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摘要
阐述电平的概念及使用万用表测量电平的原理；对电平测量的误差进行详尽分析；提出了为尽量减小测量误差，万用表指针的指示范围；最后介绍测量电平的方法。
关键词：指针式万用表,电平测量,误差分析
1 电平的测量原理
人的耳朵对声音强度的感觉不是与声音的功率成正比，而是与声音功率的常用对数成正比，由此出现了“分贝”的概念。比如功率从P0 增大到P1 ，听起来不是增大了
规定在Z0 = 600 Ω的负载阻抗上得到P0 =1 mW = 0.001 W，对应的电平定为 0 dB。此时的交流电压值：
设在基准电压档（量程为U1m =10 V）测量电平，其电平Kp1 与电压U1 的关系为
由此得到电平与电压的一一对应的关系。为了先给出电平值，再找到其对应的电压，故将式（3）表示成U1 是Kp1 的函数，即：
若负载阻抗不是Z0 = 600 Ω，而是Zn ，且在其他电压档Uim （ i = 2 ，3，4， … ）测量得到的电平为：
其中， 
Kp1 = 20log
设5 个电压档：U1m = 10 V ，U2m = 50 V ，U3m = 250 V ， U4m = 500 V ， U5m = 1 000 V 。则电平的电压修正值分别为：
同样得到Kp3 = 28 dB，Kp4 = 34 dB，Kp5 = 40 dB。
例如
已知：负载阻抗Zn = 450 Ω。在U2m = 50 V档测量电平，电平的指示值为Kp1 =16 dB。
求：实际电平值
解：前已述及，在U2m = 50 V档测量电平时，电平的电压修正值为Kp2 =14 dB，电平的阻抗修正值为
则实际电平为
2 电平测量的误差分析
将式（3）中的 Kp1 对U1 取微分，并Δ 替换d，得
式（7）除以式（3），得到电平误差的绝对值
其中
3 电平测量时指针的指示范围
由表1 和图1 可知，随着Kp1 和U1 的减小， 
注：图1 中的
1）各档电平的上限：据表1 知，取基准电压档电平的上限
2）各档电平的下限为其低一档电平的上限：
3）各档电平指针指示的上限：仍取Kp1bi = 22 dB。
4）各档电平指针指示的下限：为各档电平下的限减去其修正值，即
基准电压档的下限人为规定为
由计算得到，
注意：当被测阻抗值不是600 Ω 时，应加上电平的电阻修正值。
综上所述，考虑到修正值及以尽量减小误差的原则，电压档量程、电平修正值、电平测量范围和指针指示范围如表2 所示。
注意：在U1m = 10 V 基准电压档测量，且当指针指示值小于8 dB 时，因误差迅速增大，其值只能作为参考。当各电压档的量程与本例不符时，读者可以根据本文的方法，计算表2 中的内容。
4 电平的测量方法
为了仪表的安全，首先用高电压档即1 000 V 档测量，将指示数加上40 dB ，得到实际分贝值。
若指示值低于16 dB ，则降低一档电压，即500 V 档测量，将指示数加上34 dB ，得到实际分贝值。若指示值仍低于16 dB ，则降低一级电压，即250 V 档，将指示数加上28 dB ，得到实际值。
若指示值低于8 dB ，则降低一级电压，即50 V 档，将指示数加上14 dB ，得到实际分贝值。若指示值仍低于8 dB ，则减低一级电压，进入10 V 的基准电压档，其指示数就是实际分贝值。若指示数仍低于8 dB ，其误差就很大，指示数只可作为参考值。
如：Zn = 8 Ω，使用U2m = 50 V 档，由表2 知，电平的电压修正值是Kp2 = 14 dB 。电平的电阻修正系数
当指示值为Kp1 =13 dB时，电平实际值
5 结束语
因为使用交流电压档测量电平，由表头的基本误差与电路电阻、整流器等综合起来，构成了交流电压档的基本误差。由式（8）可知交流电压档的基本误差对电平测量误差有直接影响。电平的误差曲线是随着电平的减小而迅速增大，为了尽量减小测量误差，故要规定指针指示的下限值。用户应特别注意。另外，由图1 可知，电平误差曲线是呈下降情形，这与电阻误差曲线[1] 及电感、电容误差曲线[2] 呈两端上翘的情形是不相同的。
最后应特别指出的是：在万用电表生产厂家的技术说明书中，给出的误差是指满量程时的相对误差，这当然是很小的，如5%。而实际上，应该按测量时的最大误差考虑，本文为27.9%。这还仅仅是在测量方法正确的前提下才能实现的。
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