電壓表

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電壓表范文第1篇

均值電壓表：先將被測交流信號進行放大，然后再進行檢波，最后通過直流表頭指示讀數。它是放大一檢波式電壓表。

電壓表是測量電壓的一種儀器，常用電壓表伏特表，符號V，在靈敏電流計里有一個永磁體，在電流計的兩個接線柱之間串聯一個由導線構成的線圈，線圈放置在永磁體的磁場中，并通過傳動裝置與表的指針相連。

（來源：文章屋網 ）

電壓表范文第2篇

關鍵詞:直流電壓表;數學模型;不確定度評定

中圖分類號：TM714.2 文獻標識碼：A 文章編號：

(一)、電流表的不確定度評定

1．數學模型

Δ=IX-In = IX -

式中：Δ----被測電流表示值誤差；

IX----標準電流表示值；

VN----數字多用表直流電壓讀數值

RN----標準電阻在20℃的阻值

靈敏系數C==1

C2==－=－1/0.1=－10Ω-1

C3===100V/Ω2

2、標準不確定度的評定

根據數學模型被測直流電流表示值誤差測量結果的取決于輸入量IX,Vn,RN的不確定度.

本篇以測量5A量程中上限值5A為例,對3個輸入量的標準不確定度進行評定.

2.1標準不確定度u(Ix)的評定

輸入量Ix的標準不確定度u(Ix)的來源主要是被測直流電流表的測量重復引起,采用A類方法評定.考慮到在重復性條件下所得的測量列的分散性包含了直流電流源的穩定度、調節細度及讀數誤差所引起的不確定度,故不另作分析.對一臺直流電流表選擇5A點,連續獨立測量10次,每次均重新調整零位,得到測量列為5.003,5.004,5.004,5.004,5.004,5.004,5.004,5.003,5.001,5.002A.（單位：A）

=5.0033A

單次實驗標準差S=則可得到

u（IX）=s=1.06×10-3

2.2標準不確定度u(VN)的評定

輸入量VN 的標準不確定度u(VN)的來源主要是由多功能校準儀誤差引起的,采用B類方法進行評定.

多功能校準儀經上級傳遞合格,制造廠說明書給出其最大允許誤差為e1=±0.02％,則測量5A時,e1=±(0.02％×5×0.1+2×10-6)= ±1.2×10-4V,在區間內為均勻分

布，K=則u(VN)= 1.2×10-4/=0.589×10-4

.

2.3標準不確定度u(RN)的評定

輸入量RN 的標準不確定度u(RN)的來源主要是由標準電阻誤差引起的,采用B類方法進行評定.

標準電阻經上級傳遞合格,其準確度級別為0.05級,e2=±0.05％×0.1=5×10-5,在區間內為均勻分布，K=

則u(RN)=5×10-5/ =0.289×10-4

2．4標準不確定度匯總表

標準不確定度匯總表1

3．合成標準不確定度的計算

輸入量IX，VN，RN彼此獨立不相關。所以合成標準不確定度可按下式得到。

Uc2()= ++

=++

=×10-3

=3.13×10-3

4．擴展不確定度的評定

測量5A時其示值誤差測量結果的擴展不確定度為

U=ku(k=2)

得 U=2×3.13×10-3=6.26×10-3 (k=2)

5.評定結果

根據上述的分析和評定過程，可以得到的測量擴展不確定度為6.26×10-3,符合要求.

二、電壓表的不確定度的評定

1,數學模型

ΔV=V-Vn

式中：Δ----被測電壓表示值誤差；

V----被測電壓表示值；

VN---標準數字多用表交流電壓讀數值

靈敏系數C==1

C2==－1

2、標準不確定度的評定

2.1輸入量V的標準不確定度u(V)的評定

輸入量V的標準不確定度u(V)的來源主要是被測交流電壓表的測量不重復性,可以通過連續測量得到測量列，采用A類方法進行評定.考慮到交流電壓源的穩定度、調節細度及讀數誤差所引起的不確定度以包含在復現性下了所的測量列的分散性中,故不另作分析.

對一臺交流電壓表，選擇150V量程，當頻率為50Hz時,對使該表指針指向150V分度線的交流電壓測量10次，得到測量列150.049,150.056,150.063,150.063,150.051,150.055,150.067,150.070,150.057V..

=150.0598V

單次實驗標準差S=則可得到

u（IX）=s=7.21×10-3

2.2標準不確定度u(VN)的評定

輸入量VN 的標準不確定度u(VN)的來源主要是由標準數字多用表的準確度引起的,采用B類方法進行評定.

