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指针式万用表应用

发布时间:2019-06-30 18:44 来源:未知 编辑:admin

  分贝的概念与万用表的电平测量 在万用表的表盘上,一般都有“分贝(dB)”刻度。这是用来测量电平的。那么什么是分贝(dB)呢?电平又是什么呢?我们先来讨论一下分贝(dB)的概念。各种信号经电路传输以后,通常其大小要发生变化。“分贝”就是用数学中的对数来表示信号传输前后大小变化的一个单位。当输出功率P2为输入功率P1的10倍时,就认为通过这一系统的功率是1贝尔(Bel—科学家名)。由于“贝尔”这个单位较大,而把它的1/10定为一个“分贝”(deci Bel)。其符号用 “dB”表示。则系统的功率增益的倍数用下式表示:S=10lg P2/ P1(分贝) (1)在实际工作中,由于测量电压U1 和U2较为方便,根据P=IU=U2/Z、lgN2=2 lgN并代入(1)式,在阻抗一定的情况下,系统的功率增益可用电压来表示,即为:S=10lg P2/ P1 =20lg U2 /U1(分贝) (2) 式中当U2 U1时,S0,得正分贝数,表明信号在传输过程中得到放大,叫做“增益”;当U2 U1时,S0,得负分贝数,表明信号在传输过程中(如经电阻分压)被削弱,叫做“衰减”。分贝是级差的单位,单位符号是“dB”,是国家选定的非国际单位制单位。采用分贝表示有如下优点:1. 可以将庞大的数字缩简为简单的数字。例如U2为U1的一百万倍(即U2/U1=106),写出来数字较长,也不好读。如用“分贝”表示,则为:S=20lg U2/U1=20 lg106=120分贝2. 可以把乘法运算变为加法运算。例如某交流毫伏表的电路,有分压器和两级放大三部分电路组成,分压器的分压比为0.1,即信号通过分压器后被衰减10倍,第一级电压放大倍数30倍,第二级放大倍数为40倍。这三部分的总放大倍数为0.1×30×40=120倍。如用分贝来表示,由公式(2)和lg(N1N2)=lgN1+ lgN2关系式,则总增益为:S=20lg0.1×30×40=20(lg0.1+ lg 30+ lg 40)≈+41.6分贝3. 人的听觉对声音的感觉,基本上是与声波强度的对数成比例的。当声音的功率增加10倍时,人的感觉好象是声音大了一倍。如果声音是由电能转换过来的,则我们感觉到声音的大小,是与功率大小的比值的对数成正比。即人耳对声音响度的反映与 lg功率2/功率1 成正比。所以表示声音的强度或供给扬声器的功率的强度,常用多少分贝来表示。所以,我们常听说噪声的卫生标准,白天不超过50分贝,夜间不超过45分贝,就是与“分贝” 这个单位有关。下面再来谈谈“电平” 的概念,电平实际上是一个用对数来表示功率的参数。系统中某一处的电平值,等于该处测量的功率值与零电平时标准功率之比的对数值。为了便于比较,必须对零电平设个规定,通常把在600Ω的负载阻抗上得到1mW功率(设为P0=0.001W)时的电平为零电平,把此时的分贝数定为零分贝。根据公式(1),任一处的电平值是: S= 10Ig P2/ P1=10Ig P2/ P0=10Ig P2/0.001 (3)式(3)表示了某处的电平值的计算公式。电平的单位也是用“分贝”(dB)表示。如果某处测得功率是1mW,且负载阻抗是600Ω,则该处电平为零电平。根据P=IU=U2/Z,对应于600Ω负载阻抗且为零电平时电压值为:U0 =0.775V万用表中的电平测量,就是根据上述原理设计而成。在万用表中,一般都是用交流10V档作为分贝标尺标定基准,在0.775V处即为零电平点(0dB),其它点可由公式(2)算出。例如,在0.245V处对应电平点是: S=20lg U2 / U0 =20lg 0.245/0.775≈ -10dB. 在7.75V处对应电平点是: S=20lg U2 / U0 =20lg 7.75/0.775≈-20dB. 依此类推。如果测得了某处的电平值,也可以求出功率和电压值。比如测得了某处的电平为20dB,根据公式(1)和公式(2),则有关系式: 20(分贝)= 10lg P/ P0 和 20(分贝)= 20lg U /U0 , 将P0=0.001W和U0=0.775V分别代入,则可算得该点的功率和电压值: P=0.001×102=0.1W U=0.775×10=7.75V. 有的万用表规定负载阻抗500Ω,功率为6mW时的电平为零电平,根据P=IU=U2/Z这时相应零电平的电压值为: U0 =1.732V如果所用的万用表是用600Ω,1mW为零电平,而实际所用的万用表电平的负载不是600Ω,那么测得的电平值必须经过换算。换算的方法是:设此时被测负载R上的电压为U,功率为P,由公式(1)和P=IU=U2/Z可得该点的实际电平: S=10Ig P/0.001=S10+10Ig 600/R式中第一项S10就是用以600Ω、1mW为零电平的万用表去测负载不是600Ω时的电平读数,第二项为被测量负载不为600Ω时的更正值。一块万用表的零电平标准是600Ω、1mW,还是500Ω、6mW,一般在指针式万用表的刻度盘上都有注明。如难以辨认,可根据万用表的零分贝刻度线mW为零电平标准的万用表,零分贝刻度线mW为零电平标准的万用表, 零分贝刻度线V处。万用表的电平值是以交流电10V档为基准刻度进行标示,在10V这一点的电平值是+22dB。如指示值大于+22dB时,可在大于10V以上其它各交流电压挡测量电平值,其示值可用修正值修正。如南京产MF47型万用表在50V以上各量限测量时,(根据厂方说明书)其示值修正值如下表:量 限按电平刻度值增加值电平的测量范围10V/-10~+22dB50V14dB+4~+36dB250V28dB+18~+50dB500V34dB+24~+56dB其它各交流电压挡的电平值测量方法与测交流电压基本相似,转动开关至相应的交流电压档,使指针有较大的偏转(根据估计由高压档向低压档试测)。如果被测电路中带有直流成分时,可在“+”插座中串接一个耐压差不多的0.1μF的隔直电容器进行测量。数显式万用表头是电阻阻抗型,与机械动圈式万用表头(感性阻抗)略有区别,可根据其说明书参照上述原理测量使用。

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