1、第 5章 电压测量5.1 概述5.2 电压标准5.3 交流电压的测量5.4 电流、电压、阻抗变换技术及数字多用表5.5数字电压表测量的不确定度及自动量程技术5.1 概述5 1 1 电压测量的意义、特点 1） 电压测量的重要性 阐述电压测量的意义、重要性及应用。 2）电压测量的特点 从电压测量的频率、范围、要求等方面阐述其特点，这些特点也反映了电子测量的主要特点。电压测量的特点1.频率范围广：零频（直流） 109Hz低频： 1MHz以下；高频（射频）： 1MHz以上。2.测量范围宽微弱信号 :心电医学信号、地震波等 ,纳伏级（ 10-9V）；超高压信号：电力系统中，数百千伏。3.电压波形的多样化
2、电压信号波形是被测量信息的载体。各种波形：纯正弦波、失真的正弦波，方波，三角波，梯形波；随机噪声。电压测量的特点4.阻抗匹配在多级系统中，输出级阻抗对下一输入级有影响。直流测量中 ，输入阻抗与被测信号源等效内阻形成分压，使测量结果偏小。交流测量中 ，输入阻抗的不匹配引起信号反射。5.测量精度的要求 : 10-1至 10-9。6.测量速度的要求 :高速瞬变信号 ,数亿次 /秒（几百MHz）7.抗干扰性能强 .5 1 2 电压测量的方法和分类2. 电压测量方法的分类 按对象：直流电压测量；交流电压测量 按技术：模拟测量；数字测量1）交流电压的模拟测量方法表征交流电压的三个基本参量：有效值、峰值和平
3、均值。以有效值测量为主。方法：交流电压（有效值、峰值和平均值） -直流电流 - 驱动表头 - 指示 有效值、峰值和平均值电压表，电平表等。5 1 2 电压测量的方法和分类2）数字化直流电压测量方法模拟直流电压 - A/D转换器 - 数字量 - 数字显示（直观） 数字电压表（ DVM）， 数字多用表（ DMM）。3） 交流电压的数字化测量交流电压（有效值、峰值和平均值） - 直流电压 - A/D转换器 - 数字量 - 数字显示DVM （ DMM） 的扩展功能。5 1 2 电压测量的方法和分类4） 基于采样的交流电压测量方法交流电压 - A/D转换器 - 瞬时采样值 u(k) - 计算，如有效值式
4、中， N为 u(t)的一个周期内的采样点数。5） 示波测量方法交流电压 - 模拟或数字示波器 - 显示波形 - 读出结果5 2 电压标准 5.2.1 直流电压标准标准电池（实物基准， 年稳定性 10-6） ,利用化学反应产生稳定可靠的电动势 （ 1.01860V）。齐纳管电压标准 （固态标准，年稳定性 10-6）,利用 齐纳二极管的稳压特性 制作 ,如 WUK7000系列直流电压参考标准： 10V输出的年稳定性可达 0.510 -6 ；1V和 1.018V输出的年稳定性可达到 210 -6，温度系数为 0.0510 -6。 5.2.2 交流电压标准u 原理 由直流电压标准建立。 因而，需经过交流 -直流变换。u 测热电阻桥式高频电压标准 基本原理： 将高频电压通过一电阻（称为测热电阻，如热敏电阻），该电阻由于吸收高频电压功率，其阻值将发生变化，再将一 标准直流电压 同样施加于该电阻，若引起的阻值变化相等，则 高频电压的有效值 就等于该直流电压。 u 双测热电阻电桥的原理图双测热电阻电桥的原理图
