在對(duì)電量進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，內(nèi)容包括電流、電壓與頻率，其中，測(cè)量頻率的因素為電壓量。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，測(cè)量高精度電壓成為了各行各業(yè)共同面臨的測(cè)量工作難點(diǎn)，由數(shù)字表面代替指針表面，將測(cè)量數(shù)值顯示在液晶面板或是數(shù)碼管上的數(shù)字電壓表有著重要的推廣價(jià)值。

數(shù)字電壓表的基本規(guī)格參數(shù)

電壓測(cè)量范圍：0V-100V

電流測(cè)量范圍：0-999mA；0-10A；0-50A；0-100A

供電范圍：3V-30V

電壓誤差：+-0.1%

電流誤差：+-1%

一、數(shù)字電壓表的概述

數(shù)字電壓表指的是利用數(shù)字化的測(cè)量技術(shù)，將連續(xù)模擬量向不連續(xù)數(shù)字形式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并予以顯示的電壓表。隨著社會(huì)的進(jìn)步，在過(guò)去較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)使用頻率的指針電壓表，讀數(shù)不方便、精度較低、功能相對(duì)單一等缺點(diǎn)逐漸顯露出來(lái)，已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)今社會(huì)具有的需求，數(shù)字電壓表的出現(xiàn)有效解決了上述問(wèn)題。利用單片機(jī)制作而成的數(shù)字電壓表，不僅具有準(zhǔn)確度較高、擴(kuò)展能力強(qiáng)、集成度較高、抗力強(qiáng)的特點(diǎn)，還能夠與計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)的通信，這與社會(huì)發(fā)展方向不謀而合。現(xiàn)階段，數(shù)字電壓表已經(jīng)得到了自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)、電子電工測(cè)量等諸多領(lǐng)域所認(rèn)可，并在應(yīng)用的過(guò)程中取得了良好的效果。

二、數(shù)字電壓表的分類(lèi)

數(shù)字電壓表的種類(lèi)較多，對(duì)其進(jìn)行劃分的依據(jù)也較多，常見(jiàn)的分類(lèi)方式包括以下幾種：①根據(jù)測(cè)量速度劃分，將數(shù)字電壓表分為低速和高速；②根據(jù)位數(shù)劃分。將數(shù)字電壓表分為3/2位、5位和8位；③根據(jù)質(zhì)量和體積劃分，將數(shù)字電壓表分為臺(tái)式、便攜式和袖珍式。

通常來(lái)說(shuō)，數(shù)字電壓表的劃分依據(jù)主要是A/D轉(zhuǎn)換方式，根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換方式可將數(shù)字電壓表劃分為間接轉(zhuǎn)換和直接轉(zhuǎn)換兩種，其中，間接轉(zhuǎn)換又被分為電壓-頻率變換以及電壓-時(shí)間變換。電壓-頻率變換指的是在測(cè)量過(guò)程中將被測(cè)電壓向頻率值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后再通過(guò)頻率表將頻率值顯示出來(lái)，與此同時(shí)，還能夠?qū)﹄妷褐底龀龇磻?yīng)。電壓-時(shí)間變換指的是在測(cè)量過(guò)程中將被測(cè)電壓向時(shí)間間隔進(jìn)行轉(zhuǎn)換，電壓越大，時(shí)間間隔越大，再根據(jù)時(shí)間間隔的大小對(duì)定時(shí)脈沖進(jìn)行控制與計(jì)數(shù)，所計(jì)數(shù)值代表的即為電壓值。

同時(shí)，還有比較型電壓表，即將被測(cè)電壓和處于遞減狀態(tài)的基準(zhǔn)電壓相比較，得出被測(cè)電壓值，在經(jīng)由顯示器對(duì)該數(shù)值進(jìn)行顯示的數(shù)字電壓表。逐次比較浪費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)，往往需要若干節(jié)拍方可完成，想要在極短的時(shí)間內(nèi)完成一次測(cè)量，需要加快節(jié)拍速度。

三、數(shù)字電壓表的性能與特點(diǎn)

3.1準(zhǔn)確度較

與模擬式電壓表相比，數(shù)字電壓表具有的突出優(yōu)勢(shì)之一即為準(zhǔn)確度較高，例如，針對(duì)31/2位和41/2位，數(shù)字電壓表的準(zhǔn)確度高達(dá)±0.1%和±0.02%。

3.2擴(kuò)展能力強(qiáng)

