電子測(cè)量技術(shù)課chapter4-2015

1、電子測(cè)量 第 4 章 - 11. 引言引言 2. 采用模擬技術(shù)的電壓測(cè)量采用模擬技術(shù)的電壓測(cè)量 3. 采用數(shù)字技術(shù)的電壓測(cè)量采用數(shù)字技術(shù)的電壓測(cè)量 3.1 數(shù)字電壓表的基本原理數(shù)字電壓表的基本原理 3.2 數(shù)字電壓表中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字電壓表中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器 3.3 數(shù)字電壓表的技術(shù)參數(shù)數(shù)字電壓表的技術(shù)參數(shù) 4. 基于電壓測(cè)量的其他儀器基于電壓測(cè)量的其他儀器 4.1 數(shù)字萬(wàn)用表數(shù)字萬(wàn)用表 電子測(cè)量 第 4 章 - 2（a）便攜式模擬萬(wàn)用表）便攜式模擬萬(wàn)用表 （b）手持式數(shù)字萬(wàn)用表）手持式數(shù)字萬(wàn)用表 （c）臺(tái)式數(shù)字萬(wàn)用表）臺(tái)式數(shù)字萬(wàn)用表1.1 電壓測(cè)量的儀器電壓測(cè)量的儀器 電子測(cè)量 第 4 章 -

2、31.2 電壓測(cè)量的技術(shù)要求電壓測(cè)量的技術(shù)要求 （1）頻率測(cè)量的范圍）頻率測(cè)量的范圍 （2）電壓測(cè)量范圍）電壓測(cè)量范圍 （3）測(cè)量準(zhǔn)確度）測(cè)量準(zhǔn)確度 （4）分辨力）分辨力 （5）輸入阻抗）輸入阻抗 （6）抗干擾）抗干擾 （7）測(cè)量速度）測(cè)量速度 （8）自動(dòng)化和多功能）自動(dòng)化和多功能電子測(cè)量 第 4 章 - 4動(dòng)圈式檢流計(jì)的原理圖動(dòng)圈式檢流計(jì)的原理圖 直流放大器AFET源級(jí)跟隨器被測(cè)電壓模擬直流電壓表的原理框圖模擬直流電壓表的原理框圖 2 采用模擬技術(shù)的電壓測(cè)量采用模擬技術(shù)的電壓測(cè)量2.1 模擬直流電壓表模擬直流電壓表電子測(cè)量 第 4 章 - 5交流電壓幅度的三種表征方式，峰值、平均值和有效值交

3、流電壓幅度的三種表征方式，峰值、平均值和有效值（1）峰值、平均值和有效值）峰值、平均值和有效值2.2 交流電壓的表征交流電壓的表征電子測(cè)量 第 4 章 - 6 在電子測(cè)量中，平均值在電子測(cè)量中，平均值 是一個(gè)波形完整周期中所有瞬是一個(gè)波形完整周期中所有瞬時(shí)值取絕對(duì)值后的平均值，也可以認(rèn)為是全波整流之后波形時(shí)值取絕對(duì)值后的平均值，也可以認(rèn)為是全波整流之后波形的平價(jià)值，其數(shù)學(xué)定義為：的平價(jià)值，其數(shù)學(xué)定義為：U TttuTU0d1 交流電壓的有效值等同于由等效直流電壓驅(qū)動(dòng)電阻性交流電壓的有效值等同于由等效直流電壓驅(qū)動(dòng)電阻性負(fù)載所消耗的功率，定義為交流電壓在周期負(fù)載所消耗的功率，定義為交流電壓在周期T

4、內(nèi)的均方根內(nèi)的均方根值，即：值，即： TttuTU02d1電子測(cè)量 第 4 章 - 7（2）波峰因數(shù)和波形因數(shù)）波峰因數(shù)和波形因數(shù) 交流電壓的峰值、平均值和有效值之間有一定的轉(zhuǎn)換交流電壓的峰值、平均值和有效值之間有一定的轉(zhuǎn)換關(guān)系，可分別用波峰因數(shù)或波形因數(shù)來(lái)表示。關(guān)系，可分別用波峰因數(shù)或波形因數(shù)來(lái)表示。 波峰因數(shù)定義為交流電壓的峰值與有效值之比，即：波峰因數(shù)定義為交流電壓的峰值與有效值之比，即：UUKPP 波形因數(shù)定義為交流電壓的有效值與平均值之比，即：波形因數(shù)定義為交流電壓的有效值與平均值之比，即：UUK F電子測(cè)量 第 4 章 - 8 幾種典型信號(hào)波形的波形因數(shù)和波峰因數(shù)幾種典型信號(hào)波形的

