介绍了一种间接测量交流电压有效值的新方法。基于不同正弦电压与基准电压比较，会得到脉宽不同的矩形波这一基本物理现象，利用单片机测量矩形波正脉宽，通过测宽得到的计数值N间接反映正弦电压有效值。详细解释了测量原理，并给出了在Matlab/Cftool和Proteus仿真情况下交流电压UAV、脉冲宽度T、正脉冲测宽计数值N之间的数值对应关系，以及计数值N与交流电压有效值UAV间的拟合多项式。此外，还搭建了主要由89C51和LM139组成的硬件电路，实现测量过程，验证了此方法在实际应用中的有效性。
交流电压有效值是电气工程中一个重要的概念，它表示交流电压在一段时间内产生的热效应等同于直流电压在相同时间内产生的热效应。有效值的测量通常涉及到复杂的电路设计，包括热电偶、峰值检测器、绝对平均法或者使用专用的真有效值-直流变换器。然而，上述方法可能需要复杂的硬件电路和较高的成本。
本文提出了一种新的间接测量交流电压有效值的方法，该方法基于正弦电压与基准电压比较产生不同脉宽的矩形波这一物理现象。通过使用单片机（例如89C51）来测量这些矩形波的正脉宽，进而得到计数值N，这个计数值N可以间接反映正弦电压的有效值。这种方法的优势在于减少了对A/D转换器的依赖，简化了硬件电路设计，提高了测量速度，特别适合那些需要快速响应电源电压异常的工业设备。
在理论分析的基础上，文章使用Matlab/Cftool和Proteus软件进行了仿真验证。Matlab中建立的模型揭示了交流电压UAV与脉宽T之间的数值对应关系，而Proteus仿真则通过单片机实际测量正脉冲的宽度，得到与脉宽T对应的计数值N。通过对仿真数据的分析，利用Matlab的Cftool工具箱，找到了一个拟合的二次多项式公式，如UAV = 1.208×10^-5×N^2 - 0.058 77×N + 372.8，这个公式可以将计数值N转换为交流电压有效值UAV。
在实际应用中，首先需要通过标准信号源和硬件仿真器获取一组实验数据，然后根据这些数据在Matlab中找到适应实际环境的拟合多项式。测量电路包括信号调理电路，它负责将被测电压与基准信号VDC比较，调理电路需要具备隔离、隔直和保护功能以应对各种异常情况。单片机根据比较器输出的矩形波正脉冲宽度计算计数值N，并利用拟合多项式计算出实际的电压Uin。
这种方法虽然在精度上可能略逊于传统方法，特别是在处理频率变化大、谐波成分多的信号时，但它在测量速度和成本效益方面具有优势。通过优化信号调理电路性能和提高拟合多项式的精确度，可以进一步提高测量精度。对于那些对测量速度要求高的应用场合，这种方法提供了一个实用且经济的解决方案。同时，这种方法的通用性意味着它可以应用于任何已知波形信号的测量，扩展了其在各种电气系统中的应用潜力。
