基本测量方法

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《计量专业工程师手册》第383页（2651字）

1．交直流变换器

交流电压的测量是将交流电压转换成直流电压，然后用测量直流的方法测量变换所得的直流电压，得出交流电压值。对交直流转换的基本要求是：一个交流量与一个可测定的直流量之间具有某一确定的特性，该特性是已知的或可计算得到的。目前常用的交直流转换器有检波器、热电转换器。

(1)检波器

检波器是常用的交直流变换器，通常要求检波器的交流输入和直流输出是线性关系。交流电压表所用的检波器主要有峰值检波器、平均值检波器和有效值检波器。

1)峰值检波器

直流输出电压与交流输入电压的峰值成正比的检波器称为峰值检波器，具体电路形式有串联式和并联式两种。

2)平均值检波器

直流输出电压与交流输入电压的平均值成正比的检波器，称为平均值检波器，也称线性检波器。该检波器电路较简单，灵敏度也较高，而且波形影响较小，但频响误差较大，不宜用于较高的频率。

3)有效值检波器

直流输出电压与交流输入电压的有效值成正比的检波器，称为有效值检波器，只要检波器的特性为平方律，就可实现有效值检波。用有效值检波器的交流电压表能测出任何复杂波形电压的有效值。

(2)热电转换器

热电转换器(TC)是一切高精密热电转换仪表和标准的核心，它利用热电偶作为功率敏感元件，最简单的型式是如图7．5－1(a)所示的单热电转换器(SJTC)，实现交直流转换的基本电路如图7．5－1(b)所示。由于热电效应和电路的频响引起的实际性能与理想条件的偏离，用交直流差或交直流转换误差表征，定义为：

图7．5－1 (a)单热电转换器示意图和(b)热电转换器用作交直流转换的基本电路

式中 δ——交直流转换差；

Q_a——交流输入量有效值；

Q_d——产生与交流量有效值相同响应所要求的正负极性直流量的平均值。

2．基本测量方法和仪表

测量交流电压的方法主要有检波法、采样法、热电法、测辐射热法和补偿法等。交流电压测量仪表按准确度和用途可分为电压标准装置、电子电压表和普通三用表三类。普通三用表和电子电压表按显示方式都可以分为模拟式和数字式两类。电子电压表按工作原理可以分为检波放大式、放大检波式、选频(外差)式、采样式和热偶式等几类。

1)检波法与检波式电压表

用检波法测量交流电压即是利用电子管、晶体管的检波作用，将交流电压转换为直流电压进行测量。检波式电压表的工作频率一般从几十赫到1吉赫左右，量程达到100μV至1000V。频率在300MHz以下时，精确度一般约为百分之几，频率在1000MHz时则达百分之几十。

2)采样法和取样电压表

采样法是将高频或超高频电压变成低频电压，再进行检波测量。因此取样电压表的频带宽，可达1－1000MHz，甚至更高，电压量程约为300μV至1V。但其精确度往往与被测波形有关，从百分之一到百分之十几。

3)选频电压表

为提高灵敏度，克服噪声影响，以便测量较小电压，可采用外差法测量电压。由于该类电压表有选频中放，故称选频电压表。

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