《電壓測(cè)量》 (2)ppt課件

1、第1頁(yè)第第5 5章章 電壓丈量電壓丈量5.1 概述5.2 電壓規(guī)范5.3 交流電壓的丈量5.4 直流電壓的數(shù)字化丈量及A/D轉(zhuǎn)換原理5.5 電流、電壓、阻抗變換技術(shù)及數(shù)字多用表5.6 數(shù)字電壓表丈量的不確定度及 自動(dòng)校準(zhǔn)、自動(dòng)量程技術(shù)5.7 電壓丈量的干擾及抑制技術(shù)第2頁(yè)第3頁(yè)第4頁(yè)第5頁(yè)第6頁(yè)第7頁(yè)第8頁(yè)第9頁(yè)211( )NkVukN第10頁(yè)第11頁(yè)第12頁(yè)23204639.94(20)0.929(20)0.0092(20)0.00006(20) 10( )tEEttttV第13頁(yè)第14頁(yè)+-V1V2V3V4R1R2R3R4R5R6(R1=R2=R3=R4)1234V +V +V +VV=4

2、561oRVVR第15頁(yè)312412340VVVVVVVVRRRR12344VVVVVV561oRVVR第16頁(yè)第17頁(yè)第18頁(yè)2JefVK VhnJfVnK第19頁(yè)uKJ-90=483597.9GHz/VKJ-90=483597.9GHz/V。第20頁(yè)第21頁(yè)第22頁(yè)高高頻頻電電壓壓V0V1RFDCDCRFR RGR RR RR RT TR RT TC CC CVRF第23頁(yè)第24頁(yè)2201222222RFTTTVVVRRR22014RFVVV第25頁(yè)1RC第26頁(yè)t tu(t)Vp0UmTU第27頁(yè)01( )TUu t dtT01( )TUu t dtT20.637ppUVV第28頁(yè)2VT

3、R20( )Tu tdtR201( )TVu t dtT第29頁(yè)10.7072ppVVVppVKV峰值有效值第30頁(yè)21.41/2pppVKVFVKV有效值平均值(1/2)1.112/2 2pFpVKV（）第31頁(yè)TT第32頁(yè)并聯(lián)兩種方式。如以下圖。并聯(lián)兩種方式。如以下圖。第33頁(yè)DVpCRLu(t)CDRLu(t)VpabVPu(t)tc第34頁(yè)minmax(),sdLRr CTR CT第35頁(yè)針擺動(dòng)針擺動(dòng)I0u(t)D1D2D3D4CCu(t)D1D2I0第36頁(yè)01( )( )22Todmdmu tu tIdtTrrrroI( )u t第37頁(yè)201( )TVu t dtT第38頁(yè)2(

4、)ut0TAu(t)Vrms第39頁(yè)T0T0冷冷端端T T0 0熱熱端端T T第40頁(yè)第41頁(yè)2IVR Ru u( (t t) )冷冷端端T T0 0加加熱熱絲絲熱熱端端T T熱熱偶偶M Mu uA A連連接接導(dǎo)導(dǎo)線線I I第42頁(yè)R Ru u( (t t) )冷冷端端T T0 0加加熱熱絲絲熱熱端端T T測(cè)測(cè)量量熱熱偶偶電電流流表表平平衡衡熱熱偶偶+ +- -V Vo oE Ex xE Ef fV Vi i熱熱端端T T連連接接導(dǎo)導(dǎo)線線差差分分放放大大器器第43頁(yè)第44頁(yè)2212(.)kVkVV第45頁(yè)峰峰值值檢檢波波表表頭頭( (讀讀數(shù)數(shù)= =) )Vpu(t)第46頁(yè)V22pVV2ppV

