电压测量法的基本原理

电压测量法的基本原理

电路正常工作时，电路中各点的工作电压都有一个相对稳定的正常值或动态变化 的范围。

如果电路中出现开路故障、短路故障或元器件性能参数发生改变时，该电路 中的工作电压也会跟

着发生改变。所以电压测量法就能通过检测电路中某些关键点的 工作电压有或者没有、偏大或偏

小、动态变化是否正常，然后根据不同的故障现象， 结合电路的工作原理进行分析找出故障的原

因。

1

．电源电压的检测。电源是电路正常工作的必要条件，所以当电路出现故障时， 应首先检

测电源部分。如果电源电压不正常，应重点检查电源电路和负载电路是否存 在开路或短路故障。

在通常情况下，如果电源部分有开路故障，电四岁宝宝睡前故事 源就没有电压输 出；如果负载出现开路故障，电源

电压就会升高；如果负载出现短路故障，电源电压 会降低，甚至引发火灾；对开关电源，还应着党员必读42本书

重检查保护电路是否正常。

2

．三极管工作电压的检测。通过检测三极管各极的电位．根据三极管在电路中的 工作状态

进行分析就能找出故障原因。所以在分析和检测前首先必须掌握各种电路的 工作原理．了解被测

三极管的工作状态。

3

．集成电路工作电压的检测。通过检测集成电路各引脚的电压，然后把检测结果 与正常值

进行对比就能初步判断集成电路本身、该集成电路的相关电路或外围元件是 否存在故障。应着重

检测电源、时钟、信号的输入输出等引脚的电压。

4

．电路中某些动态电压的检测。在收音机、电视机、录像机影碟机等设备中，其 各引脚的

电压都会根据不同情况发生动态变化。通过检测这些电压的动态变化，就能 快速找出故障原因。

使用电压测量法的注意事项

1 J

．使用电压测量法检测电路时。必须先了解被测电路的情况、被测电 土的种

类、被测电压的高低范围，然后根据实际情况合理选择测量设备 例如万用表 的挡

位。以防止烧毁测试仪表。

（ ）

2

．测量前必须分清被测电压是交流还是直流电压，确保万用表红表笔接电位高的 测试点，

黑表笔接电位低的测试点，防止因指针反向偏转而损坏电表。

3

．使用电压测量法时要注意防止触电，确保人身安全。测量时人体不要接触 表笔的金

属部分。具体操作时，一般先把黑表笔固定。然后用单手拿着红表笔进行测 量。

电压测量的重要性

电压测量是电测量与非电测量的基础； 电测量中，许多电量的测量可以转化为电压测量： 表

征电信号能量的三个基本参数：电压、电流、功率 其中：电流、功率——〉电压，再进行

测量 电路工作状态：

饱和与截止，线性度、失真度——〉电压表征 非电测量中，物理量——〉电压信号，再进

行测量 如：温度、压力、振动、（加）速度

电压测量的特点

110H

频率范围广：零频（直流）〜

9

Z

低频：批次线 以下；高频（射频）： 以上。

1MHz 1MHz

2. （）

测量范围宽 幅度

微弱信号 心电医学信号、地震波等 纳伏级（

:,10

-9

V

）；

超高压信号：电力系统中，数百千伏。

3.

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。

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

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。

5.

测量精度的要求差异很大

-1-9

1010

至

。

6.

测量速度的要求差异很大

静态测量：直流（慢变化信号） 几次秒

,/ ;

动态测量：高速瞬变信号 数亿次秒（几百 ）

,/ MHz

精度与速度存在矛盾，应根据需要而定。

7.

抗干扰性能

工业现场测试中，存在较大的干扰。

电压测量的方法和分类

.

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。

2

） 数环保是什么意思 字化直流电压测量方法

模拟直流电压 〉转换器〉数字量 〉数字显示（直观）

--A/D ----

——数字电压表（ ），数字多用表（ ）。

DVM DMM

3

）交流板上钉钉 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 〉转换器〉数字量 〉数字

----A/D ----

显示

——（）的扩展功能。

DVM DMM

4

）基于采样的交流电压测量方法

交流电压 〉转换器〉瞬时采样值 〉计算，如有效值

--A/D --u（k） --

式中，为的一个周期内的采样点数。

Nu（t）

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 电压测量的方法和分类 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。

--

2

） 数字化直流电压测量方法

模拟直流电压 〉转换器〉数字量〉数字显示（直观） ——数字电压表（ ），

--A/D ----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 〉转换器〉数字量 〉数字

----A/D ----

显示

——（）的扩展功能。

DVM DMM

4

）基于采样的交流电压测量方法

交流电压 〉转换器〉瞬时采样值 〉计算，如有效值

--A/D --u（k） --

式中，为的一个周期内的采样点数。

Nu（t）

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

------

直流电压测量电路的工作原理

女口图所示，直流电压表的表头内阻为 满偏电流为，因此其量程为其 值一

RgImRglm,

般在数十毫伏至数百毫伏之间。为了能够测量大于表头端电压的电压值，就要串 接适当阻值的电

阻，这个电阻叫电压表的扩程电阻，图 中的，即为扩程电阻。 但这种电压表只能用来测量

aRv

一定范围内的电压值，当要测量不同范围内的电压值时， 必须改进电路，从而产生了独立分挡式

电压表，如图 所示。为了节省元件，在图 的基础上又产生了串联抽头式电压表。

b d

如图所示，直流电压表的 表头内阻为满偏电流为，因此其量程为其 值一般在

RgImRglm,

数十毫伏至数百毫伏之间。为了能够测量大于表头端电压的电压值，就要串 接适当阻值的电阻，

这个电阻叫电压表的扩程电阻，图 中的，即为扩程电阻。 但这种电压表只能用来测量一定

aRv

范围内的电压值，当要测量不同范围内的电压值时， 必须改进电路，从而产生了独立分挡式电压

表，如图 所示。为了节省元件，在图 的基础上又产生了串联抽头式电压表，其低电压挡倍

b d

率电阻是高电压挡倍率电阻的抽 头，如图 所示。（倍率电阻：就是将一定的电压通过该电阻

c

转换成所需要另一个电 压的电阻，又称为分压电阻。如：将 的电压通过倍率电阻分压后

1000V

得到 的 测试电压）。为了避免低压挡测量低电压时，影响测量结果的准确性，又对电路加

100V

以 改进，从而产生了混合式直流电压表，如图 所示

d

PG

匕 ------ g --------

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图直流电压测量原理

abcd

）简单直流电压表）独立分挡式直流电压表）串联抽头式的电压表）混合式 直流电压

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