Лекция
Привет, Вы узнаете о том , что такое электронные вольтметры, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое электронные вольтметры, аналоговые вольтметры, структура электронного вольтметра, принцип действия электронного вольтметры , настоятельно рекомендую прочитать все из категории МЕТРОЛОГИЯ И ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЯ.
При измерении напряжения методом непосредственной оценки вольтметр подключают параллельно участку исследуемой цепи. Для уменьшения методической погрешности измерения собственное потребление вольтметра должно быть мало, а его входное сопротивление - велико. Поэтому в последние годы в основном используют электронные вольтметры .
Электронные вольтметры представляют собой сочетание электронного преобразователя и измерительного прибора. В отличие от вольтметров электромеханической группы электронные вольтметры постоянного и переменного токов имеют высокие входное сопротивление и чувствительность, широкие пределы измерения и частотный диапазон (от 20 Гц до 1000 МГц), малое потребление тока из измерительной цепи.
Классифицируют электронные вольтметры по ряду признаков:
Кроме того, все электронные приборы можно разделить на две большие группы: аналоговые электронные со стрелочным отсчетом и приборы дискретного типа с цифровым отсчетом.
Типов вольтметров в соответствии с назначением:
Все измерители напряжения можно разделить на несколько групп в соответствии с диапазоном снимаемых значений:
По принципу измерения вольтметры бывают:
При измерениях силы тока электронным вольтметром, вначале ток преобразуется в напряжение, а затем определяют по формуле: Ix = Ux / R0, где Ro - образцовое расчетное сопротивление.
Классификация вольтметров по принципу действия
Классификация вольтметров по функциональному назначению согласно ГОСТ 15094-86
Первыми были созданы измерители электромеханического типа. В их работе используется магнитоэлектрический принцип. Постоянный магнит закреплен неподвижно, а между его полюсами установлен стальной сердечник. Монтаж этого элемента конструкции выполняется так, чтобы в кольцеобразном воздушном зазоре могло формироваться постоянное электромагнитное поле.
Структурные схемы аналоговых вольметров
Вид измеряемого значения переменного напряжения определяется типом детектора(средневыпрямленных или пиковых значений).
Для измерения напряжения необходимо правильно выбрать прибор с учетом его диапазона измерения, частотного диапазона, класса точности, потребления мощности из измерительной цепи, влияния формы сигнала на результат измерения. Эти параметры указаны в технической документации на прибор. При этом следует обратить внимание на следующие важные обстоятельства.
При измерении гармонических напряжений частота измеряемого сигнала должна находиться в пределах рабочего диапазона частот. Следует проверить по паспорту, не имеет ли место дополнительная частотная погрешность в измеряемой точке.
При измерении сигналов сложной формы частотный диапазон выбирают с учетом высших гармоник. Если используется электронный прибор с амплитудным детектором, то по его показаниям можно определить среднее квадратическое значение U только для случая, когда известен коэффициент амплитуды измеряемого сигнала.
Рисунок 1 Пример аналогового электронного милливольтметра В3-38б
. Аналогично, при измерении прибором с преобразователем средневыпрямленного значения Unp для определения среднего квадратического значения сигнала нужно знать коэффициент его формы ?фсиг. Тогда, с учетом формулы (3.6), получим:
(2.3)
Необходимо помнить, что приборы средневыпрямленного значения подчас вообще непригодны для измерения сигналов сложной формы, поскольку не обеспечивают необходимого рабочего диапазона частот.
При измерениях на переменном токе с помощью электронных приборов следует иметь в виду, что основная их масса имеет «закрытый вход» для постоянной составляющей сигнала.
Это позволяет производить измерения в схемах, где уровень сигнала значительно меньше, чем постоянные напряжения режима покоя схемы. Однако при измерении импульсных сигналов приборами с амплитудными преобразователями на это следует обратить особе внимание.
Рисунок 2.4 Диаграммы к вольтметру с амплитудным преобразователем
На временных диаграммах, представленных на рис. 2.4, показано, как можно определить параметры однополярных прямоугольных импульсов, амплитуда Uр, длительность τ и частота ƒ = 1 /T следования которых известны.
Пусть шкала измерительного прибора отградуирована в средних квадратических значениях синусоиды. Тогда показание прибора с амплитудным преобразователем измеряемого напряжения должно быть Unp = Um/I 1,41. Вследствие того, что прибор реагирует только на переменную составляющую сигнала, представленную на рис. 2.4 по отношению временной оси t', показания прибора будут: Uпр = U+m/1,41 или Uпр = U-m/1,41 в зависимости от полярности его подключения, где U+=UP(T-τ)/Т = положительное амплитудное значение; U = Up τ/T - отрицательное амплитудное значение импульса.
