电子电压表

2020-08-27

简介

编辑
电子电压表(又称交流毫伏表)一般是指模拟式电压表。它是一种电子电路中常用的测量仪表,采用磁电式表头作为指示器,属于指针式仪表。电子电压表,不仅可以测量交流电压,而且还可以用作为一个宽频带、低噪声、高增益的放大器。
一般电子电压表都由放大和检波两大部分组成。它们主要由衰减器、交流电压放大器、检波器整流电源四部分组成。[1]
电子电压表主要用于测量各种高、低频信号电压,它是电子测量中使用最广泛的仪器之一。

工作原理

编辑
被测电压先经衰减器衰减到适宜交流放大器输入的数值,再经交流电压放大器放大,最后经检波器检波,得到直流电压,由表头指示数值的大小。
电子电压表表头指针的偏转角正比于被测电压的平均值,而面板却是按正弦交流电压有效值进行刻度的,因此电子电压表只能用以测量正弦交流电压的有效值。当测量非正弦交流电压时,电子电压表的读数没有直接的意义,只有把该读数除以1.11(正弦交流电压的波形系数),才能得到被测电压的平均值。[2]

优点

编辑
电子电压表与普通万用表相比较,具有以下优点:
(1)输入阻抗高。一般输入电阻为500 kΩ~1 MΩ。仪表接入被测电路后,对电路的影响小。
(2)频率范围宽。适用于20 Hz~2 MHz(但不能测直流信号)。
(3)灵敏度高。最低电压可测到微伏级。
(4)电压测量范围广。仪表的量程分挡可从100μV~300 V。[1]

分类

编辑
按照工作原理和读数方式的不同,电子电压表可分为模拟式电压表和数字式电压表两种类型。
1.模拟式电压表
模拟式电压表一般是指指针式电压表,它把被测电压加到磁电式电流表,转换成指针偏转角度口的大小来量度。测量直流电压时,可直接或经放大或经衰减后变成一定量的直流电流驱动直流表头的指针偏转指示。测量交流电压时,必须经过AC/DC转换器即检波器,将被测交流电压先转换成与之成比例的直流电压后,再进行直流电压的测量。依据不同的分类方式,模拟式电压表又有多种类型。
(1)依据不同的工作频率,模拟式电压表可以分为超低频(1kHz以下)电压表、低频(1MHz以下)电压表、视频(30MHz以下)电压表、高频或射频(300MHz以下)电压表和超高频(300MHz以上)电压表。
(2)依据测量电压量级的不同,模拟式电压表可以分为基本量程为V量级的电压表和基本量程为mV量级的毫伏表。
(3)依据不同的检波方式,模拟式电压表可以分为均值电压表、有效值电压表和峰值电压表。
(4)依据电路组成形式的不同,模拟式电压表又可以分为检波-放大式电压表、放大-检波式电压表和外差式电压表三种类型。
2.数字式电压表
数字式电压表将被测电压的数值通过数字技术,转换成数字量,然后以十进制数字显示被测量电压值。数字式电压表以A/D转换器作为测量机构,用数字显示器显示测量结果。测量交流电压及其他电参量的数字式电压表必须在A/D转换器之前对被测电参量进行转换处理,将被测电参量变换成直流电压。
数字式电压表按照测量对象的不同,可以分为直流数字式电压表和交流数字式电压表。直流数字式电压表按照A/D转换器方式的不同,又可以分为比较型、积分型和复合型三类。交流数字式电压表按照AC/DC转换原理的不同,又可以分为峰值型、平均值型和有效值型三类。
数字式电压表采用数字形式输出直观显示测量结果,除了具有测量准确度高、速度快、输入阻抗大、过载能力强、抗干扰能力强和分辨力高等优点外,还便于和计算机及其他设备组成自动测试仪器和系统,在电压测量中也占据了越来越重要的地位。[2]

性能指标

编辑
电子电压表的性能指标主要有以下几项。
(1)工作频率范围。此范围指电子电压表按规定的准确度进行测量的频率范围。这个范围的大小与电子电压表的电路结构有密切的关系,不同类型的电压表具有不同的工作频率范围,因此必须根据被测信号的频率范围选用适当的电子电压表。
(2)灵敏度和量程。量程是指电子电压表可以测量的电压范围;灵敏度则是指量程的下限。
(3)准确度和工作误差。电子电压表的准确度通常由基本误差、频率附加误差、温度附加误差等系统误差来表征。不同类型的电子电压表的准确度是不同的。一般的,电子电压表的基本误差为±2%左右。
(4)输入阻抗。输入阻抗指输入电阻Ri和输入电容Ci的并联值。输入阻抗的大小对测量电压的准确度有很大影响,我们希望足越大越好;Ci越小越好。在具体应用时,常采用衰减探头来提高输入阻抗。[3]

使用方法

编辑
(1)机械调零:仪表接通电源前,应先检查指针是否在零点。如不在零点,应调节机械调零螺丝,使指针位于零点。
(2)仪表在使用前,应先通电预热20分钟,中间不使用时亦不要停电,以免影响稳定性。
(3)当仪表输入端连线开路时,由于外界感应信号可能使指针偏转超量限而损坏表头,因此,在测量完毕后,应将测试线两端短接。
(4)正确选择量程:应按被测电压的大小选择合适的量程,使仪表指针偏转至满刻度的1/3以上区域,如果事先不知被测电压的大致数值,应先将量程开关置于大量程,然后再逐步减小量程。
(5)正确读数:根据量程开关的位置,按对应的刻度线读数。


分享