交流电压表工作原理

 交流电压表简介

交流电压表（AC volteter）也称为高频毫伏表（high frequency millivoltmeter），用于测量交流电压，交流电压表也有模拟表与数字表之分，模拟表内部采用模拟电路，显示方式为指针式；数字表内部采用数字电路，显示方式为数字显示。

基本结构

表盘

交流电压表，在表盘的最下方有一个可以用改锥调节的旋钮，叫做机械调零，当仪器通电以后，将表笔短路，此时表针应该指向零电压处，仪器不通电时，表针也应该指向零电压处，如果不是，则用改锥将其调节到零。

表盘上一共有四个刻度，上面两条是电压刻度，下面两条是分贝刻度，第一条刻度针对量程为1的档位，如100V，10V，1V，100mV，10mV，和1mV档位，都应该从第一条刻度读取数据，第二条刻度针对量程为3的档位，如300V，30V，3V，300mV，30mV，和3mV档位，都应该从第二条刻度读取数据。

表盘上的第三条刻度和第四条刻度的读取有点特别，其方法是，将表针处的读数加上档位值才是最终结果。

测量方式

交流电压表一般具有电压测量和电平测量，电压测量是指测量电压的绝对量，电平测量是指测量电压的相对量。交流电压表的频率范围高端一般为1—2MHz，低端一般为20Hz。不能测量直流，交流电压表的输入电阻典型值为1M欧，这在一般的场合已经足够了。除非被测节点的内阻很大，例如，达到上百千欧姆，此时电压表的输入电阻对被测电阻的影响开始显著了，从而导致测量不准确。

量程开关

量程档位分为电压档位和分贝档位，电压档位右边的单位是V，左边的单位是mV，分贝档位右边是正的分贝数，左边是负的分贝数，对于分贝档位，无论是电压分贝还是功率分贝，档位值划分完全相同，档位值表示处于该档位时的最大测量范围。［2］

单位

交流电压表的单位主要有V，mV，但在工程上对于电压或功率的测量的表示除了采用电压的实际值表示之外，还通常采用分贝（dB）表示，用分贝表示的电压也称为“电平”，采用分贝能够比较方便的表示范围很大的电压或功率。

交流电压表工作原理

我们测量交流电压，一般以交流有效值表示，因为交流220V和直流220V点燃一个相同的灯泡发光效果一样。也就是产生的电功率相同。根据公式：功率P=U2/R对交流电来说，是每瞬间的电功率之和（一个周期分成N个点，每点功率之和按N平均，我们又称之为均方根值。

 

我们用指针万用表测量交流电压，测量原理如下图所示。

将交流电先检波成脉动直流电，电流表头Al指针的偏转是和电流成正比，由于机械惯性，每瞬间偏转力的平均效果相当于一个直流电通过表头偏转的效果，我们称之为平均值：

表头是按平均值来偏转的，我们要读取的是有效值，两者之间差一个系数，称之为波形系数．对于常见的正弦波来说，波形系数为1.11，即U/U=l.ll．表头读数要扩大1.11倍才是有效值．改电表刻度不容易实现，常用的方法是提前将电阻Rl缩小（全波0.9倍，半波0.45倍），根据欧姆定律，I=U/R 1，输入电流因分母减小而加大，（全波1.11倍，半波2.22倍），从图1中看到，先加大后打9折或4.5折后，刻度正好指示交流电的有效值。

为了验证这一事实，用万用表交流25V档测量9V电池，全波检波的情况显示10V左右（电池正反接一样）而半波情况显示20V左右（电池正接才有指示）。普通数字万用表测量交流电压的原理与指针表类似，除准确度高外主要区别有两点，①输入阻抗高②检波线性好。我们在测量时往往忽略“平均值电压表”这一特点，万用表直接读取非正弦波电压读数，造成误差。特别是方波，电压表读数10V，实际电压9V有约10%的误差。