电压测量的基本要求和电压测量仪器的分类

电压是电子测量的一个主要参数。
电参量的基础:表征电信号能量的三个基本参数:电压、电流、功率。u=ir i=u/r r=u/i p=iu=u2/r=i2r。电测量中,许多电量的测量可以转化为电压测量。
电压的派生量,例如,调幅度,波形的非线性失真系数等等。
在非电量测量中,大多数物理量(如温度、压力、振动、速度等)的传感器大多是电压作输出的。
因此,电压测量是其它许多电参量、非电参数测量的基础。 1.电压测量的基本要求
(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) 应有足够高的测量准确度(10-1至10-9)
电压表精确度表示方法:
满度值的百分数±β%um:具有线性刻度模拟式电压表采用,±β%为满度相对误差,um为电压表满刻度值。 读数值的百分数±α%ux:具有对数刻度电压表采用,±α%为读数相对误差,ux为电压表测量读数值。 ±(α%ux+β%um):数字电压表采用。 (4) 应有足够高的输入阻抗
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。
如:采用电压表与电流表测量电阻,
当测量小电阻时,应采用电压表并联方案; 当测量大电阻时,应采用电流表串联方案。 交流测量中,输入阻抗的不匹配引起信号反射。
电压表等效为ri//ci,是被测电路的额外负载。 为使被测电路工作状态少受影响,应具有高输入阻抗,即ri尽量大、ci尽量小。 (5)应有足够高的抗干扰能力
应采取一些抗干扰措施,如良好接地、使用短的测试线、进行屏蔽等,以减小干扰的影响。
2.电压测量仪器的分类
(1)模拟式电压表
指针式电压表:用磁电式电流表作为指示器
模拟示波器: 刻度比较
特点:模拟表----驾驶台仪表多,一目了然;高频电压表。
(2)数字式电压表
经a/d将模拟信号转换为数字信号
特点:数字表----精度高,输入阻抗高,便于与计算机联接。
图1 模拟仪器图 图2 数字仪器图