電壓測量

測量交流電壓的方法主要有檢波法、采樣法、熱電法、測輻射熱法和補(bǔ)償法等。

檢波法 利用電子管、晶體管的檢波作用將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓進(jìn)行測量。檢波式電壓表的工作頻率一般從幾十赫到一千多兆赫，量程達(dá) 100微伏~1000伏。頻率在300兆赫以下時，精確度一般約為百分之幾,頻率在1000兆赫時則可達(dá)百分之幾十。

采樣法 采樣實(shí)質(zhì)上是頻率變換，是用一系列離散的取樣脈沖來描述一個連續(xù)變量的過程。一般是將被測高頻信號變成20千赫的低頻信號，再進(jìn)行檢波測量。這種電壓表的頻率范圍為 1~1000兆赫，甚至更高;電壓范圍約300微伏~1伏(外接衰減器可測量大的電壓)，精確度從百分之一到百分之十幾。

熱電法 主要采用熱電轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)或微電位計。熱電轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)由熱電偶配以適當(dāng)?shù)南蘖麟娮杌蛩p器組成，可測0.1~300伏或更高的電壓，頻率范圍一般為20赫~100兆赫，若采取高頻補(bǔ)償措施則可達(dá)1000兆赫,測量精確度約為 0.01%~1%(定標(biāo)后)。利用多元熱偶特制的熱電轉(zhuǎn)換器，在低頻段的交直流轉(zhuǎn)換精度可達(dá)1×10-5或更高，當(dāng)代的低頻電壓原始標(biāo)準(zhǔn)皆屬此類;微電位計主要由熱電偶和圓盤電阻組成，利用已知電流乘電阻得到標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓，一般為0.1微伏~400毫伏，頻率范圍一般為0~1000兆赫，精確度為0.02%~5%。

測輻射熱器法 一般是利用測輻射熱電阻(簡稱測熱電阻)進(jìn)行測量。實(shí)用的測熱電阻主要有熱敏電阻、鎮(zhèn)流電阻和薄膜熱變電阻。熱敏電阻的靈敏度最高(可達(dá)數(shù)萬歐/瓦)，但頻率響應(yīng)差;鎮(zhèn)流電阻的靈敏度較高(約數(shù)千歐/瓦)，頻率響應(yīng)也較差。薄膜熱變電阻的靈敏度較低(約1~100歐/瓦)，但頻率響應(yīng)好，可根據(jù)不同需要選用。測輻射熱裝置的工作原理是利用測熱電阻對電功率的敏感性，將被測高頻電壓轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的阻值變化，再根據(jù)功率替代原理，利用測熱技術(shù)以已知的直流或低頻電壓代替高頻電壓。這種裝置有功率計式(標(biāo)準(zhǔn)表式)和標(biāo)準(zhǔn)源式二種類型。前者是通過測量功率和阻抗換算出電壓，隨著功率和阻抗測量精確度的不斷提高，可以達(dá)到很高的精確度，是建立高頻電壓原始標(biāo)準(zhǔn)的方法之一;后者是直接給出標(biāo)準(zhǔn)電壓值，比較方便，可獲得較高的精確度，其典型的方案是測熱電阻電橋。高頻電壓的原始標(biāo)準(zhǔn)主要是測輻射熱裝置。它的量程約為0.1~1伏，頻率范圍約為10~1000兆赫，精確度約為0.2%~1%。

中國的高頻電壓國家標(biāo)準(zhǔn)采用測熱電阻電橋方案。圖中薄膜熱變電阻作為電橋的一個臂接在回路中，其組成部分RT1和RT2對于直流是串聯(lián)的,對于高頻則是并聯(lián)的。在電橋兩端只加直流偏壓U1，將電橋調(diào)至平衡，然后加高頻信號,電橋失衡,將直流偏壓由U1降到U2,使電橋重新平衡，由公式計算出高頻電壓Urf,式中α=(RT1/RT2)≥1。中國的高頻電壓國家標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)了薄膜熱變電阻性能，因而減輕了電磁場擾動的影響，提高了標(biāo)準(zhǔn)精確度，并擴(kuò)展了頻段上限。所達(dá)到的具體技術(shù)指標(biāo)是:電壓范圍為0.1~2伏;頻率范圍為10~3000兆赫;精確度為0.2%~0.7%。 補(bǔ)償法 將被測的高頻電壓與相應(yīng)的直流電壓進(jìn)行比較，再根據(jù)確定的關(guān)系式求得被測電壓。這種方法的工作頻率為20赫~1000兆赫;量程為20毫伏~1000伏;精確度為千分之三到百分之十幾。

測量高頻電壓一般是在同軸系統(tǒng)中進(jìn)行。

影響高頻電壓測量的精確度的主要因素有:①傳輸誤差，由于被校設(shè)備的輸入阻抗與傳輸線不匹配，在傳輸線上會有駐波存在，使被校設(shè)備的輸入面和標(biāo)準(zhǔn)電壓面的電壓不等，所引入的誤差是高頻測量時的主要誤差;②加載誤差;③接地電流引入的誤差;④干擾引入的誤差;⑤波形誤差等。

電場力對電場中的單位正電荷由一點(diǎn)移動到另一點(diǎn)所作的功稱為電壓,即,式中Uba為b點(diǎn)對a點(diǎn)的電壓;E為電場強(qiáng)度;l為積分路徑。電壓是電子技術(shù)測量的一個基本參數(shù)，電壓測量是電子測量的基礎(chǔ)。很多電子設(shè)備都與電壓有關(guān)，如信號發(fā)生器、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)等，電壓是主要的技術(shù)指標(biāo);其他技術(shù)指標(biāo)，如靈敏度、選擇性和增益，也都與電壓有關(guān)。電路或元件、器件的工作狀態(tài)，通常皆以電壓的形式反映出來。電壓的測量對電流、場強(qiáng)、衰減等參數(shù)的測量也很重要。

電壓測量的可測頻率范圍極寬，從直流到幾吉赫甚至更高頻率;量程大，可以從納伏到上千伏;精確度由百分之幾十到萬分之幾。在電壓測量中，往往將 1兆赫以下的電壓稱為低頻電壓;而 1兆赫以上的電壓稱為高頻電壓(或射頻電壓)。高頻電壓的量程一般分為大電壓(10伏以上)、中電壓(0.1~10伏)、小電壓(1微伏~0.1伏)和微電壓(1微伏以下)。其中，中電壓的測量精度最高，而大、小和微電壓的測量都由中電壓標(biāo)準(zhǔn)定標(biāo)。實(shí)際測量的電壓值有峰值、平均值和有效值。

前言

1 范圍

2 規(guī)范性引用文件

3 沖擊電壓測量系統(tǒng)

4 沖擊電壓分壓系統(tǒng)

5 分壓系統(tǒng)的驗收試驗

6 沖擊電壓測量儀器

7 數(shù)字記錄儀的特性、要求和試驗

8 模擬示波器的特性、要求和試驗

9 峰值電壓表的特性、要求和試驗

lO 測量儀器的使用

1l 測量系統(tǒng)的組建

12 測量系統(tǒng)的特性要求和試驗項目

13 測量系統(tǒng)的試驗

14 沖擊電壓測量

15 沖擊電壓測量不確定度的估算

H絕緣子分布電壓測量儀采用靜電式結(jié)構(gòu)，將被測電壓變換成電場進(jìn)行測量。因而阻抗高，對于被測量系統(tǒng)的影響最小。被測出的信號經(jīng)內(nèi)部放大處理，最后以電壓值的形式，由LCD數(shù)字顯示輸出。因此測量時操作迅速，簡單明了。