电压测量的基本方法
发布时间:2012-11-28
采用电子技术的测量方法对电子学领域中的各种物理量进行测量,称作电子测量。电子测量所使用的仪器、仪表设备称电子测量仪器。电子测量以电子技术理论为依据,电子测量仪器为工具,进行元器件和电路参数的测量、信号特性的测量、功率的测量等。其中电压测量的方法一般分为直接测量法和间接测量法两种。直接测量法在测量过程中,能从仪器、仪表上直接读出被测参量的波形或数值;间接测量是先对各间接参量进行直接测量,再将侧得的数值代入公式,通过计算得到待测参量。
电压测量获得的数据,因测量仪器、测量方法、测量环境、人为因素等影响,测量结果往作偏离真实数恒,产生测量误差。测量电压可以使用电压表、示波器、交流毫伏表等测量仪器。电压表可以用来测量直流电压、低频交流电压,其测旦方法简便,精度较高,是测量电压的基本方法;示波器测量法可以测量所有的电压佰号;交流毫伏表是用于刘交流信号大小的测量。
电子电路中的电压与电工电路中的电压百所不同,相比较而言.电子电路中的电压具有如下特点:
(1)频率范围宽。电路电子中电压的频率可以从直流到几百兆赫甚至更高的频率延国内变化。要测量如此大的频率变化范闹的电压信号,一般的电工仪表是无法胜任的。
(2)电压波形各异。电子电路中的电压有直流、正弦波形、三角波形、锯齿波形、脉对波形等多种波形,而一般的电压表是以正弦波电压有效值的大小来标示到度的。冈此,从测量仪表直接获得的非正弦电压值,一般误差较大,斋加以校正。
(3)电路阻抗高。电子电路通常为高阻抗电路,所以,为了避免测量仪表对被测电路产生影响,仪表应具有较高的输入阻抗。对于高频信号的测量,还要求测量仪表具有较小的输入电容。
(4)电压幅度宽。电子电路中的电压值范围较宽,从微伏级到几百伏甚至几千伏,测量时需要有合适量程的仪器与之相适应。
根据电子电路中电压信号的特点,测量时一定要做到灵活、正确地选用仪器仪表,正确地进行电压参数的测量。 测量得到的结果往往都是近似值。例如,用电压表测电压时,指针的位置如图1—2所示,此时电压读数可读成27.5v。很明显,2、7两个数字是准确的,称为准确数字;而末位的数字5则是根据指针在标尺的最小分格中的位置估计出来的,是不准确数字,称为欠准数字。
准确数字和欠准数字在测量结果中都是不可缺少的,统称为有效数字。即从左边第一个非零的数字到右边最后一个非零数字所包含的数字。有效数字不但包含了被测参量的大小,也确定了测量的精度。在测试中,记录数据时读数应保留一位欠准数字,超过一位欠准数字的估计数字是没有意义的。例如,如果将图I—2所示的电压读数读为27.51v,则末位数1是毫无意义的。保留有效数字位数多少与小数点无关。如27.5和275都是三位特效数字。0在数字之间或数字之末算作有效数字,而在数字之前不算作有效数字。如5.80和5.8.两种写法表示的是同一个数值,但前者是二位有效数字,后者只有两位有效数字,反映了不同的测量精确度。
另外,大的数值与小数值要用幂的乘积形式表示。在表示误差时,一般只取—位有效数字,最多取两位有效数字;对于测量读数,在规定的精度范围以
外的那些数字,一般应按照“四舍五入”的规则进行取舍。如精度要求取n位有效数字,那么第n+1位及其以后的各位数字都应舍去。
加减运算时,各数所保留小数点后的位数,一般应与各数中小数点后位数最少的相同。乘除运算时各因子及积或商的保留位数,通常以有效数字位数最少的一项为准。
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