峰值电压表简介

广义来讲，峰值电压表是指测量周期性波形及一次过程波形峰值的电压表。国内外早已有兼能测量上述两大类波形峰值的1．6 kV峰值电压表。其标准要求能接到分压器低压臂的峰值电压表的测量不确定度不大于1%。测量高电压时需和分压器配合使用，即将它和分压器低压臂并联。由于测量球隙和高压示波器测量冲击电压峰值较费时且准确率不高，故可用分压器配合峰值电压表来测量冲击电压的峰值。现今图形化界面的数字仪表已趋于广泛应用，这类仪表在测量波形的同时，在屏幕上可同时显示出峰值。例如，某些型号的变频功率分析仪可直接测量的峰值电压可达30kV。相比之下，峰值电压表的功能已大为下降。^[1]

峰值电压表工作原理

图1 峰值电压表原理电路

如图1是峰值电压表的原理电路，对图1（a）而言，只要时间常数RC大于被测周期性电压Ux基波成分的周期T，R上的电压的平均值或流过它的电流的平均值就正比于Ux的峰值。^[2]

图2 峰一峰值电压表的基本原理

峰—峰值（Vp-p）电压表的基本原理如图2所示，输入信号通过电容器C1隔离直流信号，取出有效交流输入信号，由二极管VD2整流后储存在电容器C2之中，再用一个高输入阻抗的放大器对整流后的信号进行放大，并在一定的时间范围内将峰值保持，通过表头M指示出Vp-p。^[3]

峰值电压表定度系数和波形误差

1．定度系数

经过同样的分析，如果峰值电压表测量被测电压的峰值为Up。按正弦有效值定度，则示值α为

即用峰值交流电压表测量非正弦交流电压时，电压表仍然可以反映出被测电压的峰值。但由于电压表刻度是以正弦波有效值定度的，它是正弦波峰值的

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倍。因此，必须把指示值乘以

倍才能表示被测电压的峰值，而要知道被测电压的有效值时，必须根据其波形的性质，按波形换算表算出被测电压的有效值。

2．波形误差

同均值电压表测量产生波形误差一样，用峰值电压表测量非正弦波或失真的正弦波电压时，若将读数当成输入电压的有效值，也会产生波形误差。而且，峰值电压表的波形失真较大。但用峰值电压表测量正弦电压时，读数就是该正弦电压有效值。

3．误差分析

除了上面讲到的波形误差外，峰值电压表还会产生如下误差。

1）理论误差

从峰值检波器的工作波形可以看出，检波器输出电压的平均值总是略小于被测电压的峰值。而在讨论过程中，忽略了这个小的误差，此时产生的误差即为理论误差。

2）低频误差

峰值电压表通常用来测量高频电压。如果用来测量低频信号，则由于被测信号的周期大。放电时间长，会造成低频误差。

3）高频误差

高频误差是由于检波器的高频特性以及电路中各种高频参数的影响而引起的误差。

4）非线性误差

当输入信号幅度较小时，检波器工作于特性曲线的非线性区域，出现明显的非线性，导致测量误差。^[4]

峰值电压表与其他电子电压表的比较

峰值电压表、均值电压表和有效值电压表各有特点，测量时应结合被测信号特点合理选用，以获得测量效果。

1．峰值电压表

（1）输入阻抗高，可达数兆欧姆；工作频率宽，高频可达数百兆赫兹以上；低频小于10 kHz。

（2）读数按正弦有效值刻度读取，只有测量正弦电压时，其有效值才是被测波形电压的真正有效值。测量非正弦电压时，其有效值必须通过波形换算得到。

（3）波形误差大。

（4）读数刻度不均匀，因为它是在小信号时进行检波的。

2．均值电压表

（1）均值检波器的输入阻抗低，必须通过阻抗变换来提高电压表的输入阻抗。工作频率范围一般为20 Hz～l MHz。

（2）读数按正弦波有效值刻度，只有测量正弦电压时，读数才正确。若测量非正弦电压，则要进行波形换算。

（3）波形误差相对不大。

（4）对大信号进行检波，读数刻度均匀。

3．有效值电压表

（1）读数按正弦电压有效值刻度，测量正弦或非正弦电压的有效值，可直接从表上读数，无须换算。

（2）输入阻抗高，工作频率在峰值与均值电压表之间。高频可达几十兆赫兹，低频小于50 Hz。^[4]