峰值電壓表是測量高頻電壓的儀器,也是實際應用中較多的一款,缺點有非線性,測量精準度不高,而且在噪聲的煩擾下也是難以測量微小的電壓,那么除了峰值電壓表,還有哪些可以進行測量呢?對此您是不是也有一些疑問呢?不要著急,此文章就給大家介紹兩款用于高頻小電壓測量的電壓表,快來圍觀學習吧~
1.選頻電壓表
選頻電壓表也稱為外差式電壓表或測量接收機,因為能夠測量微伏量級電壓,也常稱為微伏表。
在電壓測量當中,往往要求測量更低的電壓,而且還要求從干擾中選出所需要的信號,選用頻測量技術(shù)就可以實現(xiàn)這個要求了。
選頻測量以超外差接收原理為基礎(chǔ),下圖為選頻電壓表的簡化圖,由于式結(jié)構(gòu)具有良好的選擇性,解決了放大器增益與寬帶的矛盾,因此,選頻表具有較高的靈敏度,它的另一個特點是可以從干擾中選取有用的信號。
2.標準高頻電壓源的測量
電壓的高精度測量也是以比較測量法為基礎(chǔ)的,所以,與標準頻率源的測量一樣,需要建立各級標準電壓源。標準電池可作為直流電壓標準,所以直流電壓的測量可達到最高的測量準確度。
為了建立一個標準的高頻電壓作為標準源,以便用來校準其他高頻電壓表,一般都采用與標準直流電壓比較的方法來獲得高的準確度。目前,多利用測熱電阻來進行高精度的高頻電壓測量。
所謂測熱電阻,實質(zhì)上是一個非線性電阻,即其阻值隨通過它的電流變化而變化。利用測熱電阻的這一特性,把被測高頻電壓加到測熱電阻兩端,由于測熱電阻損耗功率而發(fā)熱,則其阻值將產(chǎn)生變化。再以一個直流電壓加到測熱電阻兩端,若檢測的阻值變化與第一次測高頻電壓時相同,則說明高頻損耗功率與直流損耗功率相等。由于直流電壓可以精確測量,從而根據(jù)電壓與功率的基本關(guān)系,就可以間接求出被測高頻電壓。
用測熱電阻測量高頻電壓的原理如下。
由于利用電橋來檢測測熱電阻阻值的變化較為靈敏和精確,故把測熱電阻接入電橋電路。目前,雙測熱電阻電橋應用比較廣泛,下圖為一個由雙測熱電阻電橋組成的高頻電壓測量裝置。電橋的測熱電阻臂由兩個串聯(lián)的測熱電阻RT構(gòu)成,高頻電壓一端接至其中點,另一端通過隔直流電容器C分別饋送至串聯(lián)的測熱電阻的兩端。這樣,對于直流電橋來說,兩個RT是串聯(lián)的;而對高頻被測電壓URF來說,兩個RT是并聯(lián)的。
測量分為兩次進行(二次電壓法):
第一次是電橋初平衡:
這時將開關(guān)扳向“DC”位置,即高頻電壓不饋至電橋,由高穩(wěn)定的直流電壓U0加到電橋一對對角。調(diào)節(jié)U0當兩個測熱電阻損耗的直流功率剛好使兩個串聯(lián)電阻RT的總阻值等于200Ω,電橋平衡時,這時的電壓U0就可以精確測得。
第二次是電橋再平衡:
這時將開關(guān)扳向“RF”,即被測高頻電壓Urp加到兩個Rr兩端。這時由于這兩個測熱電阻耍吸取高頻功率,而其阻值產(chǎn)生變化,電橋失去平衡。為了使電柄再平衡,勢必要減小直流功率,即將直流電壓減小U1。
從兩次平衡的功率關(guān)系式為:
不難求得被測高頻電壓的有效值:
這就是二次電壓法的測量全部過程。
結(jié)束:雙測熱電阻電橋被廣泛應用在各種高頻電壓標準源中,比如某國產(chǎn)D02型高頻電壓標準源,頻率范圍為10kHz~2GHz,輸出電壓范圍為0.2~2V,準確度為±1%。
順便指出,直流電壓標準通常采用標準電池、齊納管(穩(wěn)壓二極管)和約瑟夫量子電壓基準,其中,約瑟夫結(jié)陣電壓己成為當前電壓最高自然基準。
電壓表是用來對電路中的電壓進行測量的。根據(jù)測量電壓的性質(zhì)可分為直流電壓表、交流電壓表及交直流兩用電壓表;根據(jù)測量范圍又可分為伏特表、毫伏表。
常用的電壓表有磁電式、電磁式及電動式三種形式。
電壓表測量電壓時要并聯(lián)在電路中。為了使電壓表測量時不影響電路的狀態(tài),電壓表的內(nèi)阻要盡可能的大,或者說,電壓表的內(nèi)阻與負載阻抗相比要大得多。
