电子电压表的分类与测量原理概述
仪器网 · 2012-07-14 15:12 · 23769 次点击
电子电压表按照基本工作模式的差异可分为模拟式电子电压表、数字式电子电压表两大类。
电子测量工作中,测最交流电压信号主要采用模拟式电子电压表。模拟式电子电压表利用AC/DC转换器将被测交流电压转换为直流电压,然后采用直流电压测量方法进行电压测最,测量结果由直流电压表头指示。模拟式电子电压表基本工作原理类型主要包括检波式、热电转换式和频率转换式等。
检波式AC/DC转换器利用检波电路将交流电压信号转换为直流电压信号,常见的检波方式包括:平均值检波、有效值检波和峰位检波。
热电转换式AC/DC转换器一般利用被测信号电压直接或经宽带放大后施加于发热元件电路产生热效应,再利用热电偶将沮度量转换为热电势信号,经调制式直流放大器放大后进行测量。采用热电转换式AC/DC转换器的交流电子电压表具有频率范围宽(可达几十兆赫〕、输入阻抗大(可达10MΩ以上)的优点.
频率转换式电子电压表利用随机取样技术或相关取样技术获得被测信号的取样信号,根据取样信号中包含的被测信号幅度及相位信息将高频被测信号转换为低频电压信号,再按照低频信号电压值测量方案进行测量。荃于频率转换原理工作的交流电子电压表可测俄频率远大于普通电子电压表被测信号频率的信号电压值,其信号频率上限可达1GHz。
数字式电子电压表(数字电压表)对于直流电压具有高测龟精度.配合适当的AC/DC转换器后.仪表也可测最交流电压信号。数字电压表的基本表一般为数字直流电压表(DVM),其核心部分之一为A/D转换器,A/1)转换器的工作原理基本类型主要为比较型和积分型.
比较型A/D转换器通过将被测直流电压值与已知的基准电压值由高到低进行逐次比较并获得对应的数字量,数字从各个位对应不同的获准电压位。比较型A/D转换器的测量速度较快.但在被测电压受到干扰的情况下,容易出现明显的测量误差。
积分型A/D转换器利用被测信号电压的积分值与设定电压值之间的比较结果将被测直流电压转化为对于时间或频率的测量,而时间或频率的测量可由受控制的高速计数器完成。由于干扰信号对于积分结果的影响有限,积分型数字电压表的抗千扰能力较强。与此同时.由于积分过程相对缓慢,采用积分型A/D转换器的数字电压表在提高测量速度上受到限制。随着测量技术的发展,以积分型A/D转换器电压测量思路为基础的新方法也被陆续应用于数字电压表中。例如,脉宽调制A/D转换,这种测量方式将被测直流电压公加于预定方波信号上.经积分与比较过程将直流电压值测址转换为多个时间差的平均值测量。脉宽调制模数转换可在保证高测量精度的前提下提高测量速度。
配合多种将被测信号或参数转换为直流电压的变换器(例如,I/U转换器、Ω/U转换器)后.数字电压表的功能可以得到拓展,从而构成数字多用表(DMM).
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