第五章 电压测量
一、填空题
1、 用一只0.5 级50V的电压表测量直流电压，产生的绝对误差≤__伏。 答案： 0.25
2、 用峰值电压表测量某一电压，若读数为1V，则该电压的峰值为____伏。
答案： 1.41
3、采用某电压表（正弦有效值刻度）测量峰值相等（Vp=5V）的正弦波、方波、三角波，发现读数相同，则该表为____检波方式，读数____。
答案： 峰值 3.53V
4、.峰值电压表的基本组成形式为________式。
答案： 检波—放大
5、均值电压表的工作频率范围主要受_______的限制，而灵敏度受放大器_______ 的限制。
答案： 宽带放大器带宽 内部噪声
6、在150Ω的电阻上，测得其电压电平为+20dBv，其对应的功率电平应为________。
答案： +26dBm
7、某数字电压表的最大计数容量为19999，通常称该表为________位数字电压表；若其最小量程为0.2V，则其分辨力为________ 。
答案： (或四位半) , 10μV
8、DVM测量系统输入端采取 的措施，是提高CMR的行之有效的方法。
答案： 浮置 答案： 15.12V
9. 四位半的DVM测量15V的稳压电源电压为15.125V，取四位有效数字时其值为 。
二、判断题：
1、 对双积分式DVM来说，串模干扰的最大危险在低频。（ ）√
2、 数字电压表的固有误差由两项组成，其中仅与被测电压大小有关的误差叫读数误差，与选用量程有关的误差叫满度误差。（ ）√
3、 峰值电压表按有效值刻度，它能测量任意波形电压的有效值。（ ）√
4、 积分式DVM对一定的积分时间T，干扰频率越高，SMR越大。（ ）×
5、 有效值电压表适应于非正弦波的电压测量，其电压刻度与被测电压波形无关。（ ）×
6、双斜式DVM中，其平均特性可以抑制共模干扰影响。（ ）√
7、双积分式DVM中变换结果与积分器积分元件RC有关，但其积分器线性不好也不会引起测量误差。（ ）×
8、对于双积分式DVM，对输入信号积分的时间只有等于工频（50Hz）的周期时，才能抑制工频干扰。（ ）×
9. 一台四位半的DVM，基本量程为2V，则其具有超量程能力。( ) × 四位半的DVM显示为19999，若基本量程为2V，则不能再超过此值。 三、选择题：
1、交流电压的波峰因素Kp定义为____。( C )
A:峰值/平均值 B:有效值/平均值 C:峰值/有效值 D:平均值/峰值
2、波形因素为______。( B )
A:平均值与有效值之比 B:有效值与平均值之比 C:峰值与平均值之比 D:峰值与有效值之比
3、设测量电压时的相对误差的γ，则其分贝误差γ[dB]= ____。( B ) A: 20lg? B: 20lg(1??) C: 10lg? D: 10lg(1??)
4、DVM的固有误差表示为?V＝±（?%Vx??%Vm），其中第一项?%Vx 称为 ( B )。 A:满度误差； B:读数误差； C:量化误差； D:零漂误差。
5、交流电压V(t)的有效值的表达式为_____。( D )
TTT1A:
T
1v(t)dt B: ?T0?v02(t)dt C:
1v(t)dt D: T?012v(t)dt T?0T6、一台5位DVM，其基本量程为10V，则其刻度系数（即每个字代表的电压值）为_____mv/字。( B )
A:0.01 B:0.1 C:1 D:10
7、一台5位半DVM，其基本量程为2V，则其刻度系数（即每个字代表的电压值）为_____mV/字。( A )
A:0.01 B:0.1 C:1 D:10
8、DMM的串模抑制比定义为20lgUa ，其中Ua 和Ub 分别表示（ ）。( A ) UbA:干扰电压峰值和由干扰电压引起的最大测量误差 B:干扰电压峰值和干扰电压平均值 C:干扰电压有效值和干扰电压最大值 D:由干扰电压引起的平均测量误差和最大测量误差
9、根据dB及dBm的定义，当负载阻抗为____时，dB=dBm。( D ) A:75Ω B:150Ω C:300Ω D:600Ω
10、在双斜式积分DVM中，积分过程可简述为____。( B )
A: 对被测信号定斜率正向积分，对基准电压 定时反向积分
B: 对被测信号定时正向积分，对基准电压 定斜率反向积分 D: 对被测信号定斜率正向积分，对基准电压 定斜率反向积分
11、一台4( C )。
A:±1mV B:±2mV C:±0.1mV D:±0.2mV
12. ( C )电压表的一个缺点是对信号波形的谐波失真所引起的波形误差非常敏感。 A:平均值 B:有效值 C:峰值 D:选频电平
13. 数字多用表中，电阻的测量通常采用( C )来实现。 A:恒流源通过电阻测电压； B: 恒压源加于电阻测电流； C:R-T变换法； D:电桥平衡法。
四、简答题
1. 由交流电压表测量的基本模式入手，阐述电压表怎样实现交流电压的测量的。并举一例子(某电压表)说明表头是如何刻度的？
①由直流微安表和分压表及分压电阻构成最基本的直流电压表； ②再通过AD/DC变换器后接直流电压表；
③不同的ADDC变换就派生出各种不同类型的交流电压表。 交流电压表一般都要求以正弦波的有效值定度表头刻度。
如：峰值检波电压表的表头偏转是正比于被测电压峰值的，所以示值U??若被测Up～是任意波的峰值，则示值U?无直接物理意义。