測量電壓時應根據(jù)所測電壓的高低選擇合適的表型和量程。在對電壓表進行選型和量程的選擇時,檢測電壓的量程要大于所測量的最大電壓值,且應使指針的示值盡量靠近滿度值,一般采用滿度值的三分之二到滿度值的范圍,以減小誤差。
使用方法及注意事項
( 1 )一定要使電壓表與被測電路的兩端相并聯(lián)。
(2 )電壓表量程要大于被測電路的電壓.以免損壞電壓表。
(3 )使用磁電式電壓表測量直流電壓時,要注意電壓表接線端上的“+”、“一 ”極性標記。
(4 )電壓表具有內(nèi)阻,內(nèi)阻越大,測量的結(jié)果越接近實際值。為了提高測量的準確度,應盡量采用內(nèi)阻較大的電壓表。
(5 )測量高電壓時要使用電壓互感器。電壓互感器的初級線圈并接在被測電路上.次級線圈額定電壓為100伏,與量程為100伏的電壓表相接。電壓表指示值乘以電壓互感器的變壓比,為所測實際電壓的數(shù)值電壓互感器在運行中要嚴防次級線圈發(fā)生短路,通常在次級線圈中設(shè)置熔斷器作為保護。
如何選擇電壓表的量程
要看總電壓,也就是電源電壓,若電源電壓小于3伏,電壓表就可以直接選著0至3伏,若大于3伏就要看是串聯(lián)還是并聯(lián),分別分析。其次是電阻,大家都知道歐姆定律,電壓除以電流等于電阻,若得到的值大于你選擇的量程,就要換大的一個也就是0至15伏??偠灾?,就是所測得值不能大于量程,不能燒壞電表。就行了。
①把萬用表并接在被測電路上,在測量直流電壓時,應注意被測點電壓的極性,即把紅表筆接電壓高的一端,黑表筆接電壓低的一端。如果不知被測電壓的極性,可按前述測電流時的試探方法試一試,如指針向右偏轉(zhuǎn),則可以進行測量;如指針向左偏轉(zhuǎn),則把紅、黑表筆調(diào)換位置,方可測量。
?、谂c上述電流表一樣,為了減小電壓表內(nèi)阻引入的誤差,在指針偏轉(zhuǎn)角大于或等于最大刻度的30%時,測量盡量選擇大量程檔。因為量程愈大,分壓電阻愈大,電壓表的等效內(nèi)阻愈大,這對被測電路引入的誤差愈小。如果被測電路的內(nèi)阻很大,就要求電壓表的內(nèi)阻更大,才會使測量精度高。此時需換用電壓靈敏度更高(內(nèi)阻更大)的萬用表來進行測量。
如MFl0型萬用表的最大直流電壓靈敏度(100千歐/V)比ME30型萬用表的最大直流電壓靈敏度(20千歐/V)高。
?、墼跍y量交流電壓時,不必考慮極性問題,
只要將萬用表并接在被測兩端即可。另外,一般也不必選用大量程檔或選高電壓靈敏度的萬用表。因為一般情況下,交流電源的內(nèi)阻都比膠小。值得注意的是被測交流電壓只能是正弦波,其頻率應小于或等于萬用表的允許工作頻率,否則就會產(chǎn)生較大誤差。
?、懿灰跍y較高的電壓(如220v)時撥動量程選擇開關(guān),以免產(chǎn)生電弧,燒壞轉(zhuǎn)換開關(guān)關(guān)的觸點。
?、菰跍y量大于或等于100v的高電壓時,必須注意安全可以先把—支表筆固定在被測電路的公共然后用另一支表筆去碰觸另——端測試點。
⑥在電路系統(tǒng)中常用電平來表示該點的電壓有效值。故萬用表在交流電壓檔上帶有電平刻度,零電平是指600歐阻抗上產(chǎn)生1mW的功率,即對應的電壓有效值為0.75V。如果破測電路阻抗不等于600歐,則按下式進行核算:實際電子值=萬用表dB讀數(shù)+101g(600/z)式中,z為被測電路的阻值。
值得指出的是:測電平時應放置在10v檔上,因為萬用表電平刻度是在該檔上設(shè)計計算的,如果量程不夠,需換另外檔測量另外萬用表只適宜測音量頻電平,如電路上有直流電壓,還必須串接一只0.1uF/450V電容器將直流隔斷后再測量
?、咴跍y量有感抗的電路中的電壓時,
必須在測量后先把萬用表斷開再關(guān)電源。不然會在切斷電源時,因為電路中感抗元件的自感現(xiàn)象,會產(chǎn)生高壓而可能把萬用表燒壞。