Формулы перевода напряжений получены из условия равенства нулю постоянной составляющей, т.е. площади S] и S2 относительно оси времени t' равны:
(2.4)
В зазор на полуосях установлена рамка, изготовленная из алюминия. Она способна свободно перемещаться. На рамке также есть катушка из тонкой проволоки. Указательная стрелка прибора крепится с помощью пружин к рамке. Как только через прибор начинает проходить электроток, в обмотке возникает электромагнитное поле. Рамка вступает с ним во взаимодействие и отклоняется вместе со стрелкой на расстояние, соответствующее величине напряжения.
Конструкция измерителя также содержит индукционный демпфер — пластинку из алюминия, закрепленную на раме со стрелкой. В соответствии с правилом Ленца, вихревые токи, возникающие в демпфере, вступают во взаимодействие с породившим их магнитным полем и замедляют колебания указателя прибора. Чтобы добиться необходимой точности измерения, прибор во время работы не должен подвергаться воздействию силы тяжести.
Для решения поставленной задачи подвижная часть измерителя оснащается системой грузиков, передвигающихся на стержнях. Кроме этого, для обеспечения точного измерения необходимо снизить силу трения стальных наконечников. Это достигается благодаря использованию специальных износостойких сталей. Изготовленные из них детали подвергаются полировке.
Перед началом измерения пользователю необходимо установить указательную стрелку в нулевое положение.
Для этого в конструкции прибора предусмотрен специальный корректировочный винт, соединенный с пружиной. Это классическая конструкция, но сегодня встречаются приборы, содержащие магниты разной формы. При этом в некоторых конструкциях магнит является подвижным.
Электронные вольтметры (В2 — постоянного тока, В3 — переменного, В4 — импульсного, В5 — фазочувствительные, В6 — селективные, В7 — универсальные).
С целью повышения чувствительности и расширения диапазона измеряемых значений напряжений разработаны специальные приборы — электронные вольтметры. В соответствии с измеряемым параметром различаются вольтметры амплитудного значения (пиковые), среднего (постоянного напряжения), средневыпрямленного и действующего значений. Электронные вольтметры обладают большим входным сопротивлением, достигающим 10 МОм, имеют широкий частотный диапазон до 1—3 ГГц, способны выдерживать большие нагрузки. Типичные структурные схемы электронных вольтметров приведены на рис. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . 2. Входное устройство электронных вольтметров состоит из эмиттерного повторителя, чаще всего смонтированного в выносном пробнике для уменьшения влияния проводов на высоких частотах, и аттенюатора, представляющего собой резистивный делитель напряжения.
Рисунок 2 - Структурные схемы электронных вольтметров:
а) переменного напряжения;
б) постоянного напряжения;
в) переменного и постоянного напряжения
Усилители в электронных вольтметрах предназначены для повышения чувствительности при измерении малых напряжений. Для повышения стабильности коэффициента усиления усилителя и уменьшения нелинейных искажений обычно используется многокаскадный усилитель, охваченный отрицательной обратной связью.
Детектор вольтметра предназначен для преобразования измеряемого напряжения в постоянную или пульсирующую форму, измеряемую магнитоэлектрическим прибором. В зависимости от закона преобразования детекторы подразделяются на пиковые (амплитудные), детекторы действующего значения и детекторы средневыпрямленного значения.
Рисунок 3- Схема пикового детектора и график напряжений
В пиковом детекторе параметры схемы (рис. 3) подобраны так, что постоянная времени заряда конденсатора τ3 = Ri.С (Ri — внутреннее сопротивление диода) намного меньше постоянной цепи разряда τр= R.С, которая много больше периода колебаний входного напряжения: τр>>Т. Вследствие этого через несколько периодов колебаний конденсатор зарядится до напряжения Uс со средним значением Uср, близким к амплитудному значению Um.
Детектор действующего значения должен иметь квадратичную вольт-амперную характеристику.
