数字电压表应用

十进制数码方式； 分段式； 矩阵式。
5. 数字电压表的主要技术参数
(1) 测量范围和量程
基本量程——误差最小的量程(被测量在表内
• 多量程的划分
不经放大和衰减)；
非基本量程——基本量程以外的量程；
• 各量程的测量范围、误差大小； • 超量程能力； • 量程切换方式
(2) 分辨力 指DVM能够读取的被测电压的最小变化值，或显示器
1956：电压-时间 (V/T)式；
1961：全晶体管式逐次逼近比较式；
1966：双斜积分式。
(2) 高准确度阶段——复合型A/D-C原理，显示位数达八位，
准确度百万分之几。
1971：三次采样积分式(日本TR6567)；
1973：两次采样电感分压比较型(英国SM-215)；
(3) 智能化阶段——内嵌 P 的DVM，除完成原有DVM功能外，
还能自校、自检，完成数据处理自动化和可 编程，通过标准接口组成自动测试系统。
代表的产品有Fluke、 Datron、 Solartron等公司的产品。
三 、数字电压表的一般结构
1. 数字电压表的通用框图
被测频率
被测量x
(U,I,P, R,L,C...)
被测相位
x/ f -C x/ V -C x/P-C
• 结构复杂； 成本高； 线路复杂； 专业维修；
题2：数字电压表的主要 特点准确度高，输入阻抗 高，测量范围宽，灵敏度 高，测量速度快，读数清 晰直观。
二、数字仪表的发展过程
(1) 数字化阶段——50~60年代中期，运用各种原理实现A/D转换，
从而实现仪表数字化，显示位数3
2 1
~
5
2 1
1952：第一台DVM问世，电子管司服比较式；
模拟电路 标准电压源
输入 输入 电路
A/D 转换
数字电路
电子 计数器
数字 显示器
逻辑控制电路
输入电路包括衰减器、前置放大器、切换开关等。 为增强电表功能，数字电路中还可包含微处理器。
题3：数字电压表输入电 路包括衰减器、前置放大 器、切换开关等
3. 数字电压表的电源
中高档DVM——AC220V交流电源供电； • 保证电能消耗； • 对便携性要求不高；
题5：数字电压表的测量 速度指在单位时间内， 仪表以规定的准确度完 成的最大测量次数。它 主要取决于A/D转换速度 和运放响应时间。
A/D转换器
分类：逐次逼近式； 间接式 ： 双斜积分式； 压频转换式； 复合式；
特点： 直接比较式：转换速度快；
抗干扰性差： 间接式：转换速度慢；
抗干扰性强；
主要技术特性： • 量化误差； • 模拟误差；
末位跳一个字所需的输入电压值。
(3) 抗干扰能力
SMRR
20
log
显串示模值干产扰生电的压最的大峰误值差
CMRR
20
log
显共示模值干产扰生电的压最的大峰误值差
(4) 输入阻抗 输入阻抗指DVM在工作状态下，从输入端看进去的输入
电路的等效电阻。
DVM在基本量程的输入电阻可达10G，对于非基本量程， 由于使用了分压器，一般为10M 。
V/f-C V/P-C V/T-C
/ T-C
(P为脉冲数；V为直流电压；)
T/P-C
频率计 计数器 存储器 译码器 显示器
被测量直流电压频率——V/F式DVM； 被测量直流电压时间间隔——V/T式DVM； 被测量直流电压脉冲数码频率——反馈比较式DVM
仪表核心：直流电压的测量
2. 直流数字电压表框图
一、数字电压表的特点 • 准确度高——电压可达10-6数量级；一般的DVM很容易达到10-4 •输入阻抗高——DVM的输入阻抗一般都达到100兆欧； •测量范围宽
•灵敏度高——DVM的分辨率可达0.01V；
•测量速度快 •读数清晰，直观方便 •测量过程自动化——极性判断；量限切换；自动校零…； •可组成测试系统；
技术指标：
• 12bits • 非线性误差：1/2LSB;
AD574的单极性接法
(5) 显示位数 DVM的显示位数是以完整的显示数字的多少来确定的。
0000~1999——3
1 2
位;
0000~8999——3 1 位 2
0000~9ຫໍສະໝຸດ Baidu99——4位
(6) 测量速度
测量速度指在单位时间内，仪表以规定的准确度完成的 最大测量次数。它主要取决于A/D转换速度和运放响应时间。
(7) 误差的表示 (a%Vn b%VM )
小型手持式DMM——电池供电 • 无电源线，提高了共、串模抑制比； • 液晶显示，CMOS芯片保证了低功耗；
4.数字电压表的显示
显示器的种类：辉光数码管、荧光数码管、磷光体数码管、 发光二极管、等离子体数字显示器、液晶显示器
显示方式：十进制数码方式； 分段式； 矩阵式。
题4：数字电压表的显示 方式：
…；
• 数字多用表(DMM)； • 校准器(Calibrator)； • 直流电压参考(DCV Reference)； • 热电转换标准(Thermal Transfer
Standard)
• 数字温度表； • 数字转速表； • 数字位移表；…
题1、数字电压表是将被 测对象离散化，数据处 理后以数字形式显示的 仪表。
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数字电压表的应用
概述 A/D转换器 直流数字电压表及其功能扩展
概述
数字电压表是将被测对象离散化，数据处理后以数字形式显 示的仪表。数字电压表在原理、结构、测量方法上完全不同于模 拟式仪表。
随着半导体技术和计算机技术的发展，数字仪表迅速发展。
数字电压表的种类
• 数字电压表(DVM)； • 数字电流表； • 数字电阻表； • 数字功率表； • 数字电能表； • 数字电桥；
偏移误差； 增益误差； 非线性误差； • 转换时间；
偏移误差 增益误差 非线性误差
题6：数字表A/D转换器的 分类：
逐次逼近式； 间接式 ： 双斜积分式； 压频转换式； 复合式；
一 、逐次逼近式A/D转换器 基于电位差计原理。
D/A转换
标准电压源
输入
比较器 输入电路
数码寄存器 脉冲分配器
译码显示器
时钟
比较器：鉴别电压幅值 脉冲分配器：将时钟脉冲变成按时间分布的节拍脉冲；
数码寄存器：用来暂时存放与被测信号大小相对应的数码； D/A转换器：用来产生一系列步进基准电压； 基准电压源：用来作为基准电压的片内参考电压；
举例: AD574
DIP28脚芯片， 片内：A/D转换；
转换控制； 时钟； 总线接口；