1.频率范围广：零频（直流）～109Hz 低频：1MHz以下；高频（射频）：1MHz以上。

  2.测量范围宽 微弱信号:心电医学信号、地震波等,纳伏级（10-9V）； 超高压信号：电力系统中，数百千伏。

  3.电压波形的多样化 电压信号波形是被测量信息的载体。 各种波形：纯正弦波、失真的正弦波，方波，三角波，梯 形波；随机噪声。

  式中，Rs和rd分别为等效信号源u(t)的内阻和二极管正 向导通电阻，C为充电电容（并联式检波电路中C还起 到隔直流的作用），RL为等效负载电阻，Tmin和Tmax为 u(t)的最小和最大周期。  从波形图能够准确的看出，峰值检波电路的输出存在较小的 波动，其平均值略小于实际峰值。

  ◆电压测量是电测量与非电量测量的基础； ◆电测量中，许多电量的测量可以转化为电压测量：

  表征电信号能量的三个基本信息参数：电压、电流、功率 其中：电流、功率——〉电压，再做测量 电路工作状态： 饱和与截止，线性度、失真度——〉电压表征 ◆非电测量中，物理量——〉电压信号，再做测量 如：温度、压力、振动、（加）速度

  如：采用电压表与电流表测量电阻， 当测量小电阻时，应采用电压表并联方案； 当测量大电阻时，应采用电流表串联方案。 交流测量中，输入阻抗的不匹配引起信号反射。

   原理 利用齐纳二极管的稳压特性制作的电子式电压标准（也称 为固态电压标准）。

   齐纳管的稳压特性任旧存在受温度漂移的影响，采用高稳 定电源和内部恒温控制电路可使其温度系数非常小 。

   将齐纳管与恒温控制电路集成在一起的精密电压基准源， 如LM199/299/399、REF系列。

   交流电压测量中，平均值通常指经过全波或半波整流 后的波形（一般若无特指，均为全波整流）：

   约瑟夫森电压基准  根据约瑟夫森效应： 由稳定的频率（f）—〉确定电压V。 即：通过时间（频率）单位得到量子化电压基准。 量子化电压基准的准确度可接近时间（频率）准确度。  国际计量委员会的建议： 从1990年1月1日开始，在全球范围内同时启用了约 瑟夫森电压量子基准（JJAVS，10-10）。并给出 KJ-90=483597.9GHz/V。

  ➢ 电压测量方法的分类  按对象：直流电压测量；交流电压测量  按技术：模拟测量；数字测量

  1）交流电压的模拟测量方法 表征交流电压的三个基本参量：有效值、峰值和平均值。 以有效值测量为主。 方法：交流电压（有效值、峰值和平均值）--〉直流电流-〉驱动表头--〉指示 如：有效值、峰值和平均值电压表，电平表等。

  交流电压--〉A/D转换器--〉瞬时采样值u(k) --〉计算， 如有效值

   电压和电阻是电磁学中的两个基本量。  电压基准和电阻基准——〉其他电磁量基准。  电压标准有：

  1)标准电池（实物基准， 10-7）； 2)齐纳管电压标准 （固态标准， 10-6）； 3)约瑟夫森量子电压基准 （量子化自然基准，10-10）。  电阻标准有： 1)精密线绕电阻（实物标准）； 2)霍尔电阻基准（量子化自然基准，10-9）。

   实际应用中，采用分段逼方律的二极管伏安特性 曲线）交流/直流电压（AC-DC）转换原理

   通过多级运算器级连实现 模拟乘法器（平方）—〉积分—〉开方—〉比例运算。

  式向中导，通T电为阻u(和t)的电周流期表，内r阻d和，r可m分视别为为常检数波（二它极反管映的了正 检波器的灵敏度 ）。

   以零电平为参考的最大电压幅值（用Vp表示 ）。 注：以直流分量为参考的最大电压幅值则称为振幅， （通常用Um表示）。 u(t)

