2211TRUTRUri4.48 式式4.48當充放電電路中限流電阻不等時，應用很方便。當充放電電路中限流電阻不等時，應用很方便。當當R1=R2時，那么與時，那么與4.45的結果相同。的結果相同。與（與（4.45）結果一樣。）結果一樣。S1 S23.雙斜積分式雙斜積分式A/D轉換器的特點轉換器的特點 1)抗串模干擾能力強抗串模干擾能力強輸輸入入電電壓壓積積分分器器輸輸出出輸輸入入電電壓壓積積分分器器輸輸出出工頻干擾工頻干擾U Ui i0 0T T1 1T T2 2T T1 1T T2 20 0

52、0 00 0t tt tt tt t尖峰干擾尖峰干擾U Ui i有干擾有干擾無干擾無干擾D VD VMMU Ui iU Un n(a)(a)(b)(b)(c)(c)圖圖4.28 4.28 雙斜式電壓數字轉換器雙斜式電壓數字轉換器所謂串模干擾是指與被測信號相串聯地加到所謂串模干擾是指與被測信號相串聯地加到DVM輸入端的輸入端的干擾信號，如果取干擾信號，如果取 T1=nT=n20mS n=1,2,3,。對脈沖性質的干擾信號，雙斜積分式對脈沖性質的干擾信號，雙斜積分式A/D也有一定的平均作用。也有一定的平均作用。2)對積分元件及時鐘信號的穩定性和準確度要求大為降低對積分元件及時鐘信號的穩定性和準確度

53、要求大為降低 因為，在采樣和比較測量兩個階段內使用的是同一積分器和時因為，在采樣和比較測量兩個階段內使用的是同一積分器和時鐘信號，其影響可以相互抵消。對它們只要求有足夠的短期穩鐘信號，其影響可以相互抵消。對它們只要求有足夠的短期穩定性即可。定性即可。3)測量靈敏度較高測量靈敏度較高 雙積分式雙積分式DVM有效地解決干擾問題，只要適中選擇有效地解決干擾問題，只要適中選擇R、C、T1，積分放大器可以得到很高的增益積分放大器可以得到很高的增益(AT1RC)，可測，可測mV級電壓。級電壓。4)測量速度慢是其主要缺點測量速度慢是其主要缺點為了抑制電源為了抑制電源50Hz工頻干擾，一般工頻干擾，一般T1取

54、取20l00 ms，再加上，再加上T2等時間，故測量速率一般只有等時間，故測量速率一般只有5 30次次s左右。左右。5)積分器、比較器中運放的零點漂移會帶來轉換誤差積分器、比較器中運放的零點漂移會帶來轉換誤差 4雙斜積分式雙斜積分式A/D轉換器自動校零技術轉換器自動校零技術 雙斜積分雙斜積分A/D轉換器中的積分放大器與電壓比較器的零點偏移轉換器中的積分放大器與電壓比較器的零點偏移和漂移。和漂移。u ui iU UososA A(U Ui i +U Uosos)u uo o圖圖4.29 4.29 具有零點漂移的放大器具有零點漂移的放大器A A)(osioUUAU克服克服Uos影響的措施，通常采用

55、以下三種方法：影響的措施，通常采用以下三種方法：1選用低漂移的運放作積分器、比較器。選用低漂移的運放作積分器、比較器。2軟件補償軟件補償3硬件補償硬件補償-采用動態校零電路，下面進行介紹。采用動態校零電路，下面進行介紹。1)并聯式校零電路并聯式校零電路 見課本見課本162163頁頁(1)零采樣期零采樣期 模擬開關模擬開關K1斷開，斷開，K2、K3接通，接成輸入端接接通，接成輸入端接 地的電壓跟隨器，其輸出電壓為地的電壓跟隨器，其輸出電壓為 K K1 1u ui iK K2 2U UososK K3 3u uo oAuAui i +U UososC Co oA A1+1+A AU Uosos圖圖