5、波形因數(shù)和波峰因數(shù)UUKF 序號(hào)名 稱波形因數(shù)波峰因數(shù)1正 弦 波1.112半波整流正弦波1.5723全波整流正弦波1.114三 角 波1.155方 波11 6脈脈 沖沖* UUKPP414. 12 414. 12 73. 13 T T注：表中脈沖信號(hào)的周期為注：表中脈沖信號(hào)的周期為T，脈寬為，脈寬為電子測(cè)量 第 4 章 - 9（3） 波形換算波形換算l 國(guó)際上一直以有效值來(lái)作為交流電壓的表征國(guó)際上一直以有效值來(lái)作為交流電壓的表征l 通常以正弦波的有效值作為電壓表的刻度通常以正弦波的有效值作為電壓表的刻度l 有效值電壓表測(cè)量非正弦波時(shí)，有效值電壓表測(cè)量非正弦波時(shí)，理論上理論上不會(huì)有波形誤差不會(huì)

6、有波形誤差l 均值電壓表或者峰值電壓表測(cè)量非正弦波的電壓，必須根均值電壓表或者峰值電壓表測(cè)量非正弦波的電壓，必須根據(jù)電壓表采用的檢波方式及電壓表的讀數(shù)，進(jìn)行必要的計(jì)算據(jù)電壓表采用的檢波方式及電壓表的讀數(shù)，進(jìn)行必要的計(jì)算才能得到真實(shí)的電壓值。才能得到真實(shí)的電壓值。 如何計(jì)算如何計(jì)算-下一節(jié)給出例題下一節(jié)給出例題電子測(cè)量 第 4 章 - 10（1） 均值電壓表均值電壓表 放大放大-檢波式交流電壓測(cè)量原理框圖檢波式交流電壓測(cè)量原理框圖2.3 模擬交流電壓表模擬交流電壓表 均值檢波器的輸出是與被測(cè)電壓的平均值成正比的，均值檢波器的輸出是與被測(cè)電壓的平均值成正比的，但均值電壓表的表盤通常是但均值電壓表的

7、表盤通常是以正弦有效值來(lái)刻度以正弦有效值來(lái)刻度的。的。 含義：以被測(cè)電壓的均值與正弦波波形因數(shù)的乘積來(lái)表示的。含義：以被測(cè)電壓的均值與正弦波波形因數(shù)的乘積來(lái)表示的。 UUKU1.11Fa正弦可變量程可變量程分壓器分壓器寬帶交流寬帶交流放大器放大器檢波器檢波器A電子測(cè)量 第 4 章 - 11例例4-2-1 使用均值電壓表分別測(cè)量正弦波、三角波和方波，電使用均值電壓表分別測(cè)量正弦波、三角波和方波，電壓表的示值均為壓表的示值均為10V，問被測(cè)電壓的有效值各是多少？，問被測(cè)電壓的有效值各是多少？解：解： 對(duì)于正弦波，不需要進(jìn)行波形換算，被測(cè)正弦信號(hào)的有效對(duì)于正弦波，不需要進(jìn)行波形換算，被測(cè)正弦信號(hào)的有

8、效值為值為10V。 對(duì)于三角波，需要進(jìn)行波形換算。根據(jù)公式對(duì)于三角波，需要進(jìn)行波形換算。根據(jù)公式(4-2-5)，被測(cè)，被測(cè)三角波的均值為：三角波的均值為：)(01. 911. 11011. 1aVUU查表，得三角波的波形因數(shù)為查表，得三角波的波形因數(shù)為1.15，因此：，因此：)(36.1001. 915. 1F三VUKU角對(duì)于方波，也需要進(jìn)行波形換算對(duì)于方波，也需要進(jìn)行波形換算:)( 1.091.1110111. 1aF方F方VUKUKU波波電子測(cè)量 第 4 章 - 12討論：討論：l 若不知道被測(cè)波形的波形因數(shù)，就無(wú)法進(jìn)行波形換算。如若不知道被測(cè)波形的波形因數(shù)，就無(wú)法進(jìn)行波形換算。如果只能以

