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數字電壓表
來源:互聯網

電壓表是一種測量儀器,用于測量電路中兩點之間的電壓或電壓。電壓表是與任何類型的電子項目相關的重要設備,用于測量交流和直流電壓。數字電壓表直接在數字顯示器上顯示測量電壓數值。數字電壓表的誤差百分比通常小于1%,可以提高精度,數字電壓表具有高速測量和將值存儲在存儲器中的選項的電壓表。數字電壓表電路由A/D轉換器芯片MC14433、譯碼器芯片MC4511、七路達林頓反向驅動器MC1413、基準電源MC1403和共陰極LED數碼管等組成。

概況

而且隨著電子技術的發展,更是經常需要測量高精度的電壓,所以數字電壓表是一種必不可少的測量儀器。傳統的指針式電壓表功能單一,精度低,讀數不方便。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,顯示出強大的生命力。

原理

DVM的種類有多種,分類方法也很多,有按位數分的,如3/2位、5位、8位;有按測量速度分的,如高速、低速;有按體積、重量分的,如袖珍式、便攜式、臺式。但通常是按A/D轉換方式的不同將DVM分成兩大類,一類是直接轉換型,也稱比較型;另一類是間接轉換型,又稱積分型,包括電壓時間變換(VT變換)和電壓-頻率變換(V-f變換)。

(1)逐次逼近比較型逐次逼近比較型電壓表是利用被測電壓與不斷遞減的基準電壓進行比較,通過比較最終獲得被測電壓值,然后送顯示器顯示的。雖然逐次比較需要一定時間,要經過若干個節拍才能完成,但只要加快節拍的速度,還是能在瞬間完成一次測量的。

(2)電壓-時間變換型所謂電壓-時間變換型是指測量時將被測電壓值轉換為時間間隔△t,電壓越大,△t越大,然后按△t大小控制定時脈沖進行計數,其計數值即為電壓值。電壓時間變換型又稱為V-T型或斜坡電壓式。

(3)電壓-頻率變換型所謂電壓-頻率變換型是指測量時將被測電壓值轉換為頻率值,然后用頻率表顯示出頻率值,即能反映電壓值的大小,這種表又稱為V-f型。

特點

數字電壓表之所以倍受青睞是有如下幾個特點:

(1)顯示清晰直觀,讀數準確:數字電壓表能避免人為測量誤差(例如視差),保證讀數的客觀性與準確性;同時它符合人們的讀數習慣,能縮短讀數和記錄的時間,具備標志符顯示功能,包括測量項目符號、單位符號和特殊符號;

(2)準確度高:數字電壓表的準確度遠優于模擬式電壓表。例如,3?位、4?位DVM的準確度分別可達±0.1%、±0.02%;

(3)分辨率高:分辨率是指所能顯示的最小數字(零除外)與最大數字的百分比。數字電壓表在最低電壓量程上末位1個字所代表的電壓值反映儀表靈敏度的高低,且隨顯示位數的增加而提高;

(4)擴展能力強:在數字電壓表的基礎上可擴展成各種通用及專用數字儀表、數字多用表(DMM)和智能儀器,以滿足不同的需要。如通過轉換電路測量交直流電壓、電流,通過特性運算可測量峰值、有效值、功率等,通過變化適配可測量頻率、周期、相位等;

(5)測量速率快:數字電壓表在每秒鐘內對被測電壓的測量次數叫測量速率,單位是“次/s”。主要取決于A/D轉換器的轉換速率,其倒數是測量周期。3?位、5?位DVM的測量速率分別為幾次每秒、幾十次每秒。8?位DVM采用降位的方法,測量速率可達10萬次/s;

(6)輸入阻抗高:數字電壓表的輸入阻抗通常為10MΩ~10000MΩ,最高可達1TΩ。在測量時從被測電路上吸取的電流極小,不會影響被測信號源的工作狀態,能減小由信號源內阻引起的測量誤差;

(7)抗干擾能力強:5?位以下的DVM大多采用積分式A/D轉換器,其串模抑制比(SMR)、共模抑制比(CMR)分別可達100dB、80dB~120dB。高檔DVM還采用數字濾波、浮地保護等先進技術,進一步提高了抗干擾能力,CMR可達180dB;

(8)集成度高,微功耗:新型數字電壓表普遍采用CMOS大規模集成電路,整機功耗很低。

使用說明

首先開機進入電壓測試等待狀態,液晶顯示字符“P."當鍵1按下時,單片機進入電壓測量狀態,可以測量的電壓范圍0--5V電壓;當鍵1按下時退出電壓測量狀態,進入等待狀態。

參考資料 >

數字電壓表.fmuser.2024-04-02

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