交流电压表
用来测量电路任意两点交流电压的仪器称为交流电压表。如果交流电压表由整流器组成,则称为基于整流器的交流电压表。
直流电压表仅测量直流电压。如果我们想用它来测量交流电压,那么我们必须遵循以下两个步骤。
步骤 1 - 使用整流器将交流电压信号转换为直流电压信号。
Step2 - 测量整流器输出信号的直流或平均值。
只需将整流电路添加到基本的直流电压表中,我们就得到了基于整流器的交流电压表。本章讨论基于整流器的交流电压表。
基于整流器的交流电压表的类型
以下是两种类型的基于整流器的交流电压表。
- 使用半波整流器的交流电压表
- 使用全波整流器的交流电压表
现在,让我们一一讨论这两种交流电压表。
使用半波整流器的交流电压表
如果半波整流器连接在直流电压表之前,则整个组合称为使用半波整流器的交流电压表。使用半波整流器的交流电压表的框图如下图所示。
上面的框图由两个模块组成:半波整流器和直流电压表。只需将上面框图中的每个块替换为相应的组件,我们就会得到相应的电路图。因此,使用半波整流器的交流电压表的电路图如下图所示。
正弦 (AC) 输入电压信号的有效值是
$$V_{rms}=\frac{V_{m}}{\sqrt{2}}$$
$$\右箭头 V_{m}=\sqrt{2} V_{rms}$$
$$\右箭头 V_{m}=1.414 V_{rms}$$
在哪里,
$V_{m}$ 是正弦 (AC) 输入电压信号的最大值。
半波整流器输出信号的直流或平均值为
$$V_{dc}=\frac{V_{m}}{\pi}$$
代入上式中 $V_{m}$ 的值。
$$V_{dc}= \frac{1.414 V_{rms}}{\pi}$$
$$V_{dc}= 0.45 V_{rms}$$
因此,交流电压表产生的输出电压等于正弦 (AC) 输入电压信号有效值的0.45倍
使用全波整流器的交流电压表
如果全波整流器连接在直流电压表之前,则整个组合称为使用全波整流器的交流电压表。采用全波整流的交流电压表框图如下图所示
上面的框图由两个模块组成:全波整流器和直流电压表。我们只需将上面框图中的每个块替换为相应的组件即可得到相应的电路图。
因此,使用全波整流器的交流电压表的电路图如下图所示。
正弦 (AC) 输入电压信号的有效值是
$$V_{rms}=\frac{V_{m}}{\sqrt{2}}$$
$$\右箭头 V_{m}=\sqrt{2} \:V_{rms}$$
$$\右箭头 V_{m}= 1.414 V_{rms}$$
在哪里,
$V_{m}$ 是正弦 (AC) 输入电压信号的最大值。
全波整流器输出信号的直流或平均值为
$$V_{dc}=\frac{2V_{m}}{\pi}$$
代入上式中$V_{m}$的值
$$V_{dc}=\frac{2\times 1.414 \:V_{rms}}{\pi}$$
$$V_{dc}=0.9 \:V_{rms}$$
因此,交流电压表产生的输出电压等于正弦 (AC) 输入电压信号有效值的0.9倍。