9、均值電壓表的示值作為測(cè)量結(jié)果，此時(shí)的波形誤差可果只能以均值電壓表的示值作為測(cè)量結(jié)果，此時(shí)的波形誤差可能很大，這稱為能很大，這稱為“波形誤差波形誤差”。l 均值電壓表還存在頻率響應(yīng)誤差。放大均值電壓表還存在頻率響應(yīng)誤差。放大-檢波結(jié)構(gòu)中的放大檢波結(jié)構(gòu)中的放大器雖然能夠提高電壓表的靈敏度，但是放大器的有限帶寬和內(nèi)器雖然能夠提高電壓表的靈敏度，但是放大器的有限帶寬和內(nèi)部噪聲對(duì)于電壓表的測(cè)量頻率范圍有較大的影響。部噪聲對(duì)于電壓表的測(cè)量頻率范圍有較大的影響。 一般地，對(duì)于放大一般地，對(duì)于放大-檢波結(jié)構(gòu)的均值電壓表，頻率上限一檢波結(jié)構(gòu)的均值電壓表，頻率上限一般在幾般在幾MHz到十幾到十幾MHz。電子測(cè)量

10、第 4 章 - 13（2）峰值電壓表）峰值電壓表缺陷：直流放大器導(dǎo)致電壓表的靈敏度不能很高缺陷：直流放大器導(dǎo)致電壓表的靈敏度不能很高檢波檢波-放大式放大式 采用峰值檢波器實(shí)現(xiàn)交流采用峰值檢波器實(shí)現(xiàn)交流-直流變換功能直流變換功能 。檢波檢波放大放大檢波式檢波式 檢波器檢波器可變量程可變量程分壓器分壓器直流放直流放大器大器A檢波器檢波器衰減器衰減器斬波器斬波器A交流放交流放大器大器檢波器檢波器電子測(cè)量 第 4 章 - 14ap2UKUl 峰值電壓表也是按正弦有效值來(lái)刻度的。峰值電壓表也是按正弦有效值來(lái)刻度的。l 對(duì)于其他非正弦波，當(dāng)不能通過波峰系數(shù)進(jìn)行換算時(shí)，將帶對(duì)于其他非正弦波，當(dāng)不能通過波峰系

11、數(shù)進(jìn)行換算時(shí)，將帶來(lái)了波形誤差。來(lái)了波形誤差。l 已知被測(cè)信號(hào)波形的波峰因數(shù)為，峰值電壓表的讀數(shù)為已知被測(cè)信號(hào)波形的波峰因數(shù)為，峰值電壓表的讀數(shù)為Ua，則被測(cè)信號(hào)的有效值為：則被測(cè)信號(hào)的有效值為：電子測(cè)量 第 4 章 - 15（3） 有效值電壓表有效值電壓表2( )u t0TAu(t)Vrms隱含運(yùn)算式隱含運(yùn)算式：UtuUtuU22)(Avg)(Avg有效值檢波的方法：有效值檢波的方法：l 熱電耦變換式熱電耦變換式l 模擬計(jì)算式模擬計(jì)算式直接運(yùn)算式直接運(yùn)算式： 電子測(cè)量 第 4 章 - 16l 有效值電壓表理論上不會(huì)產(chǎn)生波形誤差有效值電壓表理論上不會(huì)產(chǎn)生波形誤差l 由于受電壓表線性工作范圍的限

12、制及帶寬限制，在測(cè)量波由于受電壓表線性工作范圍的限制及帶寬限制，在測(cè)量波峰因數(shù)較大的非正弦波時(shí)，峰因數(shù)較大的非正弦波時(shí)，存在存在波形誤差波形誤差l 有效值電壓表常采用有效值電壓表常采用放大放大-檢波式檢波式結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)l 頻率測(cè)量范圍受限于寬帶交流放大器的帶寬頻率測(cè)量范圍受限于寬帶交流放大器的帶寬。通常。通常僅頻率僅頻率范圍范圍在在幾百幾百kHz內(nèi)內(nèi)l 為了兼顧測(cè)量靈敏度和帶寬，高頻電壓表采用外差變頻的為了兼顧測(cè)量靈敏度和帶寬，高頻電壓表采用外差變頻的方法方法電子測(cè)量 第 4 章 - 17（4）電平表）電平表 1. 電平的表示形式電平的表示形式 相對(duì)電平用來(lái)表示兩個(gè)信號(hào)功率之間的比例關(guān)系。以分相對(duì)