2.2.1標準數字多用表經上級傳遞合格，制造廠說明書給出其交流電壓300mV~500mV量程，平率為50Hz時，最大允許誤差為±0.03%，所以在測量150V時，最大誤差±0.03%×150V=±0.045V,在區間中可認為服從均勻分布， K=

u(VN)= 0.045/=0.026

2.3標準不確定度匯總表

標準不確定度匯總表1

3．合成標準不確定度的計算

輸入量V，VN，彼此獨立不相關。所以合成標準不確定度可按下式得到。

Uc2(V)= +

=+

Uc(V) =0.027

4．擴展不確定度的評定

測150V時其示值誤差測量結果的擴展不確定度為

U=ku(k=2)

得 U=2×0.027=0.054 (k=2)

電壓表范文第3篇

[關鍵詞]單片機 數字電壓表 電路設計 AT89C51芯片

中圖分類號：TH136 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）10-0012-02

數字電壓表，是采用數字化測量技術，把連續的模擬量（直流輸入電壓）轉換成不連續、離散的數字形式并加以顯示的儀表。傳統的指針式電壓表功能單一、精度低，不能滿足數字化時代的需求，采用單片機的數字電壓表，由精度高、抗干擾能力強，可擴展性強、集成方便，還可與PC進行實時通信。目前，由各種單片A/D 轉換器構成的數字電壓表，已被廣泛用于電子及電工測量、工業自動化儀表、自動測試系統等智能化測量領域，示出強大的生命力。與此同時，由DVM擴展而成的各種通用及專用數字儀器儀表，也把電量及非電量測量技術提高到嶄新水平。

本次設計系統是以AT89C51單片機為核心，輔以簡單的控制電路，設計了一種切換量程的數字電壓表。系統中，模擬電壓信號由A/D轉換器TLC2543采集，以數字信號的方式傳給單片機進行處理，并加以控制。控制系統包含硬件和軟件兩部分。硬件部分包括：單片機最小系統、電壓采集電路、量程控制電路、電壓顯示電路以及其他一些接口電路。軟件部分包括：主程序的流程設計，其涵蓋了電壓采集子程序、字符轉換子程序、LCD液晶顯示子程序等，這些子函數都體現出系統軟件設計模塊化的結構特點。通過單片機對信號處理并加以適當的算法控制，從而驅動相應的硬件電路，實現電壓控制的目的。

系統硬件結構：

系統是以AT89C51單片機作為主控器，通過擴展必要的接口電路，包括電壓采集、輸入和輸出、電壓的量程控制、顯示等電路，實現數字電壓表的系統化設計。其系統結構框圖如下圖1所示：

本次設計主要由單片機模塊、電壓輸入模塊、A/D轉換模塊、量程控制模塊、液晶顯示模塊等5部分組成。A/D模擬轉換芯片將直流電壓模擬信號通過A/D轉換器轉換成數字信號，寫入單片機中。以AT89C51單片機為控制核心，通過A/D轉換電路來將模擬信號轉換成數字信號，通過電阻的改變來切換量程的改變，從而實現不同電壓量程的切換。它的最高量程為200V，分三個檔位量程，即2V，20V，200V，可以通過調檔開關來實現各個檔位。當測得電壓的數值小于1V時，系統會自動的將電壓數值轉換為以mV為電壓單位的電壓值。并且通過按鍵的方法能夠測得后五秒的平均電壓值。

系統主程序的設計：

系統主程序的主要功能是負責電壓采集、處理、顯示三部分，本次設計主要包括以下方面：

1、按照硬件電路對單片機位定義。

2、編寫延時模塊子程序。

3、編寫液晶顯示器1602的初始化子程序。

4、編寫驅動1602液晶顯示模塊程序。

5、編寫驅動A/D轉換模塊程序。

6、編寫A/D轉換后對電壓的處理函數子程序

7、編寫鍵盤掃描模塊程序。

其程序設計流程圖2如下所示：

系統經過復位后，先對單片機、模/數（A/D）轉換器、液晶顯示屏LCD1602等進行初始化，初始化完成后通過輸入電路給數字電壓表輸入模擬電壓，在電壓測量過程中，先通過滑動變阻器來控制輸入信號的衰減率、通過按鈕來選擇不同的檔位，然后調用A/D轉換子函數，并對模/數轉換的結果進行簡單的處理，最后通過液晶屏LCD1602進行顯示。

系統整體硬件電路圖3如下（proteus環境）：

硬件設計注意事項：

整個系統的模擬地和數字地不要交叉共地，模擬地和數字地要分別獨立開來，避免信號之間的干擾。同時液晶的讀寫要注意它們之間的時序，最好要弄清它的型號和用戶手冊中的提到的地址問題，再進行它與單片機之間的數據讀寫操作。不僅如此，器件之間的兼容性和工作最大電流和電壓問題也是本次硬件設計的重點。

