1) digital potentiometer
数字式电势计
2) digital voltmeter
数字电压表,数字式电位计,数字伏特计
3) dual digital potentiometer
双数字式电位计;双数字式分压计
4) DVOM Digital Volt/Ohm Meter
数字式电压电阻计
5) potentiometric
电势计式的
6) function potentiometer
函数电势计
补充资料:数字电压表
用于测量电压的数字仪表。在科学研究或工业测试中,当需要对电压进行快速而准确的测量时,均使用这种电表。
数字电压表的类型很多,其输入电路、计数电路和显示电路基本相似,只是电压-数字转换方法不同。常见的直流电压-数字转换方法有:V-T转换法;V-F转换法和逐位逼近法。
利用这 3种方法制成的数字电压表的主要技术性能和适用场合见表。数字电压表的测量误差最小约为百分之几。测量交流电压,只需增加一个转换器,将被测交流电压转换成直流电压后再进行测量。
V-T转换法 将被测电压Ux转换成与之成比例的时段tx,由计数器对时段Δtx内标准脉冲的计数来反映被测电压的大小。V-T 转换法又可分为线性电压扫描法和双斜积分法。
①线性电压扫描法:其原理框图见图1a。将线性扫描电压源产生的由负值上升、斜率为α的线性电压Ux分别送至两个电压比较器。在Ux经过零值和经过被测电压值Ux的瞬间(图1b),两个电压比较器分别产生电压脉冲Pa和Pb。Pa用于开启控制门,Pb用于关闭控制门。电压Ux就转换成与之成比例的控制门开启的时段Δtx。在时段Δtx内,标准脉冲发生器发出的周期为τx的标准脉冲通过控制门,由计数器计数。设计数器记录所得脉冲数为X,因已知α和τx值,由公式Ux=αΔtx=ατxX,即可求出被测电压Ux。线性电压扫描法较简单,但抗干扰能力差。如当被测直流电压Ux带有交流干扰信号时,关闭控制门的时刻就会发生波动,从而造成误差。
②双斜积分法:一种较好的V-T转换方法,其原理框图见图2a。先以有源积分电路对被测电压Ux在固定时段T0(图2b)内积分, 获得输出电压-U。然后将积分电路接至基准电压-Ux,给出电压脉冲Pa去开启控制门。基准电压的极性与Ux相反,当积分电路的输出电压上升至零值的瞬间,零电压比较器给出电压脉冲Pb去关闭控制门。因此,控制门的开启时段为上述对-Ux的积分时间Δtx。由于Ux、Ux均是恒定的,所以UxT0-UxΔtx=0,或Ux=(Ux/T0)Δtx。公式中Ux和T0是给定的,因而时段Δtx与被测电压Ux成比例。若计数器记录周期为τx的标准脉冲数为x,则Ux=(Ux/T0)τxx,即x与被测电压Ux成比例。如果T0取干扰信号周期的整数倍,则在对Ux积分的时段内干扰信号的积分值为零。这使双斜积分法具有优良的抗干扰性能。 V-F转换法 将被测电压Ux转换为与它成比例的频率,然后用测量频率的电路(见数字频率表)进行测量,并以数字显示测量结果。采用电量动态平衡法来实现V-F转换,其原理框图见图3a。这种方法也利用积分电路,但Ux始终接入,而-Ux 只在积分电路的输出电压-U达某一阈值-U 0时,由电压比较器发出触发信号后才接入。-Ux 每次接入的时间Tx极短暂,仅使-U暂时回升。在Tx之后,输出电压-U又逐渐下降至阈值电平-U0,而-Ux又一次短暂接入。如此循环下去,积分电路输出电压形成如图3b所示的波形。若在某一时段T 内进行考察,此时段内Ux对积分电路的充电作用为-Ux的x次放电作用所平衡,因而有Ux-xTxUx=0,或Ux=UxTx(x/T)。由于x/T具有频率的量纲,用测频率电路测定x/T,所得结果即与Ux成比例。若使T为干扰信号周期的整数倍, 则也能有效地抑制干扰。
逐位逼近法 此法与用砝码在天平上称量质量相仿。标准电压源产生一列由大到小的标准电压,相当于不同大小的砝码,因而称之为"电压砝码"。先以最大的"电压砝码"与被测电压Ux进行比较。若大于Ux,则换以较小的进行比较;反之,则保留这个电压砝码,并再补加较小的"电压砝码"进行比较。如此逐个进行下去,直至最小的一个"电压砝码"参与比较后为止。此时保留下来未被更换的全部"砝码"值的总和,与被测电压Ux基本相等。各电压砝码之间为二进制关系。图中表示在比较过程中,具有权值为23和21的"砝码"被撤换,而权值为24、22和20的"砝码"被保留下来,最终的二进制读数为10101。设最小的"电压砝码"值为1毫伏,则被测电压Ux接近等于10101(二进制)=21(十进制)毫伏。逐位逼近法的优点是可实现极快的转换,但抗干扰能力不如前几种方法。