13、電平用來(lái)表示兩個(gè)信號(hào)功率之間的比例關(guān)系。以分貝表示的相對(duì)功率電平為：貝表示的相對(duì)功率電平為：0 xlg10PP 相對(duì)功率電平（相對(duì)功率電平（dB）=相對(duì)電壓電平（相對(duì)電壓電平（dB）=0 xlg20UU 絕對(duì)功率電平（絕對(duì)功率電平（dBm）=mW1)mW(lg10 xP 絕對(duì)電壓電平絕對(duì)電壓電平 （dBu）=V775. 0)V(lg20 xU 電子測(cè)量 第 4 章 - 182.寬頻電平表寬頻電平表 寬頻 放大器 檢波器 電平 校準(zhǔn) 平衡 變量器 輸入 衰耗器 標(biāo)準(zhǔn)電平 振蕩器 輸入 電平選擇 -70 -60 -50 0 +10 輸入 阻抗選擇 R1 R2 R3 R8 電子測(cè)量 第 4 章 -

14、19采用數(shù)字技術(shù)的電壓測(cè)量采用數(shù)字技術(shù)的電壓測(cè)量3.1 數(shù)字電壓表的基本原理數(shù)字電壓表的基本原理 數(shù)字直流電壓表的原理框圖數(shù)字直流電壓表的原理框圖（1）數(shù)字直流電壓表）數(shù)字直流電壓表直流電壓直流電壓輸入調(diào)節(jié)輸入調(diào)節(jié)ADC存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器/ 輸出緩存輸出緩存顯示器顯示器被測(cè)直流電壓被測(cè)直流電壓邏輯控制電邏輯控制電路路電子測(cè)量 第 4 章 - 20若被測(cè)交流信號(hào)電壓為若被測(cè)交流信號(hào)電壓為u(t)，離散采樣值為，離散采樣值為ui，則，則NiiuNU121（2）數(shù)字交流電壓表）數(shù)字交流電壓表l 模擬檢波式：模擬檢波式：Agilent 34401Al 直接計(jì)算式：直接計(jì)算式： Agilent 34410A和

15、和34411A交流電壓交流電壓輸入調(diào)節(jié)輸入調(diào)節(jié)ADC存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器/ 輸出緩存輸出緩存顯示器顯示器檢測(cè)交流電壓檢測(cè)交流電壓邏輯控制電路邏輯控制電路有效值有效值檢波器檢波器電子測(cè)量 第 4 章 - 21Agilent 3458A支持三種真有效值交流電壓測(cè)量模式：支持三種真有效值交流電壓測(cè)量模式：l 模擬計(jì)算式：模擬計(jì)算式： 帶寬在帶寬在10Hz 至至2MHz 內(nèi)，測(cè)量準(zhǔn)確度可達(dá)內(nèi)，測(cè)量準(zhǔn)確度可達(dá)0.03%，測(cè)量速度為每秒，測(cè)量速度為每秒0.850個(gè)讀數(shù)；個(gè)讀數(shù)；l 基于隨機(jī)采樣的數(shù)值計(jì)算式：帶寬為基于隨機(jī)采樣的數(shù)值計(jì)算式：帶寬為20Hz 至至10MHz，適，適合寬帶的噪聲測(cè)量，測(cè)量速度為每秒合寬帶

