电子测量与仪器PPT学习教案

1、会计学1电子测量与仪器电子测量与仪器第1页/共58页用数字万用用数字万用表测量市电表测量市电的交流电压的交流电压 电压测量与仪器电压测量与仪器的使用相关的知的使用相关的知识与技能识与技能 。1）电压测量的基本要）电压测量的基本要求、交流电压的表征、求、交流电压的表征、电子电压表的分类。电子电压表的分类。2）直流电流的测量、）直流电流的测量、直流电压的测量。直流电压的测量。3）模拟式交流电压表）模拟式交流电压表、低频交流电压表、高、低频交流电压表、高频交流电压表（峰值交频交流电压表（峰值交流电压表）。流电压表）。4）数字电压表主要技）数字电压表主要技术指标、术指标、A-D转换器。转换器。5）万用

2、表、电压表的）万用表、电压表的使用。使用。掌握交流电压的表征，掌握交流电压的表征，掌握模拟式交流电压表掌握模拟式交流电压表, 数字电压表的核心构数字电压表的核心构成及工作原理。掌握成及工作原理。掌握DA-16型晶体管毫伏表型晶体管毫伏表是以测正弦波时的有效是以测正弦波时的有效值来刻度的。理解模拟值来刻度的。理解模拟式和数字式万用电表的式和数字式万用电表的基本原理。掌握模拟式基本原理。掌握模拟式和数字式万用表的面板和数字式万用表的面板结构、技术性能和测量结构、技术性能和测量技能。熟练使用万用表技能。熟练使用万用表进行参数测量。进行参数测量。 第第3章章 电压测量与仪器电压测量与仪器 任务引领：任

3、务引领：主要内容：主要内容：学习目标：学习目标：第2页/共58页第3页/共58页3.1.1电压测量的基本要求电压测量的基本要求第4页/共58页3.1.1电压测量的基本要求电压测量的基本要求第5页/共58页3.1.2 电压测量仪器的分类电压测量仪器的分类1. . 模拟式电压表模拟式电压表指针式电压表：用磁电式直流电流表作为指示器2. 2. 数字式电压表数字式电压表经A/D将模拟信号转换为数字信号 各有千秋 模拟式电压表-直观，一目了然数字式电压表-精度高，输入阻抗高分类：模拟式、数字式第6页/共58页第7页/共58页检波器衰减器直流放大器被测输入（a）衰减器检波器交流放大器（b）被测输入AA图3

4、-1 检波放大式电压表组成框图 3-2 放大检波式电压表组成框图第8页/共58页1. 1. 模拟式电压表模拟式电压表第9页/共58页输入电路混频器中频交流放大器图3-3 外差式电压表组成框图被测输入均值检波器本振第10页/共58页第11页/共58页结构形式灵敏度频带宽度电压表类型放大-检波式稍低较窄高频毫伏表、视频毫伏表检波-放大式稍高很宽超高频毫伏表外差式很高很宽高频微伏表第12页/共58页输入电路A/D变换器计数器图3-4 数字电压表组成框图被测输入寄存显示电路逻辑控制电路模拟电路数字逻辑电路显示电路第13页/共58页第14页/共58页01( )TUutd tTUUU第15页/共58页UU

5、UU图3-5 交流电压的峰值、振幅值波形图 第16页/共58页201()TUutd tT第17页/共58页UFUKUUPUKU第18页/共58页表3-2 常见波形的波形因数和波峰因数 UU2232/33A/A/名称UKFKP正弦波A0.637A1.11方波AAA11三角波AA/2图3-6 三种波形图第19页/共58页3. 2 模拟交流电压表模拟交流电压表 第20页/共58页图3-7 均值检波器原理图 第21页/共58页aK/1.11aaKUU第22页/共58页【例3-1】用均值电压表测量正弦波、三角波、方波电压时，已知电压表的读数均为10V，试分别计算正弦波、三角波、方波的有效值、平均值和峰值

6、各是多少伏？ /0.9NaFaUUUKU0.9NNFNaFNUU KU K0.9NNPNaFNPNUU KU K K第23页/共58页10aUUV0.90.9 109aUUVV22 1014.1aUUVV0.90.9 109aUUUVV2/ 3 910.4FUK UV3 10.418.0PUK UVV9UUUUV第24页/共58页图3-8 放大-检波式电压表原理框图 （4）误差分析 如果被测信号是非正弦波，直接将电压表的示值作为被测电压的有效值带来的误差称为“波形误差”或“示值误差”。%100)9 . 01 (%1009 . 0FFKUUKU测方波时，波形误差为F1 0.91 0.9 110%

