第四章電磁量測量技術(shù)-在線瀏覽
2024-12-01 12:29本頁面
【正文】 減、量程切換、鉗位保護、濾波 ∞ + + N R0 R uo(t) ui(t) C1 C2 R2 R1 RC有源濾波器： (二階低通濾波器 ) 5 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (AD574)： 分辨率： 12位（逐次比較）； 非線性誤差：小于 177。 1LSB； 轉(zhuǎn)換速率： 25us； 電壓輸入范圍： 10V、 20V、 177。 10V； 電源電壓： 177。 ? 非完整顯示位 (俗稱半位 )：只能顯示 0和 1（ 在最高位上 ） 。 ? 而 位 （ 4位半 ） 電壓表 ， 具有 4位完整顯示位 ， 1位非完整顯示位 ， 其最大顯示數(shù)字為 19999 。 ? 通過對輸入電壓 （ 按 10倍 ） 放大或衰減 ， 可 擴展其他量程 。 ? 不同的量程上能分辨的最小電壓變化的能力不同 ， 顯然 ，在最小量程上具有最高分辨力 。 直流電壓表主要性能指標 8 三、交流電壓的測量 交流電壓的表征方法 峰值：以零電平為參考的最大電壓幅值 （用 Vp表示 ）。 01 ()TU u t dtT? ?有效值：交流電壓在一個周期 T內(nèi)，通過某純電阻負載 R所產(chǎn)生的熱量， 與一個直流電壓在同一負載上產(chǎn)生的熱量相等時， 則該直流電壓的數(shù)值就表示了交流電壓的有效值。 10 波峰系數(shù)和波形系數(shù) ? 對理想的正弦交流電壓 u(t)=Vpsin(ωt)，若ω=2π/T ? 對理想的正弦交流電壓 u(t)=Vpsin(ωt)，若ω=2π/T ~ 2 1 . 4 1/2pppVKV? ? ?~( 1 / 2 ) 1 . 1 12/ 22pFpVKV??? ? ?（）11 交流電壓的測量方法 （ 1）峰值檢測電路： 由 二極管峰值檢波電路 完成，有二極管串聯(lián)（ a)和并聯(lián)（ b）兩種形式。 12 ? 要求： 式中 ， Rs和 rd分別為等效信號源 u(t)的內(nèi)阻和二極管正向?qū)娮?， C為充電電容 （ 并聯(lián)式檢波電路中 C還起到隔直流的作用 ） ， RL為等效負載電阻 ， Tmin和 Tmax為 u(t)的最小和最大周期 。 特點： 檢波器的輸出電壓和交流電壓的峰值成正比，靈敏度較低，幾十毫伏； 測量上限取決于檢波二極管的方向擊穿電壓。 u(t)? 峰值檢波 ? 放大 ? 驅(qū)動表頭 峰值電壓表原理： 13 （ 2）平均值檢測電路 原理：由二極管橋式整流電路完成。 整流電路輸出直流電流 I0的平均值與被測輸入電壓 u(t)的平均值成正比； 輸出信號與 u(t)的波形無關(guān)； 電容 C用于濾除整流后的交流成分，避免指針擺動。 ? 于是， I0的平均值 與 u(t)的平均值 成正比。 15 （ 3）有效值檢測電路 利用模擬運算的集成電路檢波方法： 2 ()ut0T? Au ( t ) V r m s201 ()TV u t d tT? ?通過多級運算器級連實現(xiàn)： 模擬乘法器（平方） — 〉 積分 — 〉 開方 — 〉 比例運算。 16 （ 4）電壓表的刻度特性和誤差分析 ? 當輸入 u(t)為正弦波時 ， 讀數(shù) α 即為 u(t)的有效值 V（ 而不是該純正弦波的峰值 Vp） 。 但可由讀數(shù) α 換算出峰值和有效值 。 17 ? 換算關(guān)系歸納如下： 式中， α 為峰值電壓表讀數(shù)， Kp為波形的波峰因數(shù)。 2 1 .4 12 1 .4 1ppKK?????? ??????????p（任意波）峰值V（任意波）有效值V2212 2 2p p ppK K KK??????? ? ? ?18 ? 當輸入 u(t)為正弦波時 ， 讀數(shù) α 即為 u(t)的有效值 V（ 而不是該純正弦波的均值 ） 。 但可由讀數(shù) α 換算出均值和有效值 。 ? 波形誤差：若將讀數(shù) α 直接作為 有效值 ，產(chǎn)生的誤差 0 . 90 . 9FK???? ????? ????（任意波）均值V（任意波）有效值V0 .9 1 0 .9 1 .1 1 10 .9 0 .9FFF F FKKK K K????? ? ? ?? ? ? ???20 有效值電壓表的刻度特性 : ? 理論上不存在波形誤差 ， 因此也稱真有效值電壓表 （ 讀數(shù)與波形無關(guān) ） 。 波形誤差為： 1 1 .4 1 0 0
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