16、的噪聲測(cè)量，測(cè)量速度為每秒0.02545個(gè)讀數(shù)，精度個(gè)讀數(shù)，精度僅為僅為0.1%；l 基于順序采樣（同步子采樣）的數(shù)值計(jì)算式：帶寬為基于順序采樣（同步子采樣）的數(shù)值計(jì)算式：帶寬為1Hz 至至10MHz，測(cè)量準(zhǔn)確度高達(dá)，測(cè)量準(zhǔn)確度高達(dá)0.010%，測(cè)量速度為每秒，測(cè)量速度為每秒0.850個(gè)讀數(shù)，但要求輸入是重復(fù)信號(hào)（例如不是隨機(jī)噪聲）。個(gè)讀數(shù)，但要求輸入是重復(fù)信號(hào)（例如不是隨機(jī)噪聲）。電子測(cè)量 第 4 章 - 223.2 數(shù)字電壓表中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字電壓表中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器 根據(jù)其實(shí)現(xiàn)原理分為三大類：直接型、間接型、復(fù)合型根據(jù)其實(shí)現(xiàn)原理分為三大類：直接型、間接型、復(fù)合型1. 斜坡電壓式斜坡電壓式AD

17、C2. 逐次逼近式逐次逼近式ADC3. 余數(shù)再循環(huán)式余數(shù)再循環(huán)式ADC4. 雙斜積分式雙斜積分式ADC5. 三斜積分式三斜積分式ADC6. 多斜積分式多斜積分式ADC7. 脈沖調(diào)寬式脈沖調(diào)寬式ADC電壓測(cè)量的電壓測(cè)量的ADC需要兼顧準(zhǔn)確度、測(cè)量速率、抗干擾性能等需要兼顧準(zhǔn)確度、測(cè)量速率、抗干擾性能等電子測(cè)量 第 4 章 - 231. 斜坡電壓式斜坡電壓式ADC電子測(cè)量 第 4 章 - 242. 逐次逼近式逐次逼近式ADC結(jié)論：結(jié)論：逐次逼近比較式存在量化誤差。逐次逼近比較式存在量化誤差。逐次逼近比較式的逐次逼近比較式的A/D變換能兼顧速度、精度和成本三個(gè)變換能兼顧速度、精度和成本三個(gè)方面的要求

18、。方面的要求。電子測(cè)量 第 4 章 - 253. 余數(shù)再循環(huán)式余數(shù)再循環(huán)式ADCl 三種模式：自動(dòng)調(diào)零模式、比較模式、余數(shù)存貯模三種模式：自動(dòng)調(diào)零模式、比較模式、余數(shù)存貯模式式l 測(cè)量結(jié)果測(cè)量結(jié)果計(jì)算公式：計(jì)算公式：51611rro216jiijijbUUUl 特點(diǎn)：特點(diǎn)：增加循環(huán)的次數(shù)，就可以提高測(cè)量的分辨力增加循環(huán)的次數(shù)，就可以提高測(cè)量的分辨力 Fluke 8840A 余數(shù)再循環(huán)式ADC 5位的顯示位數(shù) 直流電壓準(zhǔn)確度達(dá)0.005電子測(cè)量 第 4 章 - 26顯示器顯示器十進(jìn)制計(jì)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器數(shù)器閘閘門門邏輯控制電路邏輯控制電路A1A2時(shí)鐘時(shí)鐘RS1S2C-UxUrefUo4. 4. 雙斜積

19、分式雙斜積分式ADC 在一次測(cè)量過程中，用同一積分器先后進(jìn)行兩次積分。在一次測(cè)量過程中，用同一積分器先后進(jìn)行兩次積分。電子測(cè)量 第 4 章 - 27相關(guān)的工作波形圖：相關(guān)的工作波形圖： T1T2T2t2t1t3UomUomUoUxUxt定時(shí)積分時(shí)間定時(shí)積分時(shí)間計(jì)數(shù)值計(jì)數(shù)值N1定值積分時(shí)間定值積分時(shí)間計(jì)數(shù)值計(jì)數(shù)值N20在定時(shí)積分時(shí)間在定時(shí)積分時(shí)間T1內(nèi)內(nèi)，x1x21d1URCTtURCUttom在定值積分時(shí)間在定值積分時(shí)間T2內(nèi)內(nèi)，0d1ref2omrefomo32URCTUtURCUUtt電子測(cè)量 第 4 章 - 28因此，因此，ref2omURCTUref12xUTTU由于由于T1=N1T0

