3204数字电压表

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资料介绍

在电量测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最为经常。而且随着电子技术的发展，更是经常需要测量高精度的电压，所以数字电压表是一种必不可少的测量仪器。数字电压表（DigitalVoltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式电压表功能单一，精度低，读数不方便。不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，其精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信等优点。目前，由各种单片A/D转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，显示出强大的生命力

DVM的种类有多种，分类方法也很多，有按位数分的，如3/2位、5位、8位；有按测量速度分的，如高速、低速；有按体积、重量分的，如袖珍式、便携式、台式。但通常是按A/D转换方式的不同将DVM分成两大类，一类是直接转换型，也称比较型；另一类是间接转换型，又称积分型，包括电压－时间变换（VT变换）和电压－频率变换（V-f变换）。

（1）逐次逼近比较型逐次逼近比较型电压表是利用被测电压与不断递减的基准电压进行比较，通过比较最终获得被测电压值，然后送显示器显示的。虽然逐次比较需要一定时间，要经过若干个节拍才能完成，但只要加快节拍的速度，还是能在瞬间完成一次测量的。

（2）电压－时间变换型所谓电压－时间变换型是指测量时将被测电压值转换为时间间隔△t，电压越大，△t越大，然后按△t大小控制定时脉冲进行计数，其计数值即为电压值。电压－时间变换型又称为V－T型或斜坡电压式。

（3）电压--频率变换型所谓电压－频率变换型是指测量时将被测电压值转换为频率值，然后用频率表显示出频率值，即能反映电压值的大小，这种表又称为V－f型。

数字电压表之所以倍受青睐是有如下几个特点：

（2）准确度高：数字电压表的准确度远优于模拟式电压表。例如，3½位、4½位DVM的准确度分别可达±0.1%、±0.02%

（3）分辨率高：分辨率是指所能显示的最小数字（零除外）与最大数字的百分比。数字电压表在最低电压量程上末位1个字所代表的电压值反映仪表灵敏度的高低，且随显示位数的增加而提高。

（4）扩展能力强：在数字电压表的基础上可扩展成各种通用及专用数字仪表、数字多用表（DMM）和智能仪器，以满足不同的需要。如通过转换电路测量交直流电压、电流，通过特性运算可测量峰值、有效值、功率等，通过变化适配可测量频率、周期、相位等。

（5）测量速率快：数字电压表在每秒钟内对被测电压的测量次数叫测量速率，单位是“次/s”。主要取决于A/D转换器的转换速率，其倒数是测量周期。3½位、5½位DVM的测量速率分别为几次每秒、几十次每秒。8½位DVM采用降位的方法，测量速率可达10万次/s 。

（6）输入阻抗高：数字电压表的输入阻抗通常为10MΩ～10000MΩ，最高可达1TΩ。在测量时从被测电路上吸取的电流极小，不会影响被测信号源的工作状态，能减小由信号源内阻引起的测量误差。

（7）抗干扰能力强：5½位以下的DVM大多采用积分式A/D转换器，其串模抑制比（SMR）、共模抑制比（CMR）分别可达100dB、80dB～120dB。高档DVM还采用数字滤波、浮地保护等先进技术，进一步提高了抗干扰能力，CMR可达180dB 。

（8）集成度高，微功耗：新型数字电压表普遍采用CMOS大规模集成电路，整机功耗很低