電壓測(cè)量法的基本原理

1、電壓測(cè)量法的基本原理電路正常工作時(shí)，電路中各點(diǎn)的工作電壓都有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的正常值或動(dòng)態(tài)變化的范圍。如果電路中出現(xiàn)開路故障、短路故障或元器件性能參數(shù)發(fā)生改變時(shí)，該電路中的工作電壓也會(huì)跟著發(fā)生改變。所以電壓測(cè)量法就能通過檢測(cè)電路中某些關(guān)鍵點(diǎn)的工作電壓有或者沒有、偏大或偏小、動(dòng)態(tài)變化是否正常，然后根據(jù)不同的故障現(xiàn)象，結(jié)合電路的工作原理進(jìn)行分析找出故障的原因。    1 電源電壓的檢測(cè)。電源是電路正常工作的必要條件，所以當(dāng)電路出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)首先檢測(cè)電源部分。如果電源電壓不正常，應(yīng)重點(diǎn)檢查電源電路和負(fù)載電路是否存在開路或短路故障。在通常情況下，如果電源部分有開路故障，電源就

2、沒有電壓輸出；如果負(fù)載出現(xiàn)開路故障，電源電壓就會(huì)升高；如果負(fù)載出現(xiàn)短路故障，電源電壓會(huì)降低，甚至引發(fā)火災(zāi)；對(duì)開關(guān)電源，還應(yīng)著重檢查保護(hù)電路是否正常。    2 三極管工作電壓的檢測(cè)。通過檢測(cè)三極管各極的電位根據(jù)三極管在電路中的工作狀態(tài)進(jìn)行分析就能找出故障原因。所以在分析和檢測(cè)前首先必須掌握各種電路的工作原理了解被測(cè)三極管的工作狀態(tài)。    3 集成電路工作電壓的檢測(cè)。通過檢測(cè)集成電路各引腳的電壓，然后把檢測(cè)結(jié)果與正常值進(jìn)行對(duì)比就能初步判斷集成電路本身、該集成電路的相關(guān)電路或外圍元件是否存在故障。應(yīng)著重檢測(cè)電源、時(shí)鐘、信號(hào)的輸入輸出等引

3、腳的電壓。    4 電路中某些動(dòng)態(tài)電壓的檢測(cè)。在收音機(jī)、電視機(jī)、錄像機(jī)影碟機(jī)等設(shè)備中，其各引腳的電壓都會(huì)根據(jù)不同情況發(fā)生動(dòng)態(tài)變化。通過檢測(cè)這些電壓的動(dòng)態(tài)變化，就能快速找出故障原因。使用電壓測(cè)量法的注意事項(xiàng)    1 使用電壓測(cè)量法檢測(cè)電路時(shí)。必須先了解被測(cè)電路的情況、被測(cè)電 J 土的種類、被測(cè)電壓的高低范圍，然后根據(jù)實(shí)際情況合理選擇測(cè)量設(shè)備 ( 例如萬用表 ) 的擋位。以防止燒毀測(cè)試儀表。    2 測(cè)量前必須分清被測(cè)電壓是交流還是直流電壓，確保萬用表紅表筆接電位高的測(cè)試點(diǎn)，黑表筆接電位低的測(cè)

4、試點(diǎn)，防止因指針反向偏轉(zhuǎn)而損壞電表。3 使用電壓測(cè)量法時(shí)要注意防止觸電，確保人身安全。測(cè)量時(shí)人體不要接觸表筆的金屬部分。具體操作時(shí)，一般先把黑表筆固定。然后用單手拿著紅表筆進(jìn)行測(cè)量。電壓測(cè)量的重要性電壓測(cè)量是電測(cè)量與非電測(cè)量的基礎(chǔ)； 電測(cè)量中，許多電量的測(cè)量可以轉(zhuǎn)化為電壓測(cè)量：表征電信號(hào)能量的三個(gè)基本參數(shù)：電壓、電流、功率其中：電流、功率電壓，再進(jìn)行測(cè)量電路工作狀態(tài)：飽和與截止，線性度、失真度電壓表征非電測(cè)量中，物理量電壓信號(hào)，再進(jìn)行測(cè)量 如：溫度、壓力、振動(dòng)、（加）速度電壓測(cè)量的特點(diǎn)1頻率范圍廣：零頻（直流）109Hz低頻：1MHz以下；高頻（射頻）：1MHz以上。2.測(cè)量范圍寬(幅度)微弱

5、信號(hào):心電醫(yī)學(xué)信號(hào)、地震波等,納伏級(jí)（10-9V）； 超高壓信號(hào)：電力系統(tǒng)中，數(shù)百千伏。3.電壓波形的多樣化電壓信號(hào)波形是被測(cè)量信息的載體。各種波形：純正弦波、失真的正弦波，方波，三角波，梯形波；隨機(jī)噪聲。4.阻抗匹配在多級(jí)系統(tǒng)中，輸出級(jí)阻抗對(duì)下一輸入級(jí)有影響。直流測(cè)量中，輸入阻抗與被測(cè)信號(hào)源等效內(nèi)阻形成分壓，使測(cè)量結(jié)果偏小。如：采用電壓表與電流表測(cè)量電阻，當(dāng)測(cè)量小電阻時(shí)，應(yīng)采用電壓表并聯(lián)方案；當(dāng)測(cè)量大電阻時(shí)，應(yīng)采用電流表串聯(lián)方案。交流測(cè)量中，輸入阻抗的不匹配引起信號(hào)反射。5.測(cè)量精度的要求差異很大10-1至10-9。6.測(cè)量速度的要求差異很大靜態(tài)測(cè)量：直流（慢變化信號(hào)）,幾次/秒;動(dòng)態(tài)測(cè)量：

