交流電壓表工作原理

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交流電壓表工作原理

發表於 2017-12-23 15:14:59

 交流電壓表簡介

交流電壓表（AC volteter）也稱為高頻毫伏表（high frequency millivoltmeter），用於測量交流電壓，交流電壓表也有模擬表與數字表之分，模擬表內部採用模擬電路，顯示方式為指針式；數字表內部採用數字電路，顯示方式為數字顯示。

基本結構

錶盤

交流電壓表，在錶盤的最下方有一個可以用改錐調節的旋鈕，叫做機械調零，當儀器通電以後，將表筆短路，此時錶針應該指向零電壓處，儀器不通電時，錶針也應該指向零電壓處，如果不是，則用改錐將其調節到零。

錶盤上一共有四個刻度，上面兩條是電壓刻度，下面兩條是分貝刻度，第一條刻度針對量程為1的檔位，如100V，10V，1V，100mV，10mV，和1mV檔位，都應該從第一條刻度讀取數據，第二條刻度針對量程為3的檔位，如300V，30V，3V，300mV，30mV，和3mV檔位，都應該從第二條刻度讀取數據。

錶盤上的第三條刻度和第四條刻度的讀取有點特別，其方法是，將錶針處的讀數加上檔位值才是最終結果。

測量方式

交流電壓表一般具有電壓測量和電平測量，電壓測量是指測量電壓的絕對量，電平測量是指測量電壓的相對量。交流電壓表的頻率範圍高端一般為1—2MHz，低端一般為20Hz。不能測量直流，交流電壓表的輸入電阻典型值為1M歐，這在一般的場合已經足夠了。除非被測節點的內阻很大，例如，達到上百千歐姆，此時電壓表的輸入電阻對被測電阻的影響開始顯著了，從而導致測量不準確。

量程開關

量程檔位分為電壓檔位和分貝檔位，電壓檔位右邊的單位是V，左邊的單位是mV，分貝檔位右邊是正的分貝數，左邊是負的分貝數，對於分貝檔位，無論是電壓分貝還是功率分貝，檔位值劃分完全相同，檔位值表示處於該檔位時的最大測量範圍。［2］

單位

交流電壓表的單位主要有V，mV，但在工程上對於電壓或功率的測量的表示除了採用電壓的實際值表示之外，還通常採用分貝（dB）表示，用分貝表示的電壓也稱為「電平」，採用分貝能夠比較方便的表示範圍很大的電壓或功率。

交流電壓表工作原理

我們測量交流電壓，一般以交流有效值表示，因為交流220V和直流220V點燃一個相同的燈泡發光效果一樣。也就是產生的電功率相同。根據公式：功率P=U2/R對交流電來說，是每瞬間的電功率之和（一個周期分成N個點，每點功率之和按N平均，我們又稱之為均方根值。

 

我們用指針萬用表測量交流電壓，測量原理如下圖所示。

將交流電先檢波成脈動直流電，電流表頭Al指針的偏轉是和電流成正比，由於機械慣性，每瞬間偏轉力的平均效果相當於一個直流電通過表頭偏轉的效果，我們稱之為平均值：

表頭是按平均值來偏轉的，我們要讀取的是有效值，兩者之間差一個係數，稱之為波形係數．對於常見的正弦波來說，波形係數為1.11，即U/U=l.ll．表頭讀數要擴大1.11倍才是有效值．改電錶刻度不容易實現，常用的方法是提前將電阻Rl縮小（全波0.9倍，半波0.45倍），根據歐姆定律，I=U/R 1，輸入電流因分母減小而加大，（全波1.11倍，半波2.22倍），從圖1中看到，先加大後打9折或4.5折後，刻度正好指示交流電的有效值。

為了驗證這一事實，用萬用表交流25V檔測量9V電池，全波檢波的情況顯示10V左右（電池正反接一樣）而半波情況顯示20V左右（電池正接才有指示）。普通數字萬用表測量交流電壓的原理與指針表類似，除準確度高外主要區別有兩點，①輸入阻抗高②檢波線性好。我們在測量時往往忽略「平均值電壓表」這一特點，萬用表直接讀取非正弦波電壓讀數，造成誤差。特別是方波，電壓表讀數10V，實際電壓9V有約10%的誤差。

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