第2章電參量測(cè)量技術(shù)-文庫(kù)吧資料
2025-07-26 08:35本頁(yè)面
【正文】 在有些電子設(shè)備測(cè)試中 ， 有高達(dá)萬(wàn)伏的電壓； 在電力系統(tǒng)中則常遇到需測(cè)量數(shù)十萬(wàn)伏甚至更高電 壓的問(wèn)題 。 采用 峰值檢波器的電壓表稱峰值電壓表。 ①檢波 放大式 ②放大 檢波式 ③外差式電壓表 ⑶低頻 交流電壓 (1MHz以下 )的 測(cè)量 這 類電壓表一般采用 放大 檢波 式， 檢波器類型分為： 檢波器 ， 分別構(gòu)成兩種測(cè)量表： 。 按檢波 特性的 不同 ， 檢波 法又可 分成 。 ?如果被測(cè)電壓是非正弦波，那就須根據(jù)電壓表讀數(shù)和電壓表所采用的檢波方法，進(jìn)行必要的波形換算，才能得到有關(guān)參數(shù)。例如電壓表，除特殊情況外，幾乎都按正弦波的有效值來(lái)定度。 ? ??? T dttuTU01?? T dttuTU 0 )(1③ 有效值 一個(gè)交流電壓和一個(gè)直流電壓分別加在同一電 阻上 ， 若它們產(chǎn)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(shù) 、 波峰因數(shù) 交流電壓的波形因數(shù) 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(shù) 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(jiàn)電壓的有關(guān)參數(shù) 。 在電子測(cè)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。圖中 U0=0， 且正、負(fù)幅值相等。 ① 峰值 周期性交流電壓 U(t)在一個(gè)周期內(nèi)偏離零電平的 最大 值稱為峰值，用 Up表示，正、負(fù)峰值不等時(shí)分 別 用 Up+和 Up表示，如圖 28(a)所示 。工程測(cè)量中為了滿足測(cè)量準(zhǔn)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(jìn)行測(cè)量。 （ 229） “ Ω/V’數(shù)越大，表明為使指針偏轉(zhuǎn)同樣角度所需驅(qū)動(dòng)電流越小。設(shè)電流 表的滿偏電流 (或滿度電流 )為 Im， 電流表本身內(nèi)阻 為 Re， 串聯(lián)電阻 Rn所構(gòu)成的電壓表的滿度電壓為 （ 227） 所構(gòu)成的電壓表的內(nèi)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(gè)電阻后，除最小電壓量程 Uo=Im數(shù)字式電壓表則正好相反 。 電壓的測(cè)量分為模擬和數(shù)字兩種方法。 2. 當(dāng) 被測(cè)信號(hào)頻率 fx改變時(shí) ，時(shí)標(biāo)脈沖頻率 fc也必須按 (226)式相應(yīng)改變 。 輸出方波 幅度為Ug， 則用 低通濾波器將方波中的基波和諧波分量全部濾 除后 ， 此方波的平均值即直流分量為： 上式中 T為被測(cè)信號(hào)的周期， Tx由兩信號(hào)的相位差φx決定，即 （ 220） 將 (220)式代入 (219)式得相位差： （ 221） （ 2－ 19） TTUU xg?0?3 6 0xxTT ??gx UU 036 0 ???圖 24 相位 電壓轉(zhuǎn)換式數(shù)字相位計(jì)原理 2. 相位 時(shí)間轉(zhuǎn)換法 將上述相位 電壓轉(zhuǎn)換法中鑒相器的時(shí)間間隔 Tx 用計(jì)數(shù)法對(duì)它進(jìn)行測(cè)量，便構(gòu)成相位 時(shí)間轉(zhuǎn)換式相 位計(jì)，如圖 25所示。 1. 相位 電壓轉(zhuǎn)換法 相位 電壓轉(zhuǎn)換式數(shù)字相位計(jì)的原理框圖如24(a) 所示 。 一般來(lái)說(shuō) ， 測(cè)量時(shí)間間隔的誤 差比測(cè)周期時(shí)大 。 （ 2－ 16） m a xm a xm a x1mfNTmf x ???x fNf ??10 x TNT ??102. 頻率的模擬測(cè)量 ⑴ 直讀法測(cè)頻 ⑵ 比較法測(cè)頻 ⑶ 示波器測(cè)量頻率 ① 電橋法測(cè)頻 ② 諧振法測(cè)頻 ③ 頻率 電壓 (fV)轉(zhuǎn)換法測(cè)頻 時(shí)間間隔的數(shù)字測(cè)量 時(shí)間間隔的測(cè)量方案和周期測(cè)量的基本相同 ，所不同的僅是此處的門(mén)控電路不再采用計(jì)數(shù)觸發(fā)方式 ， 而是要求根據(jù)測(cè)量時(shí)間間隔 ， 給出 起始計(jì)數(shù)和終止計(jì)數(shù)兩個(gè)觸發(fā)信號(hào) 。例如 N=100， fc=1MHz(Tc=lμs)， 若取 n=2， 則fx=1MHz， Tx=1μs。 測(cè)周法的周期測(cè)量范圍 ， 同樣也受到測(cè)量精 度要求 值和 計(jì)數(shù)器的限制 ， 即應(yīng)滿足故 Tx的測(cè)量 范圍為： （ 2－ 15） cxcccmfNTffmfm a x1 ???????????△?若取 fc=fmax， 并忽略晶振的誤差，則上式簡(jiǎn)化為 圖 22中分頻系數(shù) m一般取 10的整數(shù)次冪且分擋可選，即 m=10n (n=0， 1， 2， 3… 等可選 ) 。 總結(jié) 1若被測(cè)頻率 fx較高，則直接測(cè)頻的相對(duì)誤差較小 2若被測(cè)頻率 fx較低，則用測(cè)周法測(cè)頻的相對(duì)誤差較小。 ①測(cè)頻方式 由 (26)式可得“測(cè)頻”的相對(duì)誤差為： ccccxxf
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