第七章-電子電壓表

第二篇

常用電子儀器與測量方法

一、

電子測量儀器

泛指用電子元器件構(gòu)成的測量儀器；通常專指由電子元器件組成并用于測量電磁量的儀器。二、

電子裝置的特點

工作頻率和頻帶寬度都超過了一般電工儀表的工作范圍；測量對象的參數(shù)是傳統(tǒng)電工儀表不能測量的。常用的電子測量儀器有：1）測量基本電學(xué)量的儀器：包括測量電壓、電流、頻率、場強等電學(xué)基本量的電子儀器。2）信號分析儀器：包括各類示波器以及波形參數(shù)的分析儀、頻譜分析儀、邏輯分析儀等。3）測量系統(tǒng)或元器件參數(shù)的儀器：包括電阻、電容、電感測量儀、各種電子電橋、Q表、頻率特性測試儀以及測量器件參數(shù)，包括測量電子管、晶體管和集成電路的參數(shù)測量儀。4）測量用的信號源和穩(wěn)壓源：包括各種通用的以及專用的信號發(fā)生器、脈沖發(fā)生器、各種類型的穩(wěn)壓電源。5）專用的或綜合的測量儀器。第一節(jié)電子電壓表的結(jié)構(gòu)與特點第七章電子電壓表一、電子電壓表的特點1.利用檢波電路提高測量的頻率范圍

傳統(tǒng)的磁電系電壓表只能測量直流或低頻。電子電壓表則通過檢波將被測電壓轉(zhuǎn)換為直流，使得本來只能測直流的磁電系電壓表、也可以測量高頻交流。2.利用放大電路提高儀表靈敏度和量程范圍

雖然磁電系電壓表的靈敏度可達到毫伏級，但通過儀表的放大電路之后，可擴展到微伏級。3.利用放大電路提高儀表的輸入阻抗

電子電壓表利用電子電路提高儀表的輸入阻抗，以降低表耗功率，減少測量儀表對被測電路的影響。4.利用各種補償電路提高儀表的線性二、

電子電壓表的結(jié)構(gòu)類型電子電壓表結(jié)構(gòu)類型放大—檢波式檢波—放大式調(diào)制式外差式第七章電子電壓表1.放大—檢波式電子電壓表結(jié)構(gòu)特點：

※指示儀表為磁電系儀表；※可測量交、直流電壓；※靈敏度高，可測量mV級電壓；※頻率寬度受到放大器的限制，多數(shù)只能工作在低頻至視頻范圍。2.檢波—放大式電子電壓表結(jié)構(gòu)特點：

※先將高頻交流轉(zhuǎn)換為直流，消除了放大器對高頻端的限制；※電壓表的帶寬受檢波器頻率特性的影響，檢波器應(yīng)使用高頻檢波管；※由于直流放大器存在漂移問題，電壓表放大倍數(shù)受到限制，這類電壓表的量程一般在1V左右。3.調(diào)制式電子電壓表結(jié)構(gòu)特點：※使用斬波器將直流電壓轉(zhuǎn)換為低頻交流電壓；※即避免使用直流放大器，又可以滿足交流放大器高頻端的要求。4.外差式電子電壓表結(jié)構(gòu)特點：※先將高頻電壓變換為頻率恒定的中頻電壓，然后對其進行放大；※放大倍數(shù)可以做的比較大，能夠達到靈敏度高和頻率范圍寬的雙重目的。

三、數(shù)字電壓表的結(jié)構(gòu)類型

1電壓-時間變換型

又稱斜波型，它將不同被測電壓值轉(zhuǎn)換為不同的時間間隔，用這個時間間隔的起止點，控制進入計數(shù)器的脈沖個數(shù)，使顯示器能顯示出不同數(shù)值。

電壓-頻率變換型

將不同被測電壓值轉(zhuǎn)換為不同頻率的信號，再通過整形轉(zhuǎn)換為同頻率的脈沖，進入頻率計數(shù)器進行計數(shù)顯示，所顯示的頻率值就代表電壓值。

