数字电压表概述和使用 模拟式电压表具有电路简单、成本低、测量方便等特点,但测量精度较差,特别是受表头精度的限制,即使采用0.5级的高灵敏度表头,读测时的分辨力也只能达到半格。再者,模拟式电压表的输入阻抗不高,测高内阻源时精度明显下降。数字电压表作为数字技术的成功应用,发展相当快。数字电压表(Digital VoIt Me-ter,DVM),以其功能齐全、精度高、灵敏度高、显示直观等突出优点深受用户欢迎。特别是以A/D
转换器为代表的集成电路为支柱,使DVM向着多功能化、小型化、智能化方向发展。DVM应用单片机控制,组成智能仪表;与计算机接口,组成自动测试系统。目前,DVM多组成多功能式的,因此又称数字
多用表(Digital Multi Meter,DMM)。
DVM是将模拟电压变换为数字显示的测量仪器,这就要求将模拟量变成数字量。这实质上是个量化过程,即将连续的无穷多个模拟量用有限个数字表示的过程,完成这种变换的核心部件是A/D
转换器,最后用电子计数器计数显示,困此,DVM的基本组成是A/D
转换器和电子计数器。
电阻测试仪|
电阻计|
电表|
钳表|
高斯计|
电磁场测试仪|
电源供应器|
电能质量分析仪|
多功能测试仪|
电容表|
DVM最基本功能是测直流电压,考虑到仪器的多功能化,可将其他物理量,如电阻、电容、交流电压、电流等,都变成直流电压,因此,还应有一个测量功能选择变换器,它包含在输入电路中。DVM对直流电压直接测量时的测量精度最高,其他物理量在变换成直流电压时,受功能选择变换器精度的限制,测量精度有所下降。
图所示为DVM的基本组成框图,需指出的是,图中将DVM分成模拟和数字两大部分,从框图上看,A/D
转换器包含在模拟部分,这样划分并不严格,因为A/D
转换器本身具有数字电路的性质,特别是大规模集成化A/D
转换器是模拟与数字两系统相互结合的,就连逻辑控制也集成在其中。
数字电压表型号、种类繁多,图1所示为PZ26型数字电压表的前、后面板结构图,PZ26型数字电压表采用了大规模集成电路和3H位双积分A/D
转换器,它的体积小、重量轻,便于携带。
图1 PZ26型数字电压表的前、后面板结构图
1一调零电位器;2一量程选择旋钮;3一手柄,座一输人插座;5一极性显示; 6一数字显示;7一信息输出插座;8一电源插座;9一电源开关
(1)PZ26型数字电压表的技术指标
①量程。量程划分及主要技术指标如表1所示。
在图1(a)所示出的前面板结构中,5为极性显示,其“+”或“—”表示被测电压的正、负极性。6为数字显示,可显示四位数字,表示被测电压的数值大小,另外还有小数点显示。
②显示。最大显示值为±1999,能自动显示极性和小数点。当输入信号超过量程时,首位数字会出现闪烁现象,表示警告过载。
③采样速度。采样速度为2~3次/s,每次测量时,被测电压的积分时间为80ms。
④温度对误差的影响。当使用温度在(20±5)℃、相对湿度在80%以下时,电压表的误差如表2所示。经一次校正,在30天内使用可保证准确度,在30~90天内使用时,则需加附加误差0.2%。
⑤串模干扰抑制能力。对(50±1)Hz的工频及谐波抑制能力大于30dB,但干扰电压峰值不得超过量程。
⑥共模干扰抑制能力。当输人端最大有1kΩ失衡,共模干扰直流电压或工频电压不大于250V时,抑制能力大于60dB。
⑦过载能力。在1O0OV量程挡可允许过载10%,600V量程挡可允许过载50%,其余60V、6V、600mV、60mV各量程挡均允许超过10倍。
在测量中,“—”端对地最大工作电压不得超过250V。
(2)PZ26型数字电压表的使用注意事项
①周围环境需无强电磁场干扰,无腐蚀性气体或杂质,仪表散热孔不受遮蔽,通风良好。
②电源接线要正确,红色是相线,黑色是地线,绿色是中线。
③接通电源前,将量程选择旋钮置于调零挡,然后接通电源,并预热40min。长期未用或首次使用时应预热1~2h,再调好零位。
④将量程选择旋钮置于“校准”,对数字电压表进行预调整和自校。
⑤测量中,若首位数字出现闪烁现象,说明输人被测电压过载,应改变量程挡。