20、，T2=N2T0ref12xUNNU 在被測(cè)電壓受到串模干擾電壓在被測(cè)電壓受到串模干擾電壓Usm的干擾時(shí)，的干擾時(shí)，ADC的輸?shù)妮斎腚妷簽椋喝腚妷簽椋?(smxUUux則，則，x1xomd121uRCTtuRCUtt結(jié)論結(jié)論 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確度高、靈敏度高、抑制干擾能力強(qiáng)、造價(jià)低轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確度高、靈敏度高、抑制干擾能力強(qiáng)、造價(jià)低 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)換速度比較低轉(zhuǎn)換速度比較低，對(duì)積分線性度要求高等，對(duì)積分線性度要求高等電子測(cè)量 第 4 章 - 295三斜積分式三斜積分式ADCT1T21T22UomUoUxtUT0第一個(gè)積分階段所用時(shí)間第一個(gè)積分階段所用時(shí)間：T1=N1T0反向積分分為兩個(gè)子階段反向積

21、分分為兩個(gè)子階段：T21=N21T0，T22=N22T00d1d1d122211refrefxTTTtkURCtURCtURCref12221xUkNNkNU可得可得Uref Uref/k 電子測(cè)量 第 4 章 - 30222221xx1NNkNUUref12221xUkNNkNUl 三斜積分式三斜積分式ADC的計(jì)數(shù)誤差明顯減小，類似于內(nèi)插擴(kuò)展法；的計(jì)數(shù)誤差明顯減小，類似于內(nèi)插擴(kuò)展法；l 在考慮達(dá)到同樣的顯示位數(shù)和計(jì)數(shù)誤差條件下，三斜積分式在考慮達(dá)到同樣的顯示位數(shù)和計(jì)數(shù)誤差條件下，三斜積分式測(cè)量速度提高了很多。測(cè)量速度提高了很多。誤差分析：誤差分析： 電子測(cè)量 第 4 章 - 316多斜積分式

22、多斜積分式ADC工作過程分為兩個(gè)大的階段：定時(shí)積分階段、比較階段工作過程分為兩個(gè)大的階段：定時(shí)積分階段、比較階段電子測(cè)量 第 4 章 - 327脈沖調(diào)寬式脈沖調(diào)寬式ADC優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：l 克服雙斜積分式克服雙斜積分式ADC中積分器的動(dòng)態(tài)范圍問題中積分器的動(dòng)態(tài)范圍問題l 抗串模干擾能力抗串模干擾能力 - Ts為干擾信號(hào)周期的整數(shù)倍l 實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)電壓的連續(xù)測(cè)量實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)電壓的連續(xù)測(cè)量l 為被測(cè)信號(hào)源提供穩(wěn)定的負(fù)載為被測(cè)信號(hào)源提供穩(wěn)定的負(fù)載電子測(cè)量 第 4 章 - 33時(shí)間波形圖時(shí)間波形圖電子測(cè)量 第 4 章 - 34 按照電荷平衡原理，在方波的一個(gè)周期內(nèi)，積分電容器凈得按照電荷平衡原理，在方波的一個(gè)

23、周期內(nèi)，積分電容器凈得電荷量為零：電荷量為零：0d )(1d1d121210r20r20i1tUCRtUCRtUCRTTTT0)(22r21r211iCRTUCRTUTTCRUrs12iUTTTU)2(2s2sriTTTUU電子測(cè)量 第 4 章 - 353.3 數(shù)字電壓表的技術(shù)參數(shù)數(shù)字電壓表的技術(shù)參數(shù)（1）測(cè)量范圍）測(cè)量范圍1. 量程量程 nV-kV2. 顯示位數(shù)及超量程能力顯示位數(shù)及超量程能力只能夠顯示只能夠顯示0和和1兩個(gè)數(shù)碼的那些位兩個(gè)數(shù)碼的那些位-1/2位位能夠顯示能夠顯示0到到9十個(gè)數(shù)碼的那些位十個(gè)數(shù)碼的那些位-完整顯示位完整顯示位電子測(cè)量 第 4 章 - 36*基本量程為基本量程為

