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电气工程概论;第六章 电气测量技术;电气工程概论 第六章电气测量技术;电气工程概论 第六章电气测量技术;电气工程概论 第六章电气测量技术; 第一节 电磁参数的测量 ; 电路参数是指电阻、电容和电感三种根本参数，也是描述网络和系统的重要参数。为了实现对其的精确测量，目前普遍采用数字化测量，对于电路参数的数字化测量是通过把被测参数转化成直流电压或频率后进行测量的。 ;1、比例运算器法;2、积分运算器法 ;3.用集成芯片7106组成的多量程电阻测量电路;电气工程概论 6.1 电磁参数的测量;〔二〕电容的测量;图6—4 用恒流法测量电容的原理图;〔三〕电感的测量 ;; 在t=0时合上开关，电感中的电流i将按指数曲线上升，其最大值为I。从图中可看出，在开始阶段变化的曲线和t=0时刻的切线根本重合。I’与i交点的横坐标为△T，从图中可知 ;二、 频率和相位的测量;图6—6 计数法测量频率原理图;图6—7 计数法测量频率的各点波形图;从图中可以看出，它是由以下几局部组成： 〔1〕输入通道 一般由通道放大电路和整形电路组成，整形前方波信号的幅度应与主闸门的逻辑输入开门信号相匹配。 〔2〕时间基准电路 通常采用石英晶体振荡器经整形和一系列的分频电路构成时间基准。 〔3〕控制电路 用来使主闸门在所选择的基准时间内翻开，使整形后的被测脉冲信号通过并送往计数器计数，而显示器的小数点受时间基准选择电路同步控制，所以即使选用不同的时间基准，显示器上仍能显示被测频率的值。;〔4〕工作原理 首先将被测频率fx其波形经整形放大后使它变为一组系列脉冲，可便于脉冲计数器计数。该计数器只在控制门开启时才能对被测频率fx的脉冲计数。控制门开启时间是由石英振荡器产生的标准脉冲经脉冲(周期为T0)分频器分频以后得到的。假设分频倍数为K倍，那么控制门开启时间为TD=KT0，在这一段时间内脉冲计数器进行计数，其值为 N=TDfx 如果选TD＝1s，那么可把上式写为 N=fx 所计数值可由数码管直接显示出来。这种方法具有采样速度快，便于多路输入，对于自动测量、遥远测量均极为方便。;〔二〕相位的测量 相位是交流信号的一个重要的参数，相位的数字化测量应用类似频率计测量时间的原理。利用相位-频率转换器测量的原理如图6—8所示。;由图可知，被测相位为： ;从上式中可以看出，该测量方法的精确度直接受时标频率的影响。 例如，精度要求为0.10。那么要求T0/T≤0.10/3600,f0≥3600fx，即当被测信号频率增大时，时标信号频率相应加大到3600倍。 当输入信号为正弦波或三角波时，必须首先经过整形变为方波信号。转换时的门限电平的漂移会给测量带来较大的误差。;三、电压的测量;图6—9 半波线性检波器 (a) 原理图；(b)线性检波特性图; 图6—9所示电路为反相半波检波器，当输入信号Ui0时，运放的输出电压Ui’0，二极管VD2导通，VD1截止，运放处于深度负反响状态，检波器的输出电压Uo=0。当Ui0时，VD2截止，VD1导通，Uo=－〔R2/R1〕Ui，即输出电压与输入电压成正比，实现了线性检波。其中VD1为检波二极管，由于它接至运放组成的反相比例放大器的深度负反响环内，所以有效地克服了非线性。VD2的接入是为了防止当Ui0时由于VD1的截止，造成运算放大器的开环使用。;2、交流电压有效值的测量 ;图6—10 有效值检波器的原理图;将UM分解为傅里叶级数后的直流分量为;3、交流电压的峰值的测量;式中， —放电回路的时间常数 —充电回路的时间常数 —被测信号的最大周期 —被测信号的最小周期 那么，Uo即为Ui的峰值。;〔二〕脉冲电压的测量 ; 图6—12 脉冲电压保持器 图6—13 具有自动放电功能的脉冲幅值保持电路; 上述是脉冲峰值保持电路，保持峰值最高的脉冲的幅值。幅值最高的脉冲出现后，如果跟着出现一系列幅值较低的脉冲，上述电路就无法反响。为了克服这一缺点，可用图6—13具有自动放电功能的脉冲幅值保持电路。图中，场效应管V1、V2均为源极输出器，具有很高的输入阻抗和很低的输出阻抗，VD是检