56、4.30 4.30 并聯式校零電路并聯式校零電路A A)(OosOUUAUosOUAAU1此電壓存儲于電容器此電壓存儲于電容器C0中。中。(2)工作期工作期 模擬開關模擬開關K1接通，接通，K2、K3斷開，放大器為正常的放斷開，放大器為正常的放大工作狀態，其輸出電壓為大工作狀態，其輸出電壓為 osiososiOUAUAUAAUUAU1114.51可見，放大器零點漂移的影響減小了可見，放大器零點漂移的影響減小了l(1十十A)倍。倍。5.單片雙斜積分式單片雙斜積分式A/D轉換器轉換器圖4.32 7106構成的3 位基本表電路1 12 27106是把模擬電路與數字邏輯電路集成在一塊芯片上，屬于大規是

57、把模擬電路與數字邏輯電路集成在一塊芯片上，屬于大規CMOS集集成電路，其工作原理與成電路，其工作原理與ICL7126、ICL7135根本一致。根本一致。7106是目前在各種是目前在各種數顯表和萬用表中使用較多的一種芯片。數顯表和萬用表中使用較多的一種芯片。4.5.2 脈沖調寬式脈沖調寬式A/D轉換器原理轉換器原理 當R1=R2時，上式改寫成：那么：4.5.3 壓頻壓頻(V/F)式式A/D轉換原理轉換原理V/F式轉換器是將被測模擬電壓轉換成脈沖頻率。式轉換器是將被測模擬電壓轉換成脈沖頻率。電子計數器電子計數器V/FV/F轉換器轉換器T Tc cE Er rU Ui i圖圖4.36 V/F4.36

58、 V/F轉換原理框圖轉換原理框圖N Nc cf f定時復原式定時復原式復零式、交替積分式復零式、交替積分式 定面積定面積復原式復原式電荷平衡式電荷平衡式 電壓反饋式電壓反饋式 V/F轉換方法轉換方法 1.電荷平衡式電荷平衡式V/F轉換器工作原理轉換器工作原理電荷平衡式電荷平衡式:是一種是一種Vf變換式，它基于電荷平衡原變換式，它基于電荷平衡原理，即在積分過程中，從基準源取走的電荷與輸入理，即在積分過程中，從基準源取走的電荷與輸入電壓充入的電荷相等，到達積分電容上的電荷平衡。電壓充入的電荷相等，到達積分電容上的電荷平衡。u u0 0u ui1i10 0u ur1r1E Er ru ui2i2=2

59、=2u ui1i1 T Ti i T Tr r u ur2r2f f2 2=2=2f f1 10 0f f1 1圖圖4.38 4.38 電荷平衡式電荷平衡式V/FV/F轉換器工作波形轉換器工作波形定面積定面積 輸出脈沖的頻率和Ux持何關系呢?根據電容充放電電荷量相等原理(電荷平衡)，電路設計上又滿足IoUx/R及Tt0，那么有解得:f作為計數脈沖送到電子計數器計數顯示，即為Ux值注意：其主要特點見課本注意：其主要特點見課本165頁頁2.V/F轉換器的集成電路轉換器的集成電路 V/F轉換器的電路實現，可以用廉價的集成型轉換器的電路實現，可以用廉價的集成型555定時器和定時器和積分電路自已搭建。但

60、現在積分電路自已搭建。但現在V/F專用集成芯片很多，而且不專用集成芯片很多，而且不少芯片既可進行少芯片既可進行V/F轉換，還可進行轉換，還可進行F/V轉換，這給實際應用轉換，這給實際應用帶來很大的方便。表帶來很大的方便。表4.4列出了局部常用集成芯片的型號和列出了局部常用集成芯片的型號和主要特性。主要特性。表表4.4 4.4 常用集成芯片的型號和主要特性常用集成芯片的型號和主要特性型號型號電壓電壓 V V頻率頻率kHzkHz功能功能5GVFC325GVFC320 01010500500V/FV/F或或 F/VF/VBG382BG3820.010.0110100.010.011010V/FV/F

61、AD537AD537150150V/FV/FAD654AD6543030500500V/FV/FAD650AD6505 51 MHz1 MHzV/FV/F或或 F/VF/VAD652AD6525 5；121236362 MHz2 MHzV/FV/F或或 F/VF/VAD7742AD7742V VREFREF3 MHz3 MHzV/FV/F4.6 數字多用表數字多用表DMM 數字多用表數字多用表DMM(Digital MultiMeter)是具有測量直流電壓、是具有測量直流電壓、直流電流、交流電壓、交流電流及電阻等多種功能的數字測直流電流、交流電壓、交流電流及電阻等多種功能的數字測量儀器。量儀器

