(中职)电子测量仪器与应用(第4版)项目三ppt课件.ppt
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1、(中职)电子测量仪器与应用(第中职)电子测量仪器与应用(第4版)版)项目三电子课件(工信版)项目三电子课件(工信版)目 录绪论项目一典型电信号的产生及显示项目二电信号波形参数测量项目三电信号参数测量项目四电子元器件测量使用项目五频率特性测量和频谱分析项目三 电信号参数测量电子测量仪器与应用任务目标了解电压测量的特点,电压测量对仪器的基本要求,电子电压表的分类。理解交流电压的基本参数。能画出放大-检波式和检波-放大式模拟电子电压表的组成框图,理解各组成部分的作用。了解这两类电子电压表的特点及适用范围。理解数字电压表的主要技术性能。掌握模拟电压表和数字电压表的选用原则。能正确选用和使用电子电压表进
2、行电压测量。电信号参数测量任务一:电压测量 电信号参数测量测量知识:电压测量技术测量知识:电压测量技术一、电压测量的特点一、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: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)输入阻抗高(4)电压波形的多样化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。(5)抗干扰性能工业现场测试中,存在较大的干扰任务一:电压测量 电信号参数测量测量知识:电压测量技术测量知识:电压测量技术二、二、交流电压的
3、基本参数1、峰值峰值(Up)以零电平为参考的最大电压幅值;振幅值振幅值(Um)以信号中直流分量为参考的最大电压幅值。tu(t)Vp0UmTU0图中,UP峰值,UM振幅,U0直流分量。任务一:电压测量 电信号参数测量测量知识:电压测量技术测量知识:电压测量技术二、二、交流电压的基本参数不同信号的平均值有可能相同,数学平均值定义不能唯一说明信号的特征。交流电压测量中,平均值通常指经过全波或半波整流后的波形(一般若无特指,均为全波整流)。2、平均值数学上定义为:任务一:电压测量 电信号参数测量测量知识:电压测量技术测量知识:电压测量技术二、二、交流电压的基本参数3、有效值定义:交流电压u(t)在一个
4、周期T内,通过某纯电阻负载R所产生的热量,与一个直流电压V在同一负载上产生的热量相等时,则该直流电压V的数值就表示了交流电压u(t)的有效值。任务一:电压测量 电信号参数测量测量知识:电压测量技术测量知识:电压测量技术三、电压表的用途三、电压表的用途测量对象测量对象:电压量原因原因:电子学邻域中的基本参数之一1)参数例如:频率特性u(f),谐波失真度2)电路的工作状态例如:饱和、截止、放大等3)电子设备的各种信号例如:函数信号发生器的点频信号。任务一:电压测量 电信号参数测量测量知识:电压测量技术测量知识:电压测量技术电压表的分类模拟电压表:指针式电压表,一般都采用磁电式直流电流表头作为被测电
5、压的指示器。数字电压表:把模拟电压量转换成数字量并以数字形式直接显示测量结果的一种仪表。任务一:电压测量 电信号参数测量测量知识:电压测量技术测量知识:电压测量技术模拟电压表的分类测量交流电压时,必须经过交流-直流变换器即检波器,将被测交流电压先转换成直流电压后,再进行测量。任务一:电压测量 电信号参数测量测量知识:电压测量技术测量知识:电压测量技术电压表的选择原则 根据被测电压的种类(例如:直流、交流、脉冲、噪声等)。根据被测电压的大小选择量程适宜的电压表。保证被测量电压的频率不超出电压表的频率范围。在其他条件相同的情况下,应尽量选择输入阻抗大的电压表。在测量非正弦波电压时,应根据被测电压波
6、形的特征,适当选择电压表的类型(峰值型、均值型或有效值型)。注意电压表的误差范围,以保证测量精确度的要求。任务一:电压测量 电信号参数测量测量知识:电压测量技术测量知识:电压测量技术均值电压表均值电压表属于“放大检波式”电压表优缺点:灵敏度高,性能稳定:毫伏数量级;测量频率范围窄:频率范围一般为20Hz10MHz,故又称之为视频毫伏表。任务一:电压测量 电信号参数测量测量知识:电压测量技术测量知识:电压测量技术峰值电压表属于“检波放大式”电压表优缺点:灵敏度低,稳定性差;测量频率范围宽:高频毫伏表或超高频毫伏表。任务一:电压测量 电信号参数测量测量知识:电压测量技术测量知识:电压测量技术 有效
7、值电压表有效值电压表分段逼近式有效值检波器;热电转换式有效值电压表;计算式有效值检波器;优点:表头刻度总为被测电压的有效值,而与被测电压波形无关,这也是有效值电压表的最大优点。任务一:电压测量 电信号参数测量测量知识:电压测量技术测量知识:电压测量技术四、数字电压表四、数字电压表数字电压表(DVM,DigitalVoltmeter)是把模拟电压量转换成数字量并以数字形式直接显示测量结果的一种仪表。优点:1)精确度高、测量速度快;2)输入阻抗大;3)数字显示读数准确;4)抗干扰能力和抗过载能力强;5)便于实现测量过程自动化等特点。6)在一些数字电压表中,还具有自动校零和自动转换量程等功能。任务一