5、V任意pV任意2pppVVKK任意任意任意任意第47頁(yè)2,pppppppppVVK VKVkkKKKKK任意任意任意任意任意任意任意第48頁(yè)21.4121.41ppKKp（任意波）峰值V（任意波）有效值V221222ppppKKKK第49頁(yè)V平平均均值值檢檢波波表表頭頭( (讀讀數(shù)數(shù)= =) )u(t)第50頁(yè)V0.91.112 2FVVVKV0.9VV任意V任意0.9FFVKVK任意任意任意任意V第51頁(yè),FFFFVVKVKVKkK任意任意任意任意任意0.91.11FFFFKKkKK任意任意任意第52頁(yè)0.90.9FK（任意波）均值V（任意波）有效值V0.910.91.1110.90.9FF

6、FFFKKKKK第53頁(yè)1 1.4100%29%1.4 第54頁(yè)FVKV方波VVVVFK方波1 0.9100%11%0.9第55頁(yè)411( )(sinsin3sin5.)35pu tVtttVP0T=1uStu(t)第56頁(yè)224111.352ppVVV1pPVKV方波22224111110.9735792ppVV第57頁(yè)100%3%VV 第58頁(yè)第59頁(yè)峰峰值值檢檢波波器器步步進(jìn)進(jìn)分分壓壓器器直直流流放放大大器器uA步步進(jìn)進(jìn)分分壓壓器器斬?cái)夭úǚ€(wěn)穩(wěn)零零式式放放大大器器uA(a)峰峰值值檢檢波波器器( (探探頭頭內(nèi)內(nèi)) )(b)第60頁(yè)第61頁(yè)第62頁(yè)步步進(jìn)進(jìn)分分壓壓器器寬寬帶帶交交流流放放大

7、大器器均均值值檢檢波波器器uA第63頁(yè)1210lgPdBP2111VPR2222VPR1220lgVdBV第64頁(yè)10lgwmxP dBP mW第65頁(yè)20.7751600mW 20lg0.775xVVV VP dBxxmP mWP dB xxVV VV dB第66頁(yè)輸輸入入衰衰減減器器寬寬帶帶交交流流放放大大器器均均值值檢檢波波器器uAd dB B“輸輸入入電電平平”選選擇擇標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)電電平平震震蕩蕩器器“輸輸入入阻阻抗抗”選選擇擇“電電平平校校準(zhǔn)準(zhǔn)”dB第67頁(yè)103.162120lg1010dB 第68頁(yè)第69頁(yè)20lg700.775xVdB 0.77520lg70|ooVVxVdBV第7

8、0頁(yè)0 10lgWmViZP dBP dBZ第71頁(yè)第72頁(yè)輸輸入入電電路路中中頻頻放放大大器器均均值值檢檢波波器器dB混混頻頻器器2 2fZ2(固固定定)f2(固固定定)帶帶通通濾濾波波器器窄窄帶帶濾濾波波器器混混頻頻器器1 1f1(可可調(diào)調(diào))fZ1(固固定定)fx(第第一一本本振振)(第第二二本本振振)第73頁(yè)第74頁(yè)第75頁(yè)第76頁(yè)010lgiZZ第77頁(yè)輸輸入入電電路路A A/ /D D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換器器數(shù)數(shù)字字顯顯示示器器邏邏輯輯控控制制電電路路時(shí)時(shí)鐘鐘發(fā)發(fā)生生器器模模擬擬部部分分?jǐn)?shù)數(shù)字字部部分分Vx第78頁(yè)第79頁(yè)第80頁(yè) 經(jīng)過(guò)對(duì)輸入電壓按經(jīng)過(guò)對(duì)輸入電壓按1010倍放大或衰減，可擴(kuò)展其他

9、倍放大或衰減，可擴(kuò)展其他量程。量程。142第81頁(yè)第82頁(yè)秒。秒。0.1mV100%0.05%200mV1100%0.05%2000第83頁(yè)程有關(guān)。程有關(guān)。( %)xmVVV ( %)mxxVVVV %xV%mV第84頁(yè)滿量程的滿量程的2/32/3以上。以上。%mV( %)xVVn 字V%mV%(0.01%0.005%)mxVV 第85頁(yè)第86頁(yè)第87頁(yè)111112481625V+2.5V+1.25V+0.625V+=10VrrrrrrnVVVVVV 52.51.250.6259.375rVVVVVV第88頁(yè)逼近結(jié)果，其數(shù)字表示為逼近結(jié)果，其數(shù)字表示為11011101。第89頁(yè)10.6252第

