第2章電參量測量技術(編輯修改稿)
2025-08-16 08:35 本頁面
【文章內容簡介】 號頻率 fx改變時 ，時標脈沖頻率 fc也必須按 (226)式相應改變 。 ff nc ??? 10360 電壓和電流的測量 電壓的測量 電量測量中的很多電參數，包括電流、功率、設備的靈敏度等都可以視作電壓的派生量，通過電壓測量獲得其量值。 電壓的測量分為模擬和數字兩種方法。模擬電壓表的優(yōu)點是結構簡單、價格便宜，測量頻率范圍較寬；缺點是準確度、分辨力低，不便于與計算機組成自動測試系統(tǒng)。數字式電壓表則正好相反 。 1. 直流電壓的測量 ⑴普通直流電壓表 普通直流電壓通常由動圈式高靈敏度直流電 流表串聯適當的電阻構成，如圖 26所示。設電流 表的滿偏電流 (或滿度電流 )為 Im， 電流表本身內阻 為 Re， 串聯電阻 Rn所構成的電壓表的滿度電壓為 （ 227） 所構成的電壓表的內阻為 : （ 228） ? ?nemm RRIU ??mmnev IURRR ???圖 26 普通直流電壓表電路 如圖中電流表串接 3個電阻后，除最小電壓量程 Uo=ImRe外，又增加了 U U U3 三個量程，根據所需擴展的量程，可估算出 3個擴展電阻的阻值 : 通常把內阻 Rv與量程 Um之比 (每伏歐姆 Ω/V數 )定義為電壓表的電壓靈敏度。 （ 229） “ Ω/V’數越大，表明為使指針偏轉同樣角度所需驅動電流越小。“ Ω/V”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 （ 230） ? ?? ? mmemIUURIUURRIUR23312211??????mmvv IURK 1??mvv UKR ?? 動圈式直流電壓表的結構簡單，使用方便，缺點是靈敏度不高和輸入電阻低。工程測量中為了滿足測量準確度的要求，常采用輸入電阻和電壓靈敏度高的模擬式直流電子電壓表進行測量。 ⑵直流電子電壓表 ⑶直流數字電壓表 圖 27 直流數字電壓表框圖 2. 交流電壓的測量 ⑴ 交流電壓的 表征： 交流電壓 可以用峰值 、 平均值 、有效值 、 波形系數 以及波峰系數來表征 。 ① 峰值 周期性交流電壓 U(t)在一個周期內偏離零電平的 最大 值稱為峰值，用 Up表示，正、負峰值不等時分 別 用 Up+和 Up表示，如圖 28(a)所示 。 U(t)在一個 周期 內偏離直流分量 U0的最大值稱為 幅值或 振幅， 用 Um表示，正、負幅值不等時分別用Um+和 Um表示， 如 28(b)所示。圖中 U0=0， 且正、負幅值相等。 圖 28 交流電壓的峰值和幅值 ②平均值 u(t)的平均值的數學定義為 : （ 231） 實質上就是被測電壓的直流分量 U0， 如圖 28(a)中虛線所示。 在電子測量中，平均值通常指交流電壓檢波(也稱整流 )以后的平均值，又可分為半波整流平均值和全波整流平均值。全波平均值定義為 : （ 232） 如不另加說明，平均值通常指全波平均值。 ? ??? T dttuTU01?? T dttuTU 0 )(1③ 有效值 一個交流電壓和一個直流電壓分別加在同一電 阻上 ， 若它們產生的熱量相等 ， 則交流電壓有效值 U(或 Urms)等于該直流電壓 ， 可表示為 : 即 （ 233） ? ? TRUdtRtuT ??? 202? ??? T dttuTU021④ 波形因數 、 波峰因數 交流電壓的波形因數 KF定義為該電壓的有效值與 平均值之比 : （ 234） 交流電壓的波峰因數 Kp定義為該電壓的峰值與有 效值之比 : （ 235） 不同電壓波形 ， 其 KF、 Kp值不同 ， 下表列出 了幾 種常見電壓的有關參數 。 UUK pp ?UUKF ?2/A ?/2A2/A ?/A2/A ?/2A名 稱 波 形 圖 波形系數 波峰系數 有效值 平均值 正弦波 4 半波整流 2 全波整流 4 三角波 3/A 2/AAA3/A 2/AktTktTATtk ? ATtk ?方 波 1 1 鋸齒波 脈沖波 白噪聲 3 注意點 ? 國際上一直以有效值作為交流電壓的表征量。例如電壓表，除特殊情況外，幾乎都按正弦波的有效值來定度。 ?如果被測電壓是正弦波，那么由表 21很容易從電壓表讀數即有效值得知它的峰值和平均值。 ?如果被測電壓是非正弦波，那就須根據電壓表讀數和電壓表所采用的檢波方法，進行必要的波形換算，才能得到有關參數。 ⑵ 交流電壓的測量方法 按 AC/DC轉換器的 類型分為： 轉換法 。 按檢波 特性的 不同 ， 檢波 法又可 分成 。
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