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4 种常见万用表技术 的优缺点. 前3种采用的方法是将交流转 换为直流;

最后一种是将模拟输入信号转 换为数字输入信号, 然后计算有效值. 热交流至直流转换器 这种传统技术使用等热值法来测量有效 值. 交流信号会使热电偶温度上升, 然后 仪表的直流部分将读取热电偶输出. 这一 方法的优点包括宽带宽和能够处理非常高 的波峰因数, 这意味着该方法能够计算各 类真实信号的真有效值. 等热值法的缺点是成本较高, 在权衡测量 速度和低频精度时不够灵活.由于这些 原因,最新一代数字万用表没有采用该 技术. 如果您需要高精度地测量高带宽和高波峰 因数信号, 您可以寻求合适的热模型. 如 果高精度对您很重要, 您可以考虑数字采 样的万用表. 峰值和平均值交流至直流转换器 经济实惠的仪表, 特别是经济实惠的手持 式仪器, 通常根据峰值或平均值来计算有 效值电平. 它们仅能计算无失真的纯正弦 波的真有效值. 如果您需要对真实环境中 的信号进行真有效值测量, 这些仪表并不 适用. 模拟交流至直流转换器 很多中档数字万用表使用一连串的模拟电 路来计算平方值, 再计算其平均值, 最后 计算平均值的平方根, 提供几乎所有信号 类型的真有效值. 更好地进行交流有效值测量的技巧

05 | 是德科技 | 使用数字万用表更好地进行交流有效值测量――应用指南 第一触发点 第二触发点 数字采样 最后这个方法采用与数字示波器类似的采 样技术, 都是创建一组通过有效值算法发 送的数据点. 同步采样使用多个通路来捕 获信号, 如图

3 所示. 每个后面的通路都 会有轻微时延, 当拥有足够的通路时, 信 号能够以非常高的分辨率进行数字化. 这项技术具有众多优势: 提供广泛信号的 真有效值;

高精度;

即使使用较慢的模数 转换器也能支持快速、 高效的采样率和 更宽带宽. 但是, 这一方法仅适用于重复 信号. 如果精确的有效值测量对于您很重要, 您 可能需要测量脉冲串和其他复杂的信号, 此时真有效值仪表是您唯一的解决方案. 另一方面, 使用峰值或平均值响应仪表可 能会节省资金. 您需要牢记的是这些仪表 具有或不具有哪些功能. 第2个技巧: 了解信号如 何影 响您的测量质量. 让我们来看几个不同的信号, 首先是正弦 波.纯正弦波的波峰因数为 1.414, 峰值 响应仪表仅需定标 Vpk 值就能提供精确 的有效值. 如果 Vpk 值是

500 mV, 我们估 计有效值大约为

350 至357 mV (此范围 考虑了所用信号发生器的不精确度) .不 出所料, 真有效值仪表获得的信号读数为 353.53 mV. 价格较低的平均值响应仪表 得到的信号读数为

351 mV. 与纯正弦波不同, 图4中的三角波拥有部 分高频能量, 因此波峰因数为 1.732, 完全 在意料之内.将峰值除以波峰因数, 得出 预计的有效值为大约

290 mV.现在, 平 均响应仪表开始出现问题, 其信号读数为

276 mV, 与真有效值仪表 288.68 mV 的读 数相比, 出现 4% 的误差. 现在让我们看一下脉冲串, 此处的波峰因 数取决于占空比. 您可以通过下列公式获 得与波峰因数接近的近似值: 其中: CF = 波峰因数 T = 波形周期 t = 此周期中有信号的部分 图4. 测量三角波的有效值 图3. 数字采样 T CF t ?

06 | 是德科技 | 使用数字万用表更好地进行交流有效值测量――应用指南 它也等于占空比倒数的平方根. 因此, 以图5中的脉冲串为例, 其占空比为 2%, 波 峰因数就是