以數(shù)字電壓表為基礎(chǔ)，根據(jù)實(shí)際需求，可將其擴(kuò)展成為不同類(lèi)型的智能儀器、用用數(shù)字儀表、數(shù)字多用表、專(zhuān)用數(shù)字儀表等。若經(jīng)由轉(zhuǎn)換電路，完成對(duì)交直流電流和電壓的測(cè)量，則可以通過(guò)特性運(yùn)算的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)功率、有效值、峰值和其他數(shù)值的計(jì)算。另外，經(jīng)由變化適配還能夠?qū)ο辔弧⒅芷?、頻率等因素進(jìn)行測(cè)量。3.3輸入阻抗高通過(guò)調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)絕大多數(shù)的數(shù)字電壓表而言，10~10000MΩ為常見(jiàn)輸入阻抗，當(dāng)然，輸入阻抗的值可以達(dá)到1TΩ。在測(cè)量過(guò)程中，僅僅在被測(cè)電路吸取極小的電流，這樣做的優(yōu)勢(shì)在于被測(cè)信號(hào)源自身的工作狀態(tài)不會(huì)受到不必要的影響，進(jìn)而在很大程度上減少信號(hào)源內(nèi)阻導(dǎo)致測(cè)量出現(xiàn)誤差的幾率。3.4分辨率較高數(shù)字電壓表的分辨率指的是（除零之外）數(shù)字電壓表能夠顯示數(shù)字的最小至和值的百分比。對(duì)數(shù)字電壓表而言，位于電壓量程末位的1個(gè)字，代表的電壓值能夠?qū)x表的靈敏度進(jìn)行反應(yīng)，除此之外，隨著顯示位數(shù)的逐漸增加，末位字還會(huì)有所提高。

3.3顯示直觀、清晰

與指針電壓表相比較而言，數(shù)字電表壓的優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在能夠避免視察或其他人為的測(cè)量誤差，使讀數(shù)能夠保有相應(yīng)的準(zhǔn)確性和客觀性。另外，數(shù)字電壓表還與人們?nèi)粘Ｉ钪械淖x數(shù)習(xí)慣更加貼合，可以在很大程度上縮短讀數(shù)以及記錄所需的時(shí)間。當(dāng)然，標(biāo)志符顯示也是數(shù)字電壓表的又一項(xiàng)優(yōu)異性能，借助于這一性能，人們能夠?qū)μ厥夥?hào)、單位符號(hào)、測(cè)量項(xiàng)目符號(hào)直接進(jìn)行讀取。

3.4具有較強(qiáng)的抗力

51/2位以下數(shù)字電壓表，絕大多數(shù)采用的均為積分式的A/D轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的串模抑制比與共模抑制比，分別為100dB與80~120dB。除此之外，部分高檔數(shù)字電壓表還應(yīng)用了以浮地保護(hù)和數(shù)字濾波為代表的*科學(xué)技術(shù)，有效提升了抗力。

3.5集成度較高

現(xiàn)階段所應(yīng)用的數(shù)字電壓表，大多數(shù)均采用了CMOS集成電路，與指針電壓表相比，集成度高且功耗極低。

3.6測(cè)量速率快

首先需要了解測(cè)量速率的含義，測(cè)量速率指的是以秒為單位，數(shù)字電壓表針對(duì)被測(cè)電壓所完成的測(cè)試次數(shù)，單位為次/s。能夠?qū)y(cè)量速率產(chǎn)生直接影響的因素主要是A/D轉(zhuǎn)換器所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換速率，該轉(zhuǎn)換速率的倒數(shù)即為測(cè)量周期。31/2位與51/2位的數(shù)字電壓表具有的測(cè)量速率分別是幾次/s和幾十次/s。81/2位的數(shù)字電壓表，通過(guò)降位的方式使測(cè)量速率得到了大幅度提升，該數(shù)字電壓表的測(cè)量速率高達(dá)10萬(wàn)次/s。

通過(guò)對(duì)上文所敘述的內(nèi)容進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，數(shù)字電壓表的出現(xiàn)是社會(huì)發(fā)展的必然結(jié)果。數(shù)字電壓表不僅彌補(bǔ)了指針電壓表在準(zhǔn)確度、集成度等方面存在的不足，還與計(jì)算機(jī)進(jìn)行了結(jié)合。文章主要從測(cè)量速率、抗力、分辨率、擴(kuò)展能力幾個(gè)方面，分別闡述了數(shù)字電壓表的性能和特點(diǎn)，隨著技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電壓表必然會(huì)表現(xiàn)出更為優(yōu)良的性能。

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