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數字電壓表方案開發(fā)
在對電量進行測量的過程中，內容包括電流、電壓與頻率，其中，測量頻率最高的因素為電壓量。隨著科學技術的進步，測量高精度電壓成為了各行各業(yè)共同面臨的測量工作難點，由數字表面代替指針表面，將測量數值顯示在液晶面板或是數碼管上的數字電壓表有著重要的推廣價值。
數字電壓表的基本規(guī)格參數
電壓測量范圍：0V-100V
電流測量范圍：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、數字電壓表的概述
數字電壓表指的是利用數字化的測量技術，將連續(xù)模擬量向不連續(xù)數字形式進行轉換，并予以顯示的電壓表。隨著社會的進步，在過去較長一段時間內使用頻率極高的指針電壓表，讀數不方便、精度較低、功能相對單一等缺點逐漸顯露出來，已經無法滿足當今社會具有的需求，數字電壓表的出現有效解決了上述問題。利用單片機制作而成的數字電壓表，不僅具有準確度較高、擴展能力強、集成度較高、抗干擾能力強的特點，還能夠與計算機進行實時的通信，這與社會發(fā)展方向不謀而合?，F階段，數字電壓表已經得到了自動測試系統(tǒng)、電子電工測量等諸多領域所認可，并在應用的過程中取得了良好的效果。
二、數字電壓表的分類
數字電壓表的種類較多，對其進行劃分的依據也較多，常見的分類方式包括以下幾種：①根據測量速度劃分，將數字電壓表分為低速和高速；②根據位數劃分。將數字電壓表分為3/2位、5位和8位；③根據質量和體積劃分，將數字電壓表分為臺式、便攜式和袖珍式。
通常來說，數字電壓表的劃分依據主要是A/D轉換方式，根據A/D轉換方式可將數字電壓表劃分為間接轉換和直接轉換兩種，其中，間接轉換又被分為電壓-頻率變換以及電壓-時間變換。電壓-頻率變換指的是在測量過程中將被測電壓向頻率值進行轉換，然后再通過頻率表將頻率值顯示出來，與此同時，還能夠對電壓值做出反應。電壓-時間變換指的是在測量過程中將被測電壓向時間間隔進行轉換，電壓越大，時間間隔越大，再根據時間間隔的大小對定時脈沖進行控制與計數，所計數值代表的即為電壓值。
同時，還有比較型電壓表，即將被測電壓和處于遞減狀態(tài)的基準電壓相比較，得出被測電壓值，在經由顯示器對該數值進行顯示的數字電壓表。逐次比較浪費的時間較長，往往需要若干節(jié)拍方可完成，想要在極短的時間內完成一次測量，需要加快節(jié)拍速度。
三、數字電壓表的性能與特點
3.1準確度較
與模擬式電壓表相比，數字電壓表具有的突出優(yōu)勢之一即為準確度較高，例如，針對31/2位和41/2位，數字電壓表的準確度高達±0.1%和±0.02%。
3.2擴展能力強
以數字電壓表為基礎，根據實際需求，可將其擴展成為不同類型的智能儀器、用用數字儀表、數字多用表、專用數字儀表等。若經由轉換電路，完成對交直流電流和電壓的測量，則可以通過特性運算的方式，實現對功率、有效值、峰值和其他數值的計算。另外，經由變化適配還能夠對相位、周期、頻率等因素進行測量。3.3輸入阻抗高通過調查可以發(fā)現，對絕大多數的數字電壓表而言，10~10000MΩ為常見輸入阻抗，當然，輸入阻抗的最高值可以達到1TΩ。在測量過程中，僅僅在被測電路吸取極小的電流，這樣做的優(yōu)勢在于被測信號源自身的工作狀態(tài)不會受到不必要的影響，進而在很大程度上減少信號源內阻導致測量出現誤差的幾率。3.4分辨率較高數字電壓表的分辨率指的是（除零之外）數字電壓表能夠顯示數字的最小至和最大值的百分比。對數字電壓表而言，位于最低電壓量程末位的1個字，代表的電壓值能夠對儀表的靈敏度進行反應，除此之外，隨著顯示位數的逐漸增加，末位字還會有所提高。
3.3顯示直觀、清晰
與指針電壓表相比較而言，數字電表壓的優(yōu)勢還體現在能夠避免視察或其他人為的測量誤差，使讀數能夠保有相應的準確性和客觀性。另外，數字電壓表還與人們日常生活中的讀數習慣更加貼合，可以在很大程度上縮短讀數以及記錄所需的時間。當然，標志符顯示也是數字電壓表的又一項優(yōu)異性能，借助于這一性能，人們能夠對特殊符號、單位符號、測量項目符號直接進行讀取。
3.4具有較強的抗干擾能力
51/2位以下數字電壓表，絕大多數采用的均為積分式的A/D轉換器，該轉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，部分高檔數字電壓表還應用了以浮地保護和數字濾波為代表的先進科學技術，有效提升了抗干擾能力。
3.5集成度較高
現階段所應用的數字電壓表，大多數均采用了CMOS集成電路，與指針電壓表相比，集成度高且功耗極低。
3.6測量速率快
首先需要了解測量速率的含義，測量速率指的是以秒為單位，數字電壓表針對被測電壓所完成的測試次數，單位為次/s。能夠對測量速率產生直接影響的因素主要是A/D轉換器所對應的轉換速率，該轉換速率的倒數即為測量周期。31/2位與51/2位的數字電壓表具有的測量速率分別是幾次/s和幾十次/s。81/2位的數字電壓表，通過降位的方式使測量速率得到了大幅度提升，該數字電壓表的測量速率高達10萬次/s。
通過對上文所敘述的內容進行分析可以發(fā)現，數字電壓表的出現是社會發(fā)展的必然結果。數字電壓表不僅彌補了指針電壓表在準確度、集成度等方面存在的不足，還與計算機進行了結合。文章主要從測量速率、抗干擾能力、分辨率、擴展能力幾個方面，分別闡述了數字電壓表的性能和特點，隨著技術的發(fā)展，數字電壓表必然會表現出更為優(yōu)良的性能。
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