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電氣測量技術(shù)課程設計-交流數(shù)字電壓表的設計-文庫吧

2026-04-30 03:20 本頁面

【正文】 ........................ 10 4 仿真調(diào)試及測試結(jié)果 .................................................................................................. 11 軟件調(diào)試 ........................................................................................................ 11 顯示結(jié)果及誤差分析 ..................................................................................... 11 顯示結(jié)果 .............................................................................................. 11 誤差分析 ................................................................................................ 13 結(jié)論 ............................................................................................................................... 14 參考文獻 ........................................................................................................................ 15 引言在電量的測量中，電壓、電流和頻率是最基本的三個被測量，其中電壓量的測量最為經(jīng)常。而且隨著電子技術(shù)的發(fā)展，更是經(jīng)常需要測量高精度的電壓，所以數(shù)字電壓表就成為一種必不可少的測量儀器。數(shù)字電壓表簡稱 DVM，它是采用數(shù)字化測量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。由于數(shù)字式儀器具有讀數(shù)準確方便、精度高、誤差小、測量速度快等特而得到廣泛應用。傳統(tǒng)的指針式刻度電壓表功能單一，進度低，容易引起視差和視覺疲勞，因而不能滿足數(shù)字化時代的需要。采用單片機的數(shù)字電壓表，將連續(xù)的模擬量如直流電壓轉(zhuǎn)換成不連續(xù)的1 離散的數(shù)字形式并加以顯示，從而精度高、抗干擾能力強，可擴展性強、集成方便，還可與PC 實時通信。數(shù)字電壓表是諸多數(shù)字化儀表的核心與基礎。以數(shù)字電壓表為核心，可以擴展成各種通用數(shù)字儀表、專用數(shù)字儀表及各種非電量的數(shù)字化儀表。目前，由各種單片機和A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)字電壓表作全面深入的了解是很有必要的。最近的幾十年來，隨著半導體技術(shù)、集成電路（ IC）和微處理器技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電路和數(shù)字化測量技術(shù)也有了巨大的進步，從而促使了數(shù)字電壓表的快速發(fā)展，并不斷出現(xiàn)新的類型。數(shù)字電壓表從 1952 年問世以來，經(jīng)歷了不斷改進的過程，從最早采用繼電器、電子管和形式發(fā)展到了現(xiàn)在的全固態(tài)化、集成化（ IC化），另一方面，精度也從 %%。目前，數(shù)字電壓表的內(nèi)部核心部件是 A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換的精度很大程度上影響著數(shù)字電壓表的準確度，因而，以后數(shù)字電壓表的發(fā)展就著眼在高精度和低成本這兩個方面。本文是以簡易數(shù)字直流電壓表的設計為研究內(nèi)容，本系統(tǒng)主要包括三大模塊：轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)處理模塊及顯示模塊。其中， A/D轉(zhuǎn)換采用 ADC0808對輸入的模擬信號進行轉(zhuǎn)換，控制核心 AT89C51再對轉(zhuǎn)換的結(jié)果進行運算處理，最后驅(qū)動輸出裝置 LED顯示數(shù)字電壓信號。 2 1 測量原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu) DVM 的種類有多種，分類方法也很多，有按位數(shù)分的，如 3/2 位、 5 位、 8 位。有按測量速度分的，如高速、低速。有按體積、重量分的，如袖珍式、便攜式、臺式。但通常是按A/D 轉(zhuǎn)換方式的不同將 DVM 分成兩大類，一類是直接轉(zhuǎn)換型，也稱比較型。另一類是間接轉(zhuǎn)換型，又稱積分型，包括電壓時間變換 (VT 變換 )和電壓頻率變換 (Vf 變換 )。 (1)逐次逼近比較型逐次逼近比較型電壓表是利用被測電壓與不斷遞減的基準電壓進行比較，通過比較最終獲得被測電壓值，然后送顯示器顯示的。雖然逐次比較需要一定時間，要經(jīng)過若干個節(jié)拍才能完成，但只要加快節(jié)拍的速度，還是能在瞬間完成一次測量的。 (2)電壓時間變換型所謂電壓時間變換型是指測量時將被測電壓值轉(zhuǎn)換為時間間隔△t，電壓越大， △t 越大，然后按 △t 大小控制定時脈沖進行計數(shù)，其計數(shù)值即為電壓值。電壓時間變換型又稱為 VT 型或斜坡電壓式。 (3)電壓頻率變換型所謂電壓頻率變換型是指測量時將被測電壓值轉(zhuǎn)換為頻率值，然后用頻率表顯示出頻率值，即能反映電壓值的大小，這種表又稱為 Vf 型。系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 硬件電路設計由 6 個部分組成。 A/D轉(zhuǎn)換電路， AT89C51單片機系統(tǒng)， LED 顯示系統(tǒng)、時鐘電路、復位電路

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