数字电压表的类型很多,其输入电路、计数电路和显示电路基本相似,只是电压-数字转换方法不同。常见的直流电压-数字转换方法有:V-T转换法;V-F转换法和逐位逼近法。
利用这 3种方法制成的数字电压表的主要技术性能和适用场合见表。数字电压表的测量误差最小约为百分之几。测量交流电压,只需增加一个转换器,将被测交流电压转换成直流电压后再进行测量。
V-T转换法 将被测电压Ux转换成与之成比例的时段tx,由计数器对时段Δtx内标准脉冲的计数来反映被测电压的大小。V-T 转换法又可分为线性电压扫描法和双斜积分法。
①线性电压扫描法:其原理框图见图1a。将线性扫描电压源产生的由负值上升、斜率为α的线性电压Ux分别送至两个电压比较器。在Ux经过零值和经过被测电压值Ux的瞬间(图1b),两个电压比较器分别产生电压脉冲Pa和Pb。Pa用于开启控制门,Pb用于关闭控制门。电压Ux就转换成与之成比例的控制门开启的时段Δtx。在时段Δtx内,标准脉冲发生器发出的周期为τx的标准脉冲通过控制门,由计数器计数。设计数器记录所得脉冲数为X,因已知α和τx值,由公式Ux=αΔtx=ατxX,即可求出被测电压Ux。线性电压扫描法较简单,但抗干扰能力差。如当被测直流电压Ux带有交流干扰信号时,关闭控制门的时刻就会发生波动,从而造成误差。
②双斜积分法:一种较好的V-T转换方法,其原理框图见图2a。先以有源积分电路对被测电压Ux在固定时段T0(图2b)内积分, 获得输出电压-U。然后将积分电路接至基准电压-Ux,给出电压脉冲Pa去开启控制门。基准电压的极性与Ux相反,当积分电路的输出电压上升至零值的瞬间,零电压比较器给出电压脉冲Pb去关闭控制门。因此,控制门的开启时段为上述对-Ux的积分时间Δtx。由于Ux、Ux均是恒定的,所以UxT0-UxΔtx=0,或Ux=(Ux/T0)Δtx。公式中Ux和T0是给定的,因而时段Δtx与被测电压Ux成比例。若计数器记录周期为τx的标准脉冲数为x,则Ux=(Ux/T0)τxx,即x与被测电压Ux成比例。如果T0取干扰信号周期的整数倍,则在对Ux积分的时段内干扰信号的积分值为零。这使双斜积分法具有优良的抗干扰性能。 V-F转换法 将被测电压Ux转换为与它成比例的频率,然后用测量频率的电路(见数字频率表)进行测量,并以数字显示测量结果。采用电量动态平衡法来实现V-F转换,其原理框图见图3a。这种方法也利用积分电路,但Ux始终接入,而-Ux 只在积分电路的输出电压-U达某一阈值-U 0时,由电压比较器发出触发信号后才接入。-Ux 每次接入的时间Tx极短暂,仅使-U暂时回升。在Tx之后,输出电压-U又逐渐下降至阈值电平-U0,而-Ux又一次短暂接入。如此循环下去,积分电路输出电压形成如图3b所示的波形。若在某一时段T 内进行考察,此时段内Ux对积分电路的充电作用为-Ux的x次放电作用所平衡,因而有Ux-xTxUx=0,或Ux=UxTx(x/T)。由于x/T具有频率的量纲,用测频率电路测定x/T,所得结果即与Ux成比例。若使T为干扰信号周期的整数倍, 则也能有效地抑制干扰。
逐位逼近法 此法与用砝码在天平上称量质量相仿。标准电压源产生一列由大到小的标准电压,相当于不同大小的砝码,因而称之为"电压砝码"。先以最大的"电压砝码"与被测电压Ux进行比较。若大于Ux,则换以较小的进行比较;反之,则保留这个电压砝码,并再补加较小的"电压砝码"进行比较。如此逐个进行下去,直至最小的一个"电压砝码"参与比较后为止。此时保留下来未被更换的全部"砝码"值的总和,与被测电压Ux基本相等。各电压砝码之间为二进制关系。图中表示在比较过程中,具有权值为23和21的"砝码"被撤换,而权值为24、22和20的"砝码"被保留下来,最终的二进制读数为10101。设最小的"电压砝码"值为1毫伏,则被测电压Ux接近等于10101(二进制)=21(十进制)毫伏。逐位逼近法的优点是可实现极快的转换,但抗干扰能力不如前几种方法。
说明:补充资料仅用于学习参考,请勿用于其它任何用途。
参考词条