5-18 基本量程为10.000V的四位斜坡电压式DVM中，若斜坡电压的斜率为10V/40ms，问时钟频率应为多少？当被测直流电压Ux=9.256V 时，门控时间及累计脉冲数各为多少？
★ 设一台基于单斜A/D转换器的4位DVM，基本量程为10V，斜波发生器的斜率为10V/100ms，试计算时钟信号频率。若计数值N=5123，则被测电压值是多少？P203
C: 对被测信号定时正向积分，对基准电压 定时反向积分
1 位DVM，因有误差为±（0.01%读数+1字），则在2V量程上的满度误差为 2Up～2
[解] 4位DVM即具有4位数字显示，亦即计数器的最大值为9999。 满量程10V（即A/D转换器允许输入的最大电压为10V）， 又，斜波发生器的斜率为10V/100ms，则
在满量程10V时，所需的A/D转换时间即门控时间为100ms。即在100ms内计数器的脉冲计数个数为10000（最大计数值为9999）。于是，时钟信号频率为
f0?10000?100kHz100ms
若计数值N=5123，则门控时间为
T?NT0?N5123??51.23msf0100kHz
又由斜率k=10V/100ms，即可得被测电压为 Vx＝kT＝10V/100ms×51.23ms＝5.123V 显然，计数值即表示了被测电压的数值，而显示的小数点位置与选用的量程有关。 5-20 双斜积分式DVM基准电压Vr=10V，第一次积分时间T1=100ms，时钟频率f0=100kHz，问：（1）该DVM为多少位的电压表？（2）该DVM的分辨力为多少？（3）DVM显示出T2时间内的计数值N2=5600，问被测电压Vx=? 解： （1）
，故DVM为四位
（2）分辨力（3）
，
5-23 甲、乙两台DVM，显示的最大值为：甲9999 ；乙19999 ；问：⑴它们各是几位的数
字电压表？⑵乙的最小误差为0.2V，其分辩力是多少？⑶工作误差为?V＝±（0.02%Vx?n字），分别用2V和20V量程，测量的电压，求绝对误差和相对误差？ ★下面给出四种数字电压表的最大计数容量 word19 ⑴ 9999 ； ⑵ 19999 ； ⑶ 5999； ⑷19999 。
试说明它们分别是几位的数字电压表？其中第⑵种的最小误差为0.2V，问它的分辩力是多少？
解（1）4位；（2）4131位；（3）3 位（也可以说4位）；（4）3位位，
422其中第二种的最小量程为0.2V，它的分辨率是10μV。
★★数字电压表的固有误差ΔU＝±（0.001%读数＋0.002%满度），求用2V量程测量1.8V和0.18V电压时产生的绝对误差和相对误差。 解：用2V量程档，测1.8V电压的误差为 ΔV＝±（0.001%Vx＋0.002%Vm）
＝±（0.001%×1.8＋0.002%×2.0）＝±5.8×105V
－
相对误差＝
58?V?32.2?10?6 1.8V用2V量程档，测0.18V电压的误差为 ΔV＝±（0.001%Vx＋0.002%Vm）
＝±（0.001%×0.18＋0.002%×2.0）＝±4.18×105V
－
相对误差
???V41.8?V????23.2?10?6 Vx0.18V[例] 一台3位半的DVM给出的精度为：±（0.1%读数+1字），如用该DVM的0~20V DC
的基本量程分别测量5.00V和15.00V的电源电压，试计算DVM测量的固有误差。 [解] 首先，计算出“1字”对应的满度误差。 在0~20V量程上，3位半的DVM对应的刻度系数为0.01V/字，因而满度误差“1字”相当于0.01V。 当Vx=5.00V时，固有误差和相对误差分别为： ΔVx＝±(0.1%×5.00V＋0.01V)＝±0.015V
?x?
?Vx?0.015?100%??100%??0.3%Vx5.00
当Vx=15.00V时，固有误差和相对误差分别为： ΔVx＝±(0.1%×15.00V＋0.01V)＝±0.025V
?x?
?Vx?0.025?100%??100%??0.17%Vx15.00
可见，被测电压愈接近满度电压，测量的（相对）误差愈小（这也是在使用DVM时应
注意的）。
5-24、一台DVM，准确度为 ，温度系数为，在室温为
28℃时用2V量程档分别测量2V和0.4V两个电压，试求此时的示值相对误差。 ★一台
DVM，准确度为
，温度系数为
，在室温为28℃时用2V量程档分别
测量2V和0.4V两个电压，试求此时的示值相对误差。
解：先求温度差：28℃－(23＋1)℃＝4℃，这时由于升高4℃而引起的附加误差为 Δt＝4℃×（0.0001%Vx＋0.0001%Vm）/℃＝0.0004%Vx＋0.0004%Vm
这个附加误差应加在原有的准确度上，故最大总误差为
ΔV＝±（0.0024%Vx＋0.0014%Vm） 用2V量程档，测2V电压的误差为
ΔV＝±（0.0024%×2V＋0.0014%×2V）＝±76×106V
－
76?V?38?10?6 2V用2V量程档，测0.4V电压的误差为
相对误差＝
ΔV＝±（0.0024%×0.4V＋0.0014%×2V）
＝（0.00096%＋0.0028%）V＝0.00376%V＝37.6μV
相对误差＝
37.6?V?94?10?6?94ppm
0.4V