一個單片機應用系統的硬件電路設計包含有兩部分內容：一是系統擴展，即單片機內部的功能單元，如ROM、RAM、I /O口、定時/計數器、中斷系統等容量不能滿足應用系統的要求時，必須在片外進行擴展，選擇合適的芯片，設計相應的電路。二是系統配置，即按照系統功能要求配置設備，如鍵盤、顯示器、打印機、A/D、D/A轉換器等，要設計合適的接口電路。在本系統中，AT89C51單片機內部的功能單元已經能夠滿足系統設計需要，不需要系統擴展。按系統功能需求，需要配置檔位轉換、LCD顯示等。系統的擴展和配置設計遵循下列原則：

1、盡可能選擇典型電路，并符合單片機的常規用法；

2、系統的擴展與設備配置的水平應充分滿足應用系統的功能要求，并留有適當的余地，以便二次開發；

3、硬件結構應結合應用軟件方案一并考慮。硬件結構與軟件方案會產上相互影響，考慮的原則是：軟件能實現的功能盡可能由軟件實現，以簡化硬件結構，但由軟件實現的硬件功能，其相應時間要比直接用硬件實現來得長，而且占用CPU時間；

4、整個系統中的相關器件要盡可能做到性能匹配；

5、可靠性及抗干擾設計是硬件系統設計不可缺少的一部分，它包括芯片、器件選擇等；

6、該系統的所有元器件必須滿足5V的工作電壓。

參考文獻

[1] 康華光.電子技術基礎?數字部分.第五版.高等教育出版社，2002.

[2] 康華光.電子技術基礎?模擬部分.第五版.高等教育出版社，2002.

[3] 施保華，楊三青，周鳳星.計算機控制技術[M].華中科技大學出版社，2007.

[4] 王偉，劉曉平，高精度數字電壓表方案設計[J]；儀表技術；2007（4）.

[5] 徐愛鈞.Keil Cx51V7.0單片機高級語言編程與Vision應用實踐.第二版.清華大學出版社，2008.

[6] 陸愛明.單片機和圖形液晶顯示器接口應用技術[J].電子產品世界，2001.

電壓表范文第4篇

表示電壓表的靈敏度，如每伏20K歐，表頭靈敏度，在50微安。

電壓表是測量電壓的一種儀器，傳統的指針式電壓表包括一個靈敏電流計，在靈敏電流計里面有一個永磁體，在電流計的兩個接線柱之間串聯一個由導線構成的線圈，線圈放置在永磁體的磁場中，并通過傳動裝置與表的指針相連。大部分電壓表都分為兩個量程。電壓表有三個接線柱，一個負接線柱，兩個正接線柱，電壓表的正極與電路的正極連接，負極與電路的負極連接。

（來源：文章屋網 ）

電壓表范文第5篇

關鍵詞：低頻電子電壓表 檢定裝置 DDS合成技術

中圖分類號：TP2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（c）-0129-01

《JJG782-1992低頻電子電壓表檢定規程》規定，低頻電壓表校準主要包含兩個項目：基本誤差和頻率附加誤差[1]。目前，校準低頻電子電壓表沒有專用的儀器設備，國內外校準機構一般使用Fluke5520A和9100等，這兩種校準器不能滿流電壓在3 mV以下，頻率500 kHz以上的校準要求。更重要的是，由于低頻電子電壓表的量程檔位多，頻率低至5 Hz，高至1 MHz，使用多功能校準器時需要大量的參數設置操作，造成校準工作效率低下。依據這一現狀，設計了一種低頻電子電壓表檢定裝置。

1 結構和原理介紹

微處理器是整個系統的控制核心，各個功能模塊在它的控制下協同工作。正弦波發生器在微控制器的控制下產生指定頻率的正弦波信號，與標準電壓發生器輸出的直流電壓進行合成，產生指定頻率和幅度的交流信號；再經過功率放大模塊、升壓變壓器、衰減器等模塊的處理，產生0.3 mV～300 V的輸出信號。

主要模塊的功能簡要介紹如下。

（1）正弦波發生器：在微控制器的控制下產生指定頻率的正弦波信號。

（2）標準電壓發生器：在微控制器的控制下產生指定幅度的直流電壓。

（3）乘法器：將正弦波信號和直流標準電壓進行合成，產生指定頻率和幅度的交流信號。

（4）功率放大模塊、升壓變壓器、衰減器：功率放大模塊將乘法器輸出的交流信號進行放大，提供給升壓變壓器產生3～300 V的電壓，或經過衰減器產生0.3V以下的電壓，0.3～3 V的電壓由功率放大器直接輸出。