6、高速瞬變信號(hào),數(shù)億次/秒（幾百M(fèi)Hz）精度與速度存在矛盾，應(yīng)根據(jù)需要而定。7.抗干擾性能工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中，存在較大的干擾。電壓測(cè)量的方法和分類. 電壓測(cè)量方法的分類·按對(duì)象：直流電壓測(cè)量；交流電壓測(cè)量 ·按技術(shù)：模擬測(cè)量；數(shù)字測(cè)量1）交流電壓的模擬測(cè)量方法表征交流電壓的三個(gè)基本參量：有效值、峰值和平均值。以有效值測(cè)量為主。方法：交流電壓（有效值、峰值和平均值）-直流電流-驅(qū)動(dòng)表頭-指示有效值、峰值和平均值電壓表，電平表等。2）數(shù)字化直流電壓測(cè)量方法模擬直流電壓-A/D轉(zhuǎn)換器-數(shù)字量-數(shù)字顯示（直觀）數(shù)字電壓表（DVM），數(shù)字多用表（DMM）。3）交流電壓的數(shù)字化測(cè)量交流電壓（

7、有效值、峰值和平均值）-直流電壓-A/D轉(zhuǎn)換器-數(shù)字量-數(shù)字顯示DVM（DMM）的擴(kuò)展功能。4）基于采樣的交流電壓測(cè)量方法交流電壓-A/D轉(zhuǎn)換器-瞬時(shí)采樣值u(k) -計(jì)算，如有效值式中，N為u(t)的一個(gè)周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)。5）示波測(cè)量方法交流電壓-模擬或數(shù)字示波器-顯示波形-讀出結(jié)果電壓測(cè)量的方法和分類電壓測(cè)量方法的分類·按對(duì)象：直流電壓測(cè)量；交流電壓測(cè)量 ·按技術(shù)：模擬測(cè)量；數(shù)字測(cè)量1）交流電壓的模擬測(cè)量方法表征交流電壓的三個(gè)基本參量：有效值、峰值和平均值。以有效值測(cè)量為主。方法：交流電壓（有效值、峰值和平均值）-直流電流-驅(qū)動(dòng)表頭-指示有效值、峰值和平均值電壓表，電平

8、表等。2）數(shù)字化直流電壓測(cè)量方法模擬直流電壓-A/D轉(zhuǎn)換器-數(shù)字量-數(shù)字顯示（直觀）數(shù)字電壓表（DVM），數(shù)字多用表（DMM）。3）交流電壓的數(shù)字化測(cè)量交流電壓（有效值、峰值和平均值）-直流電壓-A/D轉(zhuǎn)換器-數(shù)字量-數(shù)字顯示DVM（DMM）的擴(kuò)展功能。 4）基于采樣的交流電壓測(cè)量方法交流電壓-A/D轉(zhuǎn)換器-瞬時(shí)采樣值u(k) -計(jì)算，如有效值式中，N為u(t)的一個(gè)周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)。5）示波測(cè)量方法交流電壓-模擬或數(shù)字示波器-顯示波形-讀出結(jié)果直流電壓測(cè)量電路的工作原理如圖所示，直流電壓表的表頭內(nèi)阻為Rg,滿偏電流為Im，因此其量程為RgIm,其值一般在數(shù)十毫伏至數(shù)百毫伏之間。為了能夠測(cè)量大

9、于表頭端電壓的電壓值，就要串接適當(dāng)阻值的電阻，這個(gè)電阻叫電壓表的擴(kuò)程電阻，圖a中的Rv，即為擴(kuò)程電阻。但這種電壓表只能用來測(cè)量一定范圍內(nèi)的電壓值，當(dāng)要測(cè)量不同范圍內(nèi)的電壓值時(shí)，必須改進(jìn)電路，從而產(chǎn)生了獨(dú)立分擋式電壓表，如圖b所示。為了節(jié)省元件，在圖d的基礎(chǔ)上又產(chǎn)生了串聯(lián)抽頭式電壓表。如圖所示，直流電壓表的表頭內(nèi)阻為Rg,滿偏電流為Im，因此其量程為RgIm,其值一般在數(shù)十毫伏至數(shù)百毫伏之間。為了能夠測(cè)量大于表頭端電壓的電壓值，就要串接適當(dāng)阻值的電阻，這個(gè)電阻叫電壓表的擴(kuò)程電阻，圖a中的Rv，即為擴(kuò)程電阻。但這種電壓表只能用來測(cè)量一定范圍內(nèi)的電壓值，當(dāng)要測(cè)量不同范圍內(nèi)的電壓值時(shí)，必須改進(jìn)電路，從而產(chǎn)生了獨(dú)立分擋式電壓表，如圖b所示。為了節(jié)省元件，在圖d的基礎(chǔ)上又產(chǎn)生了串聯(lián)抽頭式電壓表，其低電壓擋倍率電阻是高電壓擋倍率電阻的抽頭，如圖c所示。（倍率電阻：就是將一定的電壓通過該電阻轉(zhuǎn)換成所需要另一個(gè)電壓的電阻，又稱為