7、K 测三角波时，波形误差为F1 0.91 0.9 2/33.5%K 第25页/共58页有效值检波器 第26页/共58页第27页/共58页第28页/共58页第29页/共58页第30页/共58页图3-10 常见峰值检波器第31页/共58页aK/2 2KUU第32页/共58页如果被测信号是正弦波，示值U为有效值。如果被测信号是非正弦波，则必须进行“波形换算”。【例3-2】用峰值电压表测量正弦波、三角波、方波电压，已知电压表的读数均为20V，试分别计算正弦波、三角波、方波的有效值、平均值和峰值各是多少伏？ N2UUUNNPNPN/2/UUKUKNNFNPNFN/2/UUKUKK第33页/共58页20U

8、UV0.90.9 20V18VUU2220V28.3VUU2220V28.3VUUP/ 328.3V/ 316.3VUUKUF/16.3V/(2/ 3)14.1VUUK28.3UUUUV第34页/共58页如果被测信号是非正弦波，直接将电压表的示值作为被测电压的有效值带来的误差称为“波形误差”或“示值误差”。%100)21 (%100/2PPKUKUU图3-11 峰值电压表的组成（4）误差分析 测电压为三角波时误差为P12 /12 /318.4%K 测电压为方波时误差为P12/41.4%K 第35页/共58页图3-12 DA22B超高频晶体管毫伏表面板图第36页/共58页第37页/共58页第38

9、页/共58页电压表组成原理主要适用场合实测读数U读数U的物理意义正弦波非正弦波均值放大-均检低频信号、视频信号均值U-1.11U-有效值UU=KFU-峰值峰检-放大高频信号峰值UP0.707UP有效值UU=UP/KP有效值热电偶式、计算式非正弦信号有效值UU真有效值U第39页/共58页3.3 数字电压表数字电压表（DVM ）3.3.1数字电压表主要技术指标数字电压表主要技术指标第40页/共58页第41页/共58页第42页/共58页（3）测量误差-固有误差DVM的固有误差通常用绝对误差表示： )%(mxUbUaU个字nUaUx%图3-13 双积分式A-D转换器原理框图双积分式A-D转换器的工作过

10、程分为准备、取样和比较三个阶段。 图3-14 双积分式A-D转换器工作波形12xRNNUURx21UUNN图3-15 逐次比较式A-D转换器原理框图逐次比较DVM特点：变换速度快、准确度高。但抗干扰能力差 。2 2数字万用表的构成数字万用表的构成图3-16 数字万用表组成框图第53页/共58页2 2主要技术指标主要技术指标 测试功能测试功能量程量程准确度：准确度：（% %读数读数字数）字数）直流电压直流电压200mV200mV、2V2V、 20V20V、200V200V1000V1000V（0.5%0.5%读数读数+3+3）（0.8%0.8%读数读数+3+3）交流电压交流电压200mV200m

11、V2V2V、20V20V、200V200V750V750V（1.2%1.2%读数读数+3+3）（0.8%0.8%读数读数+3+3）（1.2%1.2%读数读数+3+3）直流电流直流电流2mA2mA、20mA20mA200mA200mA20A20A（0.8%0.8%读数读数+2+2）（1.2%1.2%读数读数+2+2）（2%2%读数读数+5+5）交流电流交流电流2mA2mA、20mA20mA200mA200mA20A20A（1%1%读数读数+3+3）（1.8%1.8%读数读数+3+3）（3%3%读数读数+7+7）电阻电阻2002002k2k、20k20k、200k200k、2M2M20M20M200M200M（0.8%0.8%读数读数+3+3）（0.8%0.8%读数读数+2+2）（1%1%读数读数+5+5）（5%5%（读数（读数-1 M-1 M）+10+10）电容电容200pF200pF、2nF2nF、20nF20nF、200nF200nF、2F2F、20F20F（3%3%读数读数+3+3）晶体管晶体管h hFEFENPNNPN、PNPPN