U KMS
1 T 2 U (t )dt T 0
比，主要优点是：
(1) 输入阻抗高，一般直流输入阻抗可达20 MΩ以上。 (2) 分辨力高，可精确到百分之一，即在10 V挡，可分 辨到0.1 V，而指针式的模拟万用表的分辨力为最小刻度间 隔所代表的电压值的一半，量程越大，分辨力越低。
第3章 电流、电压与功率测量 3. 示波器的直流电压挡特别适用于观察较大幅度的
直流电压信号或含有交流成份的直流电压信号。
4. 电子电压表一般为数字式仪表，输入端设有由场 效应管电路组成的阻抗隔离电路和放大电路，因而具 有较高的输入阻抗和灵敏度，适用于在电子电路中测 量高内阻电路的电压。
第3章 电流、电压与功率测量
3.4 交流电压的测量
3.4.1 交流电压的特征与量值表示 常见电压的波形如图3.10所示。
第3章 电流、电压与功率测量
正弦波
脉冲波
方波
三角波
低频噪声波
阶梯波
图3.10 常见电压的波形
第3章 电流、电压与功率测量 2. 交流电压幅度值的相对大小常用峰-峰值、平均值
和有效值来表示。
1) 峰-峰值UP-P 峰-峰值表示信号的最大值与最小值的差。对于对 称的正弦信号来说，更常用的是峰值UP，其等于1/2的 UP-P。如U(t)=Acosωct，则有UP-P=2 A，UP=1 A。
Ux改变为：
R0 1 Ux ( )U x R0 Rx 1 3.3.2 直流电压测量仪表 1.模拟式万用表
在图 3.9 所示分压电路中，使用 MF500-B 型万用表
的100 V挡进行测量，该仪表的灵敏度为10 kΩ/V，可 以推算出在100 V挡的输入电阻为100×10=1000 kΩ=1 MΩ，
第3章 电流、电压与功率测量 2)
U
设电压信号为U（t），其周期为T，
1 T U U (t )dt T 0 1 U T
（3-2）

T
0
U (t ) dt
（3-3）
第3章 电流、电压与功率测量 3) 有效值URMS 有效值指的是信号的均方根值（RMS）。电压信号的有 效值用URMS表示，
流电流的大小，间接地检测出高频电流的大小，具体
原理如图3.5所示。
第3章 电流、电压与功率测量
G D E
A
C
B
图3.5 热电偶电表原理
第3章 电流、电压与功率测量
3.3 直流电压的测量
3.3.1 直流电压的测量原理与方法 一般来说，直流电压测量是将直流电压表直接跨 接在被测电压的两端，由直流电压表读出被测电压的 值。因此，电压测量是一种最简便的电参数测量，其 过程如图3.6所示。
第3章 电流、电压与功率测量
＋
Ux
－
＋ 电压 表
－
图3.6 电压测量
第3章 电流、电压与功率测量 当其与适当的分压电阻相配合时，即组成了直流 电压表，如图3.7所示。
第3章 电流、电压与功率测量
＋ －
Ux
R1 直流电流表 － A ＋ Rg
R2
R3
R4
R5
图3.7 基于直流表的直流电压表构成框图
第3章 电流、电压与功率测量 设被测电路可等效为内阻为 Rx ，开路电压为 Ux 的 电压源，直流电压表的等效内阻为 R0 ，则测量的完整
电路简化为图3.8。
第3章 电流、电压与功率测量
直 流 电 压 表
R0 ＋ A －
＋ －
E
Rx
图3.8 直流电压表测量电路
第3章 电流、电压与功率测量 由图3.8 可知，当直流电压表并接于被测电路两端 时，由于 R0 的存在，
第3章 电流、电压与功率测量
I ＋ E － R E ＋ －
I
＋
A
－
R
(a)
(b)
图3.2 电流表内阻的影响
第3章 电流、电压与功率测量 3.1.2 模拟直流电流表的工作原理 直流电流表多数为磁电式仪表，磁电式仪表一般由可动 线圈、游丝和永久磁铁组成。线圈框架的转轴上固定一个读 数指针，当线圈流过电流时，在磁场的作用下，可动线圈发 生偏转，带动上面固定的读数指针偏转，偏转的角度与通过 可动线圈的电流成正比。模拟直流电流表具有不需电池驱动、 显示稳定等优点，同时亦存在非线性误差大、容易损坏等缺 点。 3.1.3 数字万用表测量直流电流的原理 数字万用表是用电子技术来检测直流电流的。通常在直 流电流挡，对外电路来说，数字万用表仅相当于一个取样电 阻 RN （不同的量程 RN 的值不同），测量时 RN 上有电压信号 Ui=IRN，其测量过程如图3.3所示。
第3章 电流、电压与功率测量
第 3章
3.1 直流电流的测量 3.2 交流电流的测量
3.3 直流电压的测量
3.4 交流电压的测量 3.5 功率测量 3.6 数字万用表的特点与技术原理 思考题3
第3章 电流、电压与功率测量
3.1 直流电流的测量
3.1.1 直流电流测量的原理与方法 其过程如图3.1
第3章 电流、电压与功率测量
第3章 电流、电压与功率测量
Ui
预处理
A/D 转换器
数字量
显示
图3.3 数字万用表测量原理框图
第3章 电流、电压与功率测量
3.2 交流电流的测量
3.2.1 低频交流电流的测量原理和方法 图3.4所示的交直流转换电路。
第3章 电流、电压与功率测量
－
A
＋
图3.4 交直流转换电路
第3章 电流、电压与功率测量 3.2.2 高频交流电流的测量原理和方法 我们可以通过测量这种与高频电流密切相关的直
1000 500 R2 // Ri 100 1000 500 100 40V 1000 500 R1 R2 // Ri 500 1000 500
第3章 电流、电压与功率测量
R1 5 00 k
＋
1 00V
－
R2 5 00 k
＋
V
－
图3.9 高内阻电路的电压测量
第3章 电流、电压与功率测量 2. 数字万用表均有电流电压测量挡。与模拟式万用表相
A
图3.1 直流电流测量
第3章 电流、电压与功率测量 设电流表的内阻为 r ，在图 3.2 （ a ）所示的测量电路 中，原电路中电流I=E/R，而在图3.2（b）所示的电路中， 电流改变为I′=E/(R+r) ，两者的误差为
E E Er E 1 I R R r R( R r ) R 1 R / r