62、。直流數字直流數字電壓表電壓表A CA CDCDCI IV VDCDC V VDCDCU UmmI Ix xR Rx xU U圖圖4.55 4.55 數字多用表方框圖數字多用表方框圖4.6.1 4.6.1 交流交流直流直流(ACDC)(ACDC)轉換器轉換器 TidtuTU021被測信號被測信號ui送入到送入到X、Y輸入端，從輸入端，從XYZ端輸出的電壓經平均端輸出的電壓經平均值電路值電路(有源低通濾波器有源低通濾波器)再送回再送回Z輸入端，故直流輸出電壓為輸入端，故直流輸出電壓為+X XY YXY/ZXY/ZZ ZR RC CU Uo ou ui i2 2u ui i2 2u ui iU U

63、o oU Uo o圖圖4.56 4.56 均方根法的均方根法的AC-DCAC-DC轉換器轉換器oioUuU22iouU 4.63 真有效值真有效值4.6.2 電流電流-電壓電壓I-U轉換器轉換器 Ix=Uo/RS R R1 1R R2 2R R3 3R Rs su uo o+i ix xR Rf f+i ix xu uo o圖圖4.57 4.57 大信號電流電壓轉換電路大信號電流電壓轉換電路圖圖4.58 4.58 基本電流電壓轉換電路基本電流電壓轉換電路4.64 4.6.3 電阻電阻電壓電壓(V)轉換器轉換器當在被測的未知電阻當在被測的未知電阻Rx中流過的恒定電流中流過的恒定電流IS時，在時，

64、在RX上上產生的電壓降為產生的電壓降為URxIs，故通過恒定電流可實現，故通過恒定電流可實現V轉換。轉換。ErRsRxuo+AIsOxSURI4.6.4 數字多用表的開展簡況數字多用表的開展簡況 臺式臺式DMM的位數較多，精度及自動化程度較高。各廠家都有的位數較多，精度及自動化程度較高。各廠家都有自己的專利技術，近年已做到自己的專利技術，近年已做到8 位的位的極限極限精度。表精度。表4.16列出了列出了21幾種具有代表性的臺式幾種具有代表性的臺式DMM的主要性能。的主要性能。表表4.16幾種臺式的幾種臺式的DMM主要性能主要性能型號型號公司公司位數位數精度精度方案方案帶微處理機帶微處理機接口接

65、口8500A/858500A/8503A03AFluke(Fluke(美美)5,65,6c c0.001%+0.001%+6 6誤差加減型再循誤差加減型再循環余方式環余方式有有1.IEE-4881.IEE-4882.RS-2.RS-232B/C232B/C3.3.比特并行比特并行70657065SOCLARTRSOCLARTRONON(英英)6 60.001%0.001%4 4脈沖寬度調制式脈沖寬度調制式有有1.GP-IB1.GP-IB2.RS-232C2.RS-232C比比特特3.3.比特并行比特并行3455A3455AHP(HP(美美)5,65,6c c0.0050.005%多斜式多斜式有

66、有HP-IBHP-IB59005900RACALDANRACALDANA A(美、英美、英)5 50.0010.001%延時式雙積分延時式雙積分有有GB-IBGB-IB20022002KEITHELYKEITHELY8 1/28 1/210 nV10 nV有有GBIBGBIB4.7.1 數字電壓測量誤差公式數字電壓測量誤差公式 形式形式1)%(mxUbUa形式形式2)%(dUaxxmxUUbaU%4.7 數字電壓表的誤差與干擾數字電壓表的誤差與干擾 4.7.2 數字電壓表主要部件誤差分析數字電壓表主要部件誤差分析 以雙積分以雙積分DVM為例作簡要說明：為例作簡要說明：衰減器衰減器放大器放大器雙 積 分雙 積 分A/DA/D 模模擬部分擬部分雙 積 分雙 積 分A/DA/D 數數字部分字部分U UX XD D分壓電阻R1、R2增益R3、R4UO1、UO2導通電阻量化誤差1/2LSB各局部誤差最終影響：各局部誤差最終影響：12xrTUTU 數字電壓測量的誤差合成數字電壓測量的誤差合成)%(mxUbUa式中式中a、b怎么求得的？怎么求得的？1.誤差鏈及誤差鏈及a、b誤差系數的計算誤差系數的計