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分贝的概念与万用表的电平测量
在万用表的表盘上，一般都有“分贝（dB）”刻度。这是用来测量电平的。那么什么是分贝（dB）呢？电平又是什么呢？
我们先来讨论一下分贝（dB）的概念。各种信号经电路传输以后，通常其大小要发生变化。“分贝”就是用数学中的对数来表示信号传输前后大小变化的一个单位。当输出功率P2为输入功率P1的10倍时，就认为通过这一系统的功率是1贝尔（Bel—科学家名）。由于“贝尔”这个单位较大，而把它的1/10定为一个“分贝”（deci Bel）。其符号用 “dB”表示。则系统的功率增益的倍数用下式表示：
S=10lg P2/ P1（分贝） （1）
在实际工作中，由于测量电压U1 和U2较为方便，根据P=IU=U2/Z、lgN2=2 lgN并代入（1）式，在阻抗一定的情况下，系统的功率增益可用电压来表示，即为：
S=10lg P2/ P1 =20lg U2 /U1（分贝） （2）
式中当U2 >U1时，S>0，得正分贝数，表明信号在传输过程中得到放大，叫做“增益”；当
U2 <U1时，S<0，得负分贝数，表明信号在传输过程中（如经电阻分压）被削弱，叫做“衰减”。
分贝是级差的单位，单位符号是“dB”，是国家选定的非国际单位制单位。采用分贝表示有如下优点：
1. 可以将庞大的数字缩简为简单的数字。例如U2为U1的一百万倍（即U2/U1＝106），写出来数字较长，也不好读。如用“分贝”表示，则为：
S=20lg U2/U1=20 lg106=120分贝
2. 可以把乘法运算变为加法运算。例如某交流毫伏表的电路，有分压器和两级放大三部分电路组成，分压器的分压比为0.1，即信号通过分压器后被衰减10倍，第一级电压放大倍数30倍，第二级放大倍数为40倍。这三部分的总放大倍数为0.1×30×40=120倍。如用分贝来表示，由公式（2）和lg（N1N2）=lgN1+ lgN2关系式，则总增益为：
S=20lg0.1×30×40=20（lg0.1+ lg 30+ lg 40）≈＋41.6分贝
3. 人的听觉对声音的感觉，基本上是与声波强度的对数成比例的。当声音的功率增加10倍时，人的感觉好象是声音大了一倍。如果声音是由电能转换过来的，则我们感觉到声音的大小，是与功率大小的比值的对数成正比。即人耳对声音响度的反映与 lg功率2/功率1 成正比。所以表示声音的强度或供给扬声器的功率的强度，常用多少分贝来表示。所以，我们常听说噪声的卫生标准，白天不超过50分贝，夜间不超过45分贝，就是与“分贝” 这个单位有关。
下面再来谈谈“电平” 的概念，电平实际上是一个用对数来表示功率的参数。系统中某一处的电平值，等于该处测量的功率值与零电平时标准功率之比的对数值。为了便于比较，必须对零电平设个规定，通常把在600Ω的负载阻抗上得到1mW功率（设为P0=0.001W）时的电平为零电平，把此时的分贝数定为零分贝。根据公式（1），任一处的电平值是：
S= 10Ig P2/ P1=10Ig P2/ P0=10Ig P2/0.001 （3）
式（3）表示了某处的电平值的计算公式。电平的单位也是用“分贝”（dB）表示。如果某处测得功率是1mW，且负载阻抗是600Ω，则该处电平为零电平。根据P=IU=U2/Z，对应于600Ω负载阻抗且为零电平时电压值为：U0 =0.775V
万用表中的电平测量，就是根据上述原理设计而成。在万用表中，一般都是用交流10V档作为分贝标尺标定基准，在0.775V处即为零电平点(0dB)，其它点可由公式(2)算出。例如，在0.245V处对应电平点是: S=20lg U2 / U0 =20lg 0.245/0.775≈ －10dB.
在7.75V处对应电平点是: S=20lg U2 / U0 =20lg 7.75/0.775≈－20dB. 依此类推。如果测得了某处的电平值，也可以求出功率和电压值。比如测得了某处的电平为20dB，根据公式（1）和公式（2），则有关系式：
20(分贝)= 10lg P/ P0 和 20(分贝)= 20lg U /U0 ，
将P0=0.001W和U0=0.775V分别代入，则可算得该点的功率和电压值:
P=0.001×102=0.1W
U=0.775×10=7.75V.
有的万用表规定负载阻抗500Ω，功率为6mW时的电平为零电平，根据P=IU=U2/Z这时相应零电平的电压值为: U0 =1.732V
如果所用的万用表是用600Ω，1mW为零电平，而实际所用的万用表电平的负载不是600Ω，那么测得的电平值必须经过换算。换算的方法是：设此时被测负载R上的电压为U，功率为P，由公式（1）和P=IU=U2/Z可得该点的实际电平： S=10Ig P/0.001=S10+10Ig 600/R
式中第一项S10就是用以600Ω、1mW为零电平的万用表去测负载不是600Ω时的电平读数，第二项为被测量负载不为600Ω时的更正值。
一块万用表的零电平标准是600Ω、1mW，还是500Ω、6mW，一般在指针式万用表的刻度盘上都有注明。如难以辨认，可根据万用表的零分贝刻度线的位置来区分。以600Ω、1mW为零电平标准的万用表，零分贝刻度线在0.775V处。而以500Ω、6mW为零电平标准的万用表, 零分贝刻度线在1.732V处。
万用表的电平值是以交流电10V档为基准刻度进行标示，在10V这一点的电平值是+22dB。如指示值大于+22dB时，可在大于10V以上其它各交流电压挡测量电平值，其示值可用修正值修正。如南京产MF47型万用表在50V以上各量限测量时，（根据厂方说明书）其示值修正值如下表：
|
量 限 |
按电平刻度值增加值 |
电平的测量范围 |
|
10V |
/ |
－10～＋22dB |
|
50V |
14dB |
＋4～＋36dB |
|
250V |
28dB |
＋18～＋50dB |
|
500V |
34dB |
＋24～＋56dB |
其它各交流电压挡的电平值测量方法与测交流电压基本相似，转动开关至相应的交流电压档，使指针有较大的偏转（根据估计由高压档向低压档试测）。如果被测电路中带有直流成分时，可在“＋”插座中串接一个耐压差不多的0.1μF的隔直电容器进行测量。数显式万用表头是电阻阻抗型，与机械动圈式万用表头（感性阻抗）略有区别，可根据其说明书参照上述原理测量使用。
参考资料：
1．《电学计量》（刘庆余等编），（85版）《电能计量基础》（张有顺等编2002.6再版）。
2．武汉大学编《电子线路》。
3．健康知识问答及南京产MF47型万用表说明书。```````
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