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如何测量周期性电压波形?

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:要掌握被测非正弦电压的变化规律,就能准确测量其电压的平均值UA、有效值UR、峰值UP、峰-峰值U。计算步骤如下:电压平均值 UA=2.5×0.9V=2.25V波形因数电压有效值 UR=1.789×2.25V=4.025V电压峰值 UP=1.789×4.025V=7.2V测量某台示波器输出的100Hz锯齿波扫描电压。如被测非正弦电压中含有直流电压,应在万用表输入端串接一只0.22μF/450V的隔直流电容。

如何测量周期性电压波形?

万用表的交流档是按正弦波有效值刻度的,而且这又是以有效值为平均值的固定倍数(1.111,即978-7-111-58918-1-Chapter01-109.jpg倍)关系为基础的。指针按平均值偏转时,就可以直接读取有效值。而其他非正弦电压波形(方波、矩形波、三角波、锯齿波、梯形波、阶梯波)的有效值,一般不是平均值的1.111倍,所以不能直接读取有效值。

要掌握被测非正弦电压的变化规律,就能准确测量其电压的平均值UA、有效值UR、峰值UP、峰-峰值U。表达波形特征有两个重要参数,即“波形因数”和“波峰因数”。

万用表交流电压档属于平均值电压表。虽然表盘按有效值刻度,但在测量交流电压时,整流电路所检测出来的却是电流平均值。

万用表交流电压(或电流)档的定度系数为

此式也可写成1/Kd=0.9,该值恰好与正弦波的波形因数KF相等。

对于全波整流,978-7-111-58918-1-Chapter01-113.jpg;对于半波整流,电流平均值为IA1978-7-111-58918-1-Chapter01-114.jpg,但由于IA=IA1/2所以仍得到978-7-111-58918-1-Chapter01-115.jpg。可见,这两种整流方式的Kd是不变的。所以上式对全波整流和半波整流均适用。

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根据以上分析可知,用万用表测量非正弦波电压时

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只有平均值电压才有实际意义,但表盘是按正弦波有效值刻度的

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应将读数除以1.111或乘以0.9

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折算成电压平均值,再代入UR=KFUA求出UR,代入UP=KPUR求出UP

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对于方波、三角波、锯齿波、梯形波,将UP乘2,即得到U(峰-峰值)(www.xing528.com)

八种常见波形的参数,可供测试时计算使用,具体见下表

注:因方波、三角波、梯形波的平均值UA=0,所以用|UA|来代替UA;对于矩形波,T表示周期,t0表示脉冲宽度;对于梯形波,α表示斜边所对应的相位角

【例1】测量某型彩色电视机行激励级15625Hz矩形波。已知脉冲周期T=64μs,宽度t0=20μs,正常峰值电压应为7.5V。用MF500型万用表AC10V档测量,读数为2.5V。计算步骤如下:

电压平均值 UA=2.5×0.9V=2.25V

波形因数 978-7-111-58918-1-Chapter01-117.jpg

电压有效值 UR=1.789×2.25V=4.025V

电压峰值 UP=1.789×4.025V=7.2V

【例2】测量某台示波器输出的100Hz锯齿波扫描电压。使用MF500型万用表AC 10V档。经实测,读数为10V。计算步骤如下:

电压平均值 978-7-111-58918-1-Chapter01-118.jpg

查表可知 KF=1.155,KP=1.732,则

电压有效值 UR=KFUA=1.155×9V=10.395V

电压峰值 UP=KPUR=1.732×10.395V=18V

>>特殊提示

测量时若发现指针不摆动,可调换表笔重新测量。如被测非正弦电压中含有直流电压,应在万用表输入端串接一只0.22μF/450V的隔直流电容。

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