交直流分压器的工作原理

一、核心分压原理：串联回路的电压分配定律

交直流分压器的工作基础是基尔霍夫电压定律和串联电路分压特性，无论直流电阻分压还是交流阻容分压，均将高压臂与低压臂串联连接在被测高压端与接地端之间，被测高电压为串联回路的总电压。串联回路中，电流处处相等，各串联臂的电压分配与自身的电阻值（直流电路，无容抗 / 感抗）或阻抗值（交流电路，含电阻、容抗矢量和）成正比，通过精准设计高低压臂的电阻 / 阻抗比值，确定固定分压比，将高电压按比例衰减为可安全测量的低电压，再通过分压比反算还原被测高压值，核心分压公式为：

1. 电压换算：高低（高为被测高压，K为分压比，低为低压臂采集的低电压）；

2. 分压比：直流为电阻比值高低低，交流为阻抗比值高低低（高高为高压臂电阻 / 阻抗，低低为低压臂电阻 / 阻抗）。

   整个分压过程无有源元件参与，为纯无源分压，保证测量的稳定性和抗干扰性。

二、直流高压测量：纯电阻分压工作原理

针对纯直流高压检测，采用纯电阻串联分压回路，因直流电路中电容相当于开路、电感相当于短路，无需考虑容抗、感抗及相位影响，仅通过电阻值实现精准分压，也是阻容式分压器测直流的工作模式。

1. 高压臂由多只高阻值、高压型精密电阻（如玻璃釉电阻、金属膜电阻）串联组成，单只电阻耐压值低，串联后提升整体耐压等级，且选用温度系数小、阻值稳定性高的电阻，避免温度变化导致阻值漂移；高压臂总阻值远大于低压臂（通常为兆欧 / 吉欧级），减少回路总电流，降低功率损耗，同时保证分压比精准。

2. 低压臂为单只或数只低阻值、超高精度精密电阻（毫欧 / 千欧级），阻值wu差≤0.1%，确保分压比例的准确性，低压臂直接接地，与高压臂形成串联回路。

3. 直流高压施加后，回路中形成恒定的直流微电流，该电流依次流经高压臂和低压臂，根据欧姆定律，高低压臂的电压与电阻值严格成正比，低压臂两端产生与被测高压成固定比例的直流低电压，实现高压到低压的线性衰减。

三、交直流通用测量：阻容串联分压工作原理

针对工频交流高压或需交直流高压通用检测的场景，采用阻容串联分压回路（主流设计），核心解决纯电阻分压在交流电路中因分布电容、寄生电感产生的分压比漂移、相位畸变问题，通过电阻与电容的合理匹配，让交流下的总阻抗分压比保持恒定，同时兼容直流电阻分压模式。

1. 分压回路的高压臂和低压臂均采用电阻与电容串联的结构，形成 RC 串联臂，设计时严格保证高低压臂的时间常数一致（高高低低），使交流电路中各臂的电阻与容抗的矢量和（总阻抗）比例恒定，避免因交流频率、分布电容导致分压比变化。

2. 交流高压施加时，电路中存在容抗XC=1/(2πfC)（f为交流频率，C为电容值），各 RC 臂的总阻抗为电阻与容抗的矢量和，因时间常数匹配，高低压臂的阻抗比值保持固定，回路电流按总阻抗分配，低压臂输出与被测交流高压成比例的低电压，且无相位差，保证交流电压测量的幅值和相位精度。

3. 同一台阻容式分压器测直流高压时，电容因直流特性处于开路状态，RC 串联臂自动变为纯电阻臂，回路按纯电阻分压原理工作，实现交直流高压的无缝切换测量，无需调整电路参数。

四、信号采集与高压值换算还原

交直流分压器的高低压臂仅完成高压衰减，被测高压值的最终显示需通过信号采集与数据处理单元实现，核心是将低压臂输出的低电压安全传输并精准换算，同时避免采集回路对分压回路的干扰。

1. 低压臂输出的低电压（工频交流 / 直流，数伏至数十伏，属于安全测量范围），通过高屏蔽性能的同轴电缆传输至显示单元，电缆采用双层屏蔽设计，抑制工频电磁干扰、杂散电场干扰，防止外部信号窜入导致测量误差。

2. 显示单元的输入回路设计为高输入阻抗（远大于低压臂电阻），避免采集回路对低压臂形成负载，防止低压臂被分流导致分压比失真，保证低压电压信号的真实采集。

3. 采集的低电压信号经显示单元内部的放大、滤波、整流（交流测有效值 / 峰值）等处理后，结合设备出厂前校准的固定分压比，通过内置程序自动换算为被测高压值，最终通过数字显示屏直接直读（直流为电压值，交流为有效值 / 峰值 / 峰值因数），部分机型还支持数据存储、485 通讯、与电脑联机实时显示电压曲线