随着现代社会科技中测量技术日新月异地革新,对测量不确定度的要求愈来愈高,其中交流电压测量更是一项特别重要的技术。国外的各大万用表厂家以及研究机构对交流电压测量技术的研究较为完善,而国内由于起步较晚,在测量不确定度和测量范围上照国外还有一定差距。本文旨在提出一种测量方案,针对硬件电路原理、校准方法以及元器件精度等缺陷进行改善,本课题的主要研究内容如下:深入了解现阶段主流的交流电压测量方法,分析比较各种方法的优缺点,提出高精度交流电压测量系统的总体设计,包括信号调理模块、交直变换模块等。根据课题预想的测量不确定度对各模块分配误差,从误差分析的角度对关键器件进行选型,并对A/D转换器等关键器件引起的误差提出抑制方法。研究用于高精度测量交流电压的采样方法,包括实时数字采样法和等效数字采样法。受到奈奎斯特采样定理的制约,需要ADC有很高的采样率和很快的转换速率,因此实时数字采样法只适用于低频信号。为了测量频率较高的信号,首先需要准确测量信号频率,提出测频方案,并在此基础上实现利用等效数字采样法完成有效值的测量。对交流电压测量校准技术进行研究,针对测量过程中的外部噪声以及电磁干扰等难以估量的影响,还有由于参考基准、电容、电阻精度不够引起的误差,引入自动校准技术,利用最小二乘法对所测量的数据进行线性拟合,对每个量程存储相互独立的校准参数,使测量精度得到大幅度提高。完成高精度交流电压测量系统的搭建。对关键硬件电路进行误差分析并改进。针对衰减电路中阻容分压器频率特性含有转折点的问题提出了平坦度补偿的方法;主放大器电路采用负反馈闭环结构提高放大精度,针对频率特性不平整和存在直流偏置的问题提出外接D/A转换器进行频补和偏补的方法;针对AD637电路平均误差较大的问题采用了后置滤波器的方法。利用STM32实现对整个系统的控制。最后,采用CVI/Labwindows软件来为上位机编写程序,利用万用表Agilent3458A构建自动测试系统,节约了人力同时也减小了手动测量产生的较大误差。通过自动测试系统对测量系统进行实验验证,得出最终实验数据。本课题设计的交流电压测量系统测量有效值范围为10m V-35V,频率范围为10Hz-1MHz,最高不确定度可以达到0.05%+0.04%（%测量值+%量程）,达到六位半万用表的测量精度。