3逐次逼近比較型將被測電壓與數(shù)碼開關(guān)送出的基準電壓進行比較，如果基準電壓小于被測電壓，則將基準電壓逐次遞加，直至基準電壓逼近被測電壓并等于被測電壓為止，這時顯示器所顯示的數(shù)碼寄存器基準電壓就是被測電壓。返回本章首頁第二節(jié)電子電壓表的檢波電路一、

輸入開路式峰值檢波電路1.電路分析：測量的是電容兩端電壓。2.必須滿足的條件：

RC>>RiCRC>>T

Ri為二極管正向電阻；T為被測電壓的周期。電子電壓表的檢波實際上是將被測信號轉(zhuǎn)換為直流，所以也稱為交直流變換器。3.結(jié)論：

※電容C兩端電壓UC幾乎保持不變，并近似等于被測電壓峰值UM，因此通過指示儀表的電流平均值ICP與被測電壓的峰值成正比。

※由于檢波二極管導(dǎo)通時間很短，測量電路實際上都處于開路狀態(tài)，所以稱為開路式。二、

輸入閉路式峰值檢波電路1.電路分析電阻R與電容C始終串聯(lián)接在被測電路上。2.必須滿足的條件：

RC>>RiCRC>>T

Ri為二極管正向電阻；

T為被測電壓的周期。3.結(jié)論當(dāng)被測電壓的波形對稱時，一個周期內(nèi)Ux=0。則上式可以簡化為：電容C被充電以后，被測電壓的正方向與電容兩端電壓正方向相反，則通過電阻和指示儀表電流平均值為：與輸入開路式峰值檢波電路一樣。三、

峰—峰值檢波電路1.電路分析這個電路相當(dāng)于開路式峰值檢波電路和閉路式峰值檢波電路的組合。2.必須滿足的條件：

RC>>RiCRC>>T

Ri為二極管正向電阻；

T為被測電壓的周期。3.結(jié)論UC2

充電至峰—峰值，通過儀表的平均電流ICP

為：四、

平均值檢波電路1.被測電壓正半波時二極管導(dǎo)通，儀表指針偏轉(zhuǎn)角與被測電壓正半波平均值成正比。2.被測電壓負半波時通過指示儀表，儀表指針偏轉(zhuǎn)角與被測電壓負半波的平均值成正比。3.儀表指針偏轉(zhuǎn)角與被測電壓全波平均值成正比。4.儀表指針偏轉(zhuǎn)角與被測電壓全波平均值成正比。第三節(jié)電子電壓表實例——

JB—1B晶體管電壓表

JB—1B晶體管電壓表是一種放大—檢波式低頻電壓表，頻率范圍為2Hz~500kHz，輸入電阻為2MW，輸入電容小于60pF，量程從50mV~316V。1.衰減部分第一檔衰減第二檔衰減2.放大部分前置放大器主放大器3.檢波指示部分橋式全波均值檢波電路4.電源部分電源部分第四節(jié)電子電壓表的使用一、

使用前的調(diào)節(jié)1.電子電壓表一般必須接通電源才能工作。

電池供電時應(yīng)注意電池極性，如果電網(wǎng)供電應(yīng)正確選擇電壓。2.電子電壓表的零點調(diào)節(jié)。

通電后略經(jīng)幾分鐘預(yù)熱就可以進行零點調(diào)節(jié)。3.電子電壓表的校正。

進行檢修或更換元器件后，在第一次使用時應(yīng)進行靈敏度校正。二、

減小分布電容的影響由于電子電壓表具有較高的輸入阻抗，所以對干擾源比較敏感，也容易受分布電容的影響，在測量時應(yīng)采取必要的隔離措施。三、

測量讀數(shù)問題現(xiàn)在生產(chǎn)的電子電壓表大部分按正弦波有效值刻度，少數(shù)的峰值表或峰—峰值表是按峰值或峰—峰值刻度的。1.按峰值刻度的峰值檢波電壓表，測量的讀數(shù)與被測電壓的波形無關(guān)，但與電路中是否含有直流分量有關(guān)。2.按峰—

峰值刻度的峰—

峰值檢波電壓表，使用峰—峰值檢波電路，測量的讀數(shù)與被測電壓的波形及電路中是否含有直流分量無關(guān)。3.按正弦波有效值刻度