（5）輸出切換開關：在微控制器的控制下選擇相應的交流信號路徑，輸出所需的信號。

（6）有效值測量模塊：對輸出信號的幅度進行測量，以便于微控制器對信號幅度進行頻率補償。

（7）電源模塊：產生系統中各功能模塊所需的工作電壓。

（8）微控制器：控制各個模塊協同工作從而輸出所需的電壓信號，實現人機交互，響應用戶的操作。

2 關鍵技術說明

本檢定裝置的關鍵技術主要是頻率合成、信號處理和信號的有效值測量。下面分別對這些技術及其解決途徑進行分析說明。

2.1 頻率合成技術

頻率合成是指對一個標準信號頻率經過一系列處理，產生具有相同穩定度的大量離散頻率的技術。目前頻率合成主要有三種方法：直接模擬合成法、鎖相環（Phase -Locked Loop，PLL）合成法和DDS合成法。直接模擬合成法利用倍頻、分頻、混頻及濾波等技術，從單一或幾個參考頻率中產生多個所需的頻率。該方法頻率轉換時間快（一般小于100 ns），但是電路復雜、體積大、功耗大。PLL合成法通過PLL完成頻率的倍頻、分頻、混頻等運算，該方法結構相對簡化、頻譜純度高，但存在高分辨率和快轉換速度之間的矛盾，一般只用于大步進頻率合成技術中。DDS是近年來迅速發展起來的一種新的頻率合成方法，從相位概念出發，通過查表法產生所需波形，可以精確調節和控制頻率，且具有很高的頻率分辨率和轉換速度，特別適合5 Hz～1 MHz的頻率范圍的頻率合成。

為了保證信號頻率的準確性和穩定性，本檢定裝置采用溫度補償式晶體振蕩器來產生參考時鐘。隨著微電子技術的飛速發展，ADI、Qualcomm、Sciteg和Stanford等公司相繼推出各種性能優良的DDS集成電路產品，本檢定裝置采用此類集成電路。

2.2 信號處理技術

為滿足低頻電子電壓表基本誤差的校準需要，本檢定裝置的輸出信號幅度0.3 mV～300 V。功率放大器無法直接輸出過小和過大的信號，必須用變壓器進行升壓或衰減器進行衰減。本檢定裝置計劃將輸出電壓幅度劃分為四段：0.3 mV～0.3 V、0.3～3 V、3～30 V、30～300 V。0.3～3 V由功率放大器直接輸出，0.3 mV～0.3 V由0.3～3 V信號經過衰減器的衰減得到，其余兩段信號由0.3～3 V信號經過升壓變壓器升壓得到。

第一段信號由于幅度小，噪聲將成為影響信號質量的主要因素。通過設計低噪聲的處理電路，并通過優化衰減器參數的選擇，降低衰減器引入的噪聲的影響。第三和第四段信號需經過變壓器進行升壓，由于在不同頻率下，變壓器的磁耦合、損耗等參數表現出非線性，會使輸出信號產生附加失真，還會造成輸出信號幅度的非線性變化。為解決這個問題，一方面可通過選擇非線性小的高頻變壓器以盡可能降低失真；另一方面，由于損耗不可避免，采用頻率補償的方法使輸出信號的幅度具有良好的穩定性。

2.3 有效值測量技術

為了進行頻率補償，需要對輸出電壓進行準確測量。

2.3.1 交流電流的測量方法

峰值檢測是交流信號測量中速度最快的，在有響應速度要求的測量中，峰值檢測是最理想的。平均值測量具有電路結構簡單的優點，它的測量準確度受諧波影響最大，因而平均值不適合于非正弦交流信號的精密測量。對重復波形的最佳測量方法是有效值法，它不易受波形失真的影響。

2.3.2 有效值測量技術[2]

常用的有效值測量技術有熱電偶有效值變換器法、直接數值計算法和集成電路轉換法。熱電偶有效值變換器法基于熱電變換原理，優點是能夠對波峰系數很大的交變信號進行測量，但缺點是轉換精度較低、輸出電壓小、轉換時間長、器件易損壞。直接數值計算法是用高速A/D轉換器對輸入電壓波形進行等間隔的高速采樣和模數轉換，然后按均方根值的方法對輸入波形進行計算而得到其有效值。該法在對低頻信號，特別是超低頻信號測量中易于實現；但隨之頻率的升高，對A/D的轉換速度和硬件系統的數據運算能力提出很高要求。集成電路轉換法。該方法根據有效值的計算式，用集成電路實現所需的平方器、積分器和開方器，直接用硬件電路把交流信號轉換成信號的有效值輸出。隨著大規模集成電路技術的發展，該類器件日趨成熟，轉換準確度可達到0.2%。通過比較分析，在上述的三種方法中，只有集成電路轉換法滿足要求。

3 結語

低頻電子電壓表廣泛應用于工業生產的各個領域，需對其進行定期的計量檢定，本文所述的低頻電子電壓表檢定裝置提供了一種設計思路，基本能滿足實際使用要求。

參考文獻