24、1或或10V時(shí)，時(shí)， 表示具有超量程能力。表示具有超量程能力。21n例例10V，4位位DVM，最大為，最大為9.999V，無(wú)超量程能力；而，無(wú)超量程能力；而最大為最大為19.999V，則具有超量程能力，為，則具有超量程能力，為 位。位。214*基本量程為基本量程為2V或或20V等，最大顯示為等，最大顯示為1.9999V或或19.999V時(shí)時(shí),我們說(shuō)它為我們說(shuō)它為 位，但無(wú)超量程能力。位，但無(wú)超量程能力。214超量程能力用超過量程的百分?jǐn)?shù)表示。超量程能力用超過量程的百分?jǐn)?shù)表示。例如例如9999 19999，稱為超，稱為超100%。電子測(cè)量 第 4 章 - 37（2）分辨力和靈敏度）分辨力和靈敏度

25、指出最低電壓量程上末位指出最低電壓量程上末位1個(gè)字所對(duì)應(yīng)的電壓值個(gè)字所對(duì)應(yīng)的電壓值例如，最小量程為例如，最小量程為0.100000V，則末位變一個(gè)字為，則末位變一個(gè)字為1 V，則分辨力為則分辨力為1 V。（3）測(cè)量誤差和準(zhǔn)確度）測(cè)量誤差和準(zhǔn)確度DVM的測(cè)量誤差有固有誤差、附加誤差等。的測(cè)量誤差有固有誤差、附加誤差等。固有誤差：固有誤差：mx%UUU字nUUx%電子測(cè)量 第 4 章 - 38輸入阻抗和輸入零電流的附加誤差：輸入阻抗和輸入零電流的附加誤差：電子測(cè)量 第 4 章 - 39 設(shè)被測(cè)信號(hào)源為設(shè)被測(cè)信號(hào)源為U0，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為R0，DVM的輸入阻抗為的輸入阻抗為Ri，零，零電流為電流為I0

26、，則由于輸入阻抗和輸入零電流產(chǎn)生的附加誤差分，則由于輸入阻抗和輸入零電流產(chǎn)生的附加誤差分別為：別為：i00i0 xxiRRRRRUURx00 xx0URIUUI環(huán)境溫度變化引起的誤差環(huán)境溫度變化引起的誤差CUU/%0001. 0%0001. 0mx電子測(cè)量 第 4 章 - 40（4）輸入阻抗）輸入阻抗低電平輸入低電平輸入 幾千幾千M 高電平測(cè)量高電平測(cè)量 10M上下上下 （5）測(cè)量速度）測(cè)量速度定義：定義：指每秒鐘對(duì)被測(cè)電壓的測(cè)量次數(shù)指每秒鐘對(duì)被測(cè)電壓的測(cè)量次數(shù)。單位單位：“次次/s” 或者或者“讀數(shù)讀數(shù)/s”主要取決于主要取決于A/D變換器的變換速度變換器的變換速度電子測(cè)量 第 4 章 -

27、41（6）抗干擾能力）抗干擾能力 兩類基本干擾：串模干擾、共模干擾兩類基本干擾：串模干擾、共模干擾 表征：串模抑制比（表征：串模抑制比（SMRR）、共模抑制比（）、共模抑制比（CMRR） 1. 串模干擾與串模抑制比串模干擾與串模抑制比 smlg20dBSMRRUUsm-串模干擾電壓峰值串模干擾電壓峰值 -由由Usm所造成的最大顯示誤差所造成的最大顯示誤差 Usm Ux + - Rs 高端 低端 DVM 電子測(cè)量 第 4 章 - 422. 共模干擾與共模抑制比共模干擾與共模抑制比 Usm Vx + - Rs 高端 低端 DVM Ucm Zi Rl1 Rl2 Ucm Rl1 Rl2 Zi Z2 Z1 I1 I2 共模干擾及其等效電路共模干擾及其等效電路 電子測(cè)量 第 4 章 - 43CMRR定義為： smcmlg20dBCMRRUU Ucm: 共模干擾電壓峰值； Usm: 由共模干擾電壓轉(zhuǎn)化成的串模干擾電壓峰值 若不計(jì)I1對(duì)DVM高端的影響，則Usm=I2Rl2，而2cm2l2cm2/ZUZRUI則：l22lg20dBCMRRRZ電子測(cè)量 第 4 章 - 44 4.1 數(shù)字萬(wàn)用表（數(shù)字萬(wàn)用表（DMM ） AC/DC 變換器 電流