如何测电压

电压测量是电气工作的基础技能，本文系统介绍交直流电压的测量原理、工具选择及安全操作规范。涵盖数字万用表与指针式仪表的区别、量程选择要领、接地注意事项以及常见故障排查方法，帮助读者建立完整的电压测量知识体系。

       电压作为电路中最基本的物理量之一，其准确测量直接关系到电气设备的安全运行和故障诊断效率。根据国家标准化管理委员会发布的《GB/T 13978-2008 数字万用表通用技术条件》，规范化的电压测量操作需要同时兼顾仪器精度、环境因素和人身安全三大要素。本文将系统性地解析电压测量的核心技术要点，为电气工作者提供实用指导。

       测量工具的分类与选择

       现代电压测量主要采用数字万用表（DMM）和指针式万用表两种仪器。数字万用表具有读数直观、精度高、输入阻抗大等优势，其内部采用集成电路进行信号处理，符合国际电工委员会（IEC）安全标准CAT III 600V等级的产品可满足大多数家庭和工业场景。指针式万用表依靠磁电式表头工作，在观察连续变化的电压趋势时更具优势，但需注意其内阻较低可能导致测量误差。

       直流电压测量原理

       直流电压测量基于电位差比较原理。当表笔接触测试点时，仪器内部的标准电压源会与待测电压形成比较电路，通过模数转换器（ADC）将模拟量转化为数字读数。根据《JJG 315-1983 直流数字电压表检定规程》，合格仪表的基本误差应不超过±(0.5%读数+2字)。测量时应注意电源极性，红色表笔接正极，黑色表笔接负极。

       交流电压测量特性

       交流电压测量需考虑波形特性，普通万用表显示的是有效值（RMS）。真有效值测量技术（True-RMS）采用热效应等效原理，能准确测量非正弦波电压，其精度符合《GB/T 13970-2008 数字万用表》规定的±(1%读数+3字)要求。对于50Hz工频电压测量，仪表的带宽应不低于1kHz。

       量程选择策略

       正确的量程选择是保证测量精度的关键。应采用从高到低的原则：先选择最高电压量程，再逐步调低至获得最佳分辨率。当显示值为“OL”（超量程）时应立即升档，若读数显示为量程的1/10以下则需降档。例如测量12V电池电压时，应优先选择20V量程而非200V量程。

       输入阻抗的影响

       数字万用表通常具有10MΩ输入阻抗，在高阻抗电路测量时会产生负载效应。根据欧姆定律，当测量内阻为100kΩ的电源时，10MΩ输入阻抗会引入约1%的测量误差。对于高频电路测量，还需考虑输入电容造成的阻抗下降问题。

       安全操作规范

       依据《GB 4793.1-2007 测量、控制和实验室用电气设备的安全要求》，测量高于50V的电压时必须佩戴绝缘手套。测试前应执行“三确认”原则：确认仪表完好、量程正确、表笔绝缘层无破损。测量380V以上高压时，需使用符合CAT III安全等级的仪表和高压探头。

       接地与屏蔽技术

       精密测量需注意接地回路问题。当测量微伏级电压时，应采用单点接地法消除地电位差干扰。对于高频测量，需使用屏蔽双绞线传输信号，屏蔽层应接至测量端的地电位点。根据IEEE 1100标准，测量系统的接地电阻应小于4Ω。

       环境因素校正

       温度每变化10℃会引起0.1%的测量误差，湿度大于75%时绝缘电阻下降可能导致读数漂移。依据《JJG 123-2018 直流电压表检定规程》，标准测量环境应控制在23±5℃，相对湿度45%-75%。在高电磁干扰环境，应将仪表置于铁质屏蔽箱内测量。

       电池供电设备测量

       测量电池电压需区分空载和带载状态。新电池的空载电压通常高于标称值10%-15%，例如标称3.7V的锂离子电池实际空载电压可达4.2V。带载测量时应接入等效负载电阻，根据《GB/T 18287-2013 移动电话用锂离子蓄电池》规定，20A放电时的电压跌落不应超过标称值的15%。

       三相电压测量要点

       三相系统测量需保持同步性，建议使用三相电能质量分析仪。线电压（相间电压）应为相电压的√3倍，偏差超过±2%表明系统不平衡。测量时应先测相电压再测线电压，验证关系式Uab=Ua-Ub的矢量关系。

       纹波电压测量

       开关电源输出需测量纹波电压，应使用20MHz带宽限制功能并并联0.1μF陶瓷电容和10μF电解电容。探头需采用最短接地法，保持接地线长度小于2cm。根据Intel ATX电源规范，+12V输出的纹波电压应低于120mV。

       故障诊断案例

       当测量交流电压时出现读数跳动，可能是由于接触不良或存在电弧。若直流测量显示负值，可能是表笔极性接反或存在反向感应电势。对于波动较大的读数，应启用仪表的保持功能（HOLD）捕捉稳定值。

       仪表维护与校准

       万用表应每年送计量部门校准，日常可用标准电压源进行验证。保持表笔插座清洁，防止接触电阻影响测量精度。根据JJF 1076-2001《数字万用表校准规范》，基本量程的校准周期不超过12个月。

       通过掌握这些专业技术要点，电气测量人员能够准确获取电压数据，为设备维护和故障分析提供可靠依据。在实际操作中始终牢记安全第一的原则，将理论知识与实践经验有机结合，才能成为真正的测量专家。