8、:电压测量 电信号参数测量测量知识:电压测量技术测量知识:电压测量技术数字电压表的技术指标数字电压表的技术指标测量范围:1)量程:基本量程:无衰减或放大时的输入电压范围,由A/D转换器动态范围确定。扩展量程:通过对输入电压(按10倍)放大或衰减,可扩展为其它量程。例如:基本量程为10V的DVM,可扩展出0.1V、1V、10V、100V、1000V等五档量程;基本量程为2V或20V的DVM,可扩展出200mV、2V、20V、200V、1000V等五档量程。任务一:电压测量 电信号参数测量测量知识:电压测量技术测量知识:电压测量技术数字电压表的技术指标数字电压表的技术指标2)显示位数:完整显示位:
9、能够显示09的数字。非完整显示位:只能显示0和1(在最高位上)称为1/2显示位;只能显示05称为3/4显示位。任务一:电压测量 电信号参数测量测量知识:电压测量技术测量知识:电压测量技术数字电压表的技术指标数字电压表的技术指标例如:(1)4位DVM:具有4位完整显示位,其最大显示数字为9999。(2)4位半DVM:具有4位完整显示位,1位非完整显示位,其最大显示数字为19999。(3)3/4位DVM:具有4位完整显示为,1位非完整显示位,其最大显示数字为59999。任务一:电压测量 电信号参数测量测量知识:电压测量技术测量知识:电压测量技术数字电压表的技术指标数字电压表的技术指标3)超量程能力
10、:定义:指数字电压表能测量的最大电压超过其量程值的能力。计算公式:超量程能力=(能测量的最大电压-量程值)/量程值100%可从计数脉冲角度来考虑,显示器可显示多余脉冲则有超量程能力。DVM有无超量程能力取决于它的量程分档情况和能够显示的最大数字情况。任务一:电压测量 电信号参数测量测量知识:电压测量技术测量知识:电压测量技术数字电压表的技术指标数字电压表的技术指标例如:1、显示位数为3位完整位的数字电压表最大显示数字为999,其内部在进行模数转换时,若被测电压转换成的计数脉冲数大于999,则多出的脉冲无法被计数器显示,将溢出,既不能被测量。2、3位半DVM:最大显示数字为1999,其最高位还可
11、容纳多出的脉冲,即可进行超量程测量。任务一:电压测量 电信号参数测量测量知识:电压测量技术测量知识:电压测量技术数字电压表的技术指标数字电压表的技术指标2V量程时,最大显示数字为1999,最大测量电压为1.999V,无超量程能力;1V量程时,最大显示数字为1999,最大测量电压为1.999V,超量程能力为100%。3、3/4位DVM:最大显示数字为59999,5V量程时最大测量电压为5.9999V,超量程能力为20%。任务一:电压测量 电信号参数测量测量知识:电压测量技术测量知识:电压测量技术数字电压表的技术指标数字电压表的技术指标 分辨力:DVM能够分辨最小电压变化量的能力,反映了DVM灵敏
12、度。用每个字对应的电压值来表示,即V/字。不同的量程上能分辨的最小电压变化的能力不同,显然,在最小量程上具有最高分辨力。例如:3位半的DVM,在200mV最小量程上,可以测量的最大输入电压为199.9mV,其分辨力为0.1mV/字(即当输入电压变化0.1mV时,显示的末尾数字将变化“1个字”)。任务一:电压测量 电信号参数测量测量知识:电压测量技术测量知识:电压测量技术数字电压表的技术指标数字电压表的技术指标取决于DVM的固有误差和工作误差(使用时的附加误差,如温度等)。固有误差由两部分构成:读数误差和满度误差。测量误差任务一:电压测量 电信号参数测量测量知识:电压测量技术测量知识:电压测量技
13、术数字电压表的技术指标数字电压表的技术指标读数误差:与当前读数有关。主要包括DVM的刻度系数误差和非线性误差。满度误差:与当前读数无关,只与选用的量程有关。有时满度误差将等效为“n字”的电压量表示。当被测量(读数值)很小时,满度误差起主要作用,当被测量较大时,读数误差起主要作用。为减小满度误差的影响,应合理选择量程,以使被测量大于满量程的2/3以上。任务一:电压测量 电信号参数测量测量知识:电压测量技术测量知识:电压测量技术数字电压表的技术指标数字电压表的技术指标输入阻抗取决于输入电路(并与量程有关)。输入阻抗宜越大越好,否则将影响测量精度。对于直流DVM,输入阻抗用输入电阻表示,一般在10M
14、1000M之间。对于交流DVM,输入阻抗用输入电阻和并联电容表示,电容值一般在几十几百pF之间。输入电阻任务一:电压测量 电信号参数测量测量知识:电压测量技术测量知识:电压测量技术数字电压表的技术指标数字电压表的技术指标每秒钟完成的测量次数。它主要取决于A/D转换器的转换速度。一般低速高精度的DVM测量速度在几次/秒几十次/秒。测量速率任务一:电压测量 电信号参数测量测量知识:电压测量技术测量知识:电压测量技术数字电压表的工作原理)比较型数字电压表:把被测电压与基准电压进行比较获得被测电压的量值;测量精度高、速度快;但抗干扰能力差。任务一:电压测量 电信号参数测量测量知识:电压测量技术测量知识
15、:电压测量技术数字电压表的工作原理)积分型数字电压表:把被测电压转换为与之成比例的中间量(时间或频率),再利用计数器测量该中间量。抗干扰能力强、成本低;但转换速度慢。任务一:电压测量 电信号参数测量测量仪器:交流毫伏表测量仪器:交流毫伏表 一、一、SG2172B型交流数字毫伏表型交流数字毫伏表任务一:电压测量 电信号参数测量一、一、SG2172B型交流数字毫伏表型交流数字毫伏表任务一:电压测量 SG2172B型数字毫伏表的操作使用电源开关电源开关通道通道1 1通道通道2 2显示窗口显示窗口手动指示手动指示量程指示量程指示电压单位电压单位量程切换量程切换手动自动切换手动自动切换通道切换通道切换自
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