10、90頁(yè)逐逐次次逼逼近近移移位位寄寄存存器器( (S SA AR R) )D/A轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換器器Vx+-比比較較器器C CL LK KSTARTA/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換結(jié)結(jié)果果2-12-nMSBLSBVrN N第91頁(yè)2xrnNVV第92頁(yè)241101)108.1252xVVV（第93頁(yè)斜斜波波電電壓壓發(fā)發(fā)生生器器QQSETCLRSR&000時(shí)時(shí)鐘鐘計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)器器主主門(mén)門(mén)VrVx+-+-門(mén)門(mén)控控信信號(hào)號(hào)輸輸入入比比較較器器接接地地比比較較器器a計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)輸輸入入第94頁(yè)0VxVx、V Vr r門(mén)門(mén)控控信信號(hào)號(hào)計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)輸輸入入NV Vr rt1bT0T第95頁(yè)0 xVkTkT NrVkRC第96頁(yè)rVkRC

11、0 xVkTkT N0rxVVT NRC0rVTRCxVN第97頁(yè)第98頁(yè)010000100 Hz100fkms00512351.23ms100kHzNTNTf10V/100ms 51.23ms=5.123VxVkT第99頁(yè)第100頁(yè)主主門(mén)門(mén)計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)器器邏邏輯輯控控制制電電路路數(shù)數(shù)字字輸輸出出時(shí)時(shí)鐘鐘S1S2CRVx-VrVr積積分分器器比比較較器器-+-+S S1 1 S S2 2Vot0t1復(fù)復(fù)零零t2t3VoVomT1T2N1N2t積積分分波波形形計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)器器輸輸入入a.b.清清零零T0f0T011T0第101頁(yè)2111tomxxtTVV dtVRCRC 10TxxVV dt1TRC第1

12、02頁(yè)32210()tomromrtTVV dtVVRCRC21xrTVVT221xrNVVeNN121xxrNNVVVe1rVeN第103頁(yè)第104頁(yè)21111()tsmomxsmxtTTVVvdtVvRCRCRC 第105頁(yè)第106頁(yè)主主門(mén)門(mén)高高位位計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)器器A A邏邏輯輯控控制制電電路路數(shù)數(shù)字字輸輸出出時(shí)時(shí)鐘鐘S1S2CRVx-Vr積積分分器器比比較較器器-+-+S S1 1S S2 2Vot0t1復(fù)復(fù)零零t2t31VoVomT1T2N1N2t積積分分波波形形計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)器器輸輸入入a.b.清清零零低低位位計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)器器B B主主門(mén)門(mén)清清零零-+ABR1R2R3t32T3N3VtVr/10n

13、VtN N2 2N3f0T0T0T0第107頁(yè)第108頁(yè)231110nxrTTTVVRCRC11 022033 0,TN TTN T TN T2311()10rxnVVNNeNN1rVeN23110nNNN第109頁(yè)第110頁(yè)Ix9009090.90.1(200mV)200A A(200mV)2mA A(200mV)20mA A(200mV)200mA A(200mV)2A A第111頁(yè)恒恒流流源源( (可可調(diào)調(diào)) )A A/ /D DR Rx xIr-+A Am mp p恒恒流流源源( (可可調(diào)調(diào)) )A A/ /D D-+A Am mp pIrVrR1Rx精精密密電電阻阻VoVr取取樣樣電

14、電阻阻第112頁(yè)1xorRVVR 1oxrVRRV 第113頁(yè)A AC C/ /D DC CI I/ /V VZ Z/ /V VD DV VM MC CP PU UD DC CA AC CI IZ Z第114頁(yè)第115頁(yè)12,xlxlRRRR34,linlinRRRRR Rx xIrIrVxDMMRl1Rl2R Rx xIrIrVxDMMRl1Rl2Rl3Rl4第116頁(yè)u 10 Ohms to 1 GOhm ranges；2- and 4-wire with offset compensation 第117頁(yè)( %)xmVVV ( %)xVVn 字%xV%mV第118頁(yè)1234()xxNk

