如何测量电压？

电压的几种测量方法：

1、 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。

间按测量是先对各间按参量进行直接测量,再将测得的数值代入公式,通过计算得到待测参量。

2、测量电压的仪器一般有电压表、示波器、交流毫伏表等。

电压表可以用来测量直流电压、低频交流电压,其测量方法简便,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信号。

交流毫伏表用于交流信号大小的测量。

3、电表法模拟式直流电压测量

动圈式电压表

图1是动圈式电压表示意图。图中虚框内为一直流动围式高灵敏度电流表,内阻为Re,满偏电流(或满度电流)为Im,若作为直流电压表,满度电压

另外增加了电阻,继而增加了三个电压量程

图1

电子电压表

电子电压表中,通常使用高输入阻抗的场效应管(FET)源极跟随器或真空三极管阴极跟随器以提高电压表输入阻抗,后接放大器以提高电压表灵敏度,当需要测量高直流电压时,输入端按入分压电路。分压电路的接入将使输入电阻有所降低,但只要分压电阻取值较大,仍然可以使输入电阻较动图式电压表大得多。图2是这种电子电压表的示意图。图中由于FET源极跟随器输入电阻很大(几百MΩ以上),因此由Ux测量端看进去的输入电阻基本上由RO, R1…等串联决定,通常使它们的串联和大于10MΩ以满足高输入阻抗的要求。同时,在这种结构下,电压表的输入阻抗基本上是个常量,与量程无关。

图2

4、 电表法交流电压的测量

测量交流电压大小的仪表统称交流电压表。交流电压表分为模拟式电压表与数字式电压表两大类,模拟式电压表是先将交流电压经过检波器转换成直流电压后推动微安表头,由表头指针指示出被测电压的大小。检波器有三种类型,分别是平均值检波器、峰值检波器、有效值检波器,故电压表有三种类型,分别是平均值电压表、峰值电压表、有效值电压表。

平均值电压表

平均值电压表的基本原理方框图

先对被测电压进行放大,然后检波,最后由表头指示。这种构成方案的均值电压表的工作频率范围主要受放大器带宽的限制,而灵敏度受放大器噪声的限制,所以当测量小信号时,容易淹没到放大器的噪声中。因此主要用于低频和高频信号的测量,如高频毫伏表。

峰值电压表

▶ 峰值检波器

串联式峰值检波器

▶ 峰值电压表原理

在表的输入端输入不同幅度的标准正弦波,而在表头的对应位置上刻度该正弦波的有效值。故利用峰值电压表测量纯正弦波时读数为该被测电压的有效值;而测量非正弦波电压时,读数没有实际意义,但可根据读数求得被测电压的峰值。

有效值电压表

有效值的物理意义是:交流电压一个周期内,在一纯电阻负载中所产生的热量与另一直流电压在同样情况下产生的热量相等时,这个直流电压的值就是该交流电压的有效值

▶ 热电偶式电压表

两种不同导体的两端相互连接在一起,组成一个热电偶,当两节点处温度不同时,回路中将产生电动势,从而形成电流,这一现象称为热电效应,所产生的电动势称为热电动势。

5、示波器测电压

▶ 直接测量法

所谓直按测量法,就是直接从屏幕上量出被测电压波形的高度,然后换算成电压值。定量测试电压时,一般把Y轴灵敏度开关的微调旋钮转至"校准"位置上,这样,就可以从"V/div"的指示值和被测信号占取的纵轴坐标值直接计算被测电压值。所以,直接测量法又称为标尺法。

▶ 比较测量法

比较测量法就是用已知的标准电压波形与被测电压波形进行比较求得被测电压值。

6、电压互感器测电压

电压互感器和变压器很相像,电压互感器变换电压的目的,主要是用来给测量仪表测量,用来测量线路的电压、功率和电能。

7、霍尔电压传感器测电压

变频电压在控制领域通常采用霍尔电压传感器测量,在高精度计量领域一般采用变频功率传感器测量。