   定义：交流电压u(t)在一个周期T内，通过某纯电阻负 载R所产生的热量，与一个直流电压V在同一负载上产 生的热量相等时，则该直流电压V的数值就表示了交流 电压u(t)的有效值。

   模拟电压表的交流电压测量原理： ▲交流电压--〉直流电流（有效值、峰值和平均值） --〉驱动表头--〉指示。 ▲交流电压--〉有效值、峰值和平均值的转换，称为 AC-DC转换。由不同的检波电路实现。

   峰值检波原理 由二极管峰值检波电路完成。有二极管串联和并联两 种形式。如下图。

   热电效应：两种不同导体的两端相互连接在一起，组 成一个闭合回路，当两节点处温度不同时，回路中将 产生电动势，从而形成电流，这一现象称为热电效应， 所产生的电动势称为热电动势。

   当热端T和冷端T0存在温差时（即T≠T0），则存在热 电动势，且热电动势的大小与温差ΔT=T-T0成正比。28

   约瑟夫森效应  约瑟夫森隧道结：在两块相互隔开（约10埃的绝缘层） 的超导体之间，由于量子隧道效应，超导电流（约mA 量级）可以穿透该绝缘层，使两块超导体之间有微 弱耦合，这种超导体-绝缘体-超导体（SIS）结构称为 约瑟夫森隧道结。  约瑟夫森效应：当在约瑟夫森结两边加上电压V时，将 得到穿透绝缘层的超导电流，这是一种交变电流，这 种现象称为交流约瑟夫森效应。

   意义：有效值在数学上即为均方根值。有效值反映了 交流电压的功率，是表征交流电压的重要参量。

  式中：e为电子电荷，h为普朗克常数，因而KJ为一常数。 当电压V为mV量级时，频率f相当于厘米波。

   逆效应：若将约瑟夫森结置于微波场中（即用微波辐 射到处于超导状态下的约瑟夫森结上）时，将在约瑟 夫森结上得到量子化阶梯电压Vn。

   利用热电偶有效值检波  热电偶： 将两种不同金属进行特别封装并标定后，称为一对 热电偶（简称热偶）。  热电偶温度测量原理： 若冷端温度为恒定的参考温度，则通过热电动势就可 得到热端（被测温度点）的温度。  热电偶有效值检波原理： 若通过被测交流电压对热电偶的热端加热，则热 电动势将反映该交流电压的有效值，以此来实现了有效 值检波。如下图。

   基本原理：将高频电压通过一电阻（称为测热电阻， 如热敏电阻），该电阻由于吸收高频电压功率，其阻 值将发生明显的变化，再将一标准直流电压同样施加于该电 阻，若引起的阻值变化相等，则高频电压的有效值就 等于该直流电压。

  6.测量速度的要求差异很大 静态测量：直流（慢变化信号）,几次/秒; 动态测量：高速瞬变信号,数亿次/秒（几百MHz） 精度与速度存在矛盾，应根据自身的需求而定。

   二极管峰值检波电路工作原理  通过二极管正向快充达到输入电压的峰值，而二 极管反向截止时“保持”该峰值。 为此，要求：

  原理：利用化学反应产生稳定可靠的电动势 （1.01860V）。有饱和型和不饱和型两种类型。

  饱和型特点：电动势很稳定（年稳定性可小于0.5μV， 相当于5×10-7），但温度系数较大（约－40μV/℃）。 用于计量部门恒温条件下的电压标准器。 不饱和型特点：温度系数很小（约－4μV/℃），但稳定 性较差。用于一般工作量具，如实验室中常用的便携式电 位差计。

  2）数字化直流电压测量方法 模拟直流电压--〉A/D转换器--〉数字量--〉数字显示 （直观） ——数字电压表（DVM），数字多用表（DMM）。

  3）交流电压的数字化测量 交流电压（有效值、峰值和平均值）--〉直流电压--〉 A/D转换器--〉数字量--〉数字显示 ——DVM（DMM）的扩展功能。