15、k k k VkV1234kk k k k第119頁(yè)1234kk k k k31241234%kkkkkkkkkk第120頁(yè)12341121231234ooooVVVVVkk kk k kk k k k%mVV第121頁(yè)VxN0理理想想特特性性轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換誤誤差差影影響響下下的的特特性性滿滿度度誤誤差差影影響響下下的的特特性性（平平行行于于理理想想特特性性）讀讀數(shù)數(shù)誤誤差差和和滿滿度度誤誤差差共共同同影影響響下下的的實(shí)實(shí)際際轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換特特性性V 第122頁(yè)HLI0DVMRsVxRi第123頁(yè)iixxxHLxsissRxxxsiiRVVVVVRRRRVVVRRR 000()xHLxsxxsIxxxxV

16、VVI RVVI RVVVV( %)/xmVV第124頁(yè)0.015100%100%0.3%5.00 xxxVV 第125頁(yè)0.025100%100%0.17%15.00 xxxVV 第126頁(yè)001iRIsixIRRV 936611 102 103 101000 102 935611 102 101.2 101000 100.2 第127頁(yè)第128頁(yè)UosIB-+RC積積分分器器ViVoUosVot實(shí)實(shí)際際積積分分器器輸輸出出理理想想積積分分器器輸輸出出第129頁(yè)12LSB第130頁(yè)ua.a.放大器的放大器的UosUos引起輸出變化引起輸出變化AUosAUos b. b.自動(dòng)自動(dòng)校零原理并聯(lián)式

17、校零原理并聯(lián)式Uos+-AViVo=A(Vi+Uos)Uos+-AViVo=AVi+Uos+-+-K1K2K3+-C0A1+AosU第131頁(yè)1oososAVUUA11oiososiosiosAAVA VUUAVUAVUAA第132頁(yè)第133頁(yè)0osNkU000A/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換器器VxVr0VNxNrN0衰衰減減/ /放放大大器器轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換系系數(shù)數(shù)k k總總漂漂移移U Uo os sS1S2S3第134頁(yè)()rrosNk VU()xxosNk VU00()()xxososxrrososrNNk VUkUVNNk VUkUV00 xxrrNNVVNN第135頁(yè)( %)xmVVV %mxxVVVV V

18、xVm0%mxVV %第136頁(yè)0199.9mV180mV1.999V1.8V19.99V18V199.9V180V1200V第137頁(yè)干干擾擾信信號(hào)號(hào)un被被測(cè)測(cè)電電壓壓VxHLDVM被被測(cè)測(cè)電電壓壓VxHLDVM干干擾擾信信號(hào)號(hào)ucm第138頁(yè)第139頁(yè)HLDVMHLDVMunun外外部部感感應(yīng)應(yīng)信信號(hào)號(hào)Vx存存在在干干擾擾的的信信號(hào)號(hào)源源+Eucm第140頁(yè)第141頁(yè)sin()nnnuUt1101()TomxnxnTVVudtVuRCRC101111111111sin()cos()cos22sinsin222sinsin()TnmnnnnnnnnnnnnnnuUtdtTUTTUTTTU TTTTTTT 由第142頁(yè)nu1sinnTT1(0,1,2,)nTkTk1sinnTT1(0,1,2,)nTnnTnunu1max1sinnnnnU TTuTT第143頁(yè)max()20lgnnUNMR dBu11()20lgsinnnTTNMR dBTT第144頁(yè)5 50 06 60 01 10 00 02 20 00 05 50 00 00 02 20 04 40 0N NM MR R( (d dB B) )f fn n= =1 1/ /T Tn n( (H Hz z) )T T1 1= =1 10 0m ms sT T1 1= =1 10 00