Рисунок 4 - Схема квадратичного детектора с кусочно-гладкой аппроксимацией ВАХ
Квадратичным участком вольтамперной характеристики обладают почти все активные элементы: лампы, транзисторы, диоды; однако протяженность этого участка небольшая. Для ее увеличения применяют кусочно-гладкую аппроксимацию параболической кривой на К-участках, каждый из которых обеспечивается начальным квадратичным участком данного активного элемента. На рис. 4 показана схема такого детектора. Количество участков аппроксимации соответствует количеству диодных цепочек, в которых на каждый последующий диод подается ступенчато увеличивающееся напряжение обратного смещения (Есм), что вызывает открытие каждого из них при входном Uвх>Есм.
Рисунок 5 - Схема детектора средневыпрямленного значения
Детектор средневыпрямленного значения представляет собой двухполупериодный выпрямитель, собранный обычно по мостовой схеме (рис. 5). Чтобы ток в этом детекторе был пропорционален средневыпрямленному значению измеряемого напряжения, необходимо, чтобы амплитуда входного напряжения, подаваемая на диоды, значительно превышала квадратичный участок вольт-амперной характеристики диода, т. е. чтобы детектирование было линейным, а не квадратичным. Рассмотрим некоторые специальные типы вольтметров.
Избирательный (селективный) электронный вольтметр предназначен для измерения синусоидального напряжения определенной (избранной) частоты в спектре других частот. Принцип действия такого вольтметра основан на выделении напряжения нужной частоты из спектра других частот, усилении и дальнейшем измерении напряжения выделенной частоты.
Существует ряд методов измерения силы тока в электрических цепях:
кроме прямых измерений, широко используют косвенные измерения.
Прямое измерение силы тока. В этом случае амперметр включают последовательно в разрыв электрической цепи, в которой проводится измерение силы тока (рис. 2.5,а). Включение в исследуемую цепь амперметра искажает результат измерения. В частности, наличие в схеме рис. 2.5,а амперметра с внутренним сопротивлением RA приведет к тому, что вместо силы тока Ix = UIR, который протекал в этой цепи без амперметра, после его включения потечет ток:
(2.5)
Рисунок 2.5 Схемы измерения силы тока:
а - с амперметром; б - с помощью вольтметра.
Абсолютная погрешность измерения ΔI = Ix – I1 будет тем больше, чем выше внутреннее сопротивление амперметра RA.
Измерение силы тока косвенным методом с помощью электронных вольтметров. Поскольку между напряжением и током в электрической цепи имеется линейная связь (согласно закону Ома), то ток можно измерить косвенным методом с помощью схемы, показанной на рис. 3.17, б. При этом, измерив вольтметром напряжение на сопротивлении эталонного резистора Rэ, силу тока находим по формуле
(2.6)
где Uэ, - напряжение, измеренное вольтметром; IХ - ток, подлежащий
определению; Rэ - активное эталонное сопротивление известного номинала.
Однако при измерении малых токов подобная методика может оказаться неприемлемой. В этом случае в измерительных приборах применяют схему входного усилительного каскада с достаточно малым входным сопротивлением.
Особенности измерений малых напряжений и силы токов. Рассмотренные способы измерения напряжения или силы тока малых уровней основаны, главным образом, на применении усилителей. Для усиления малых сигналов требуется иметь усилитель с большим коэффициентом усиления. Настоящий уровень развития электронной техники позволяет успешно решить эту задачу. Поэтому не коэффициент усиления, а внутренние шумы усилителя и источника исследуемого сигнала определяют предельно достижимый порог чувствительности при измерении малых сигналов.
Измерение напряжения и силы тока в электрических цепях относятся к наиболее распространенным видам измерений. При этом преобладающее значение имеет измерение напряжения, поскольку чаще всего этой величиной принято характеризовать режимы работы различных радиотехнических цепей и устройств. К тому же параллельный метод подключения вольтметра к участку цепи, как правило, не приводит к нарушению электрических процессов в ней, поскольку входное сопротивление прибора выбирается достаточно большим. При измерениях же силы тока приходится обязательно размыкать исследуемую цепь и в ее разрыв последовательно включать амперметр, внутреннее сопротивление которого отлично от нуля. Так как напряжение и сила тока связаны, согласно закону Ома, линейной зависимостью, удобнее проводить измерение напряжения и по его значению аналитически вычислять силу тока.
Современные методы и средства измерений позволяют измерять напряжения в диапазоне 10-10…106В и силу тока в диапазоне 10-18...105 А.
Вместе с тем данные измерения должны осуществляться в очень широкой полосе частот - от постоянного тока до сверхвысоких частот (СВЧ).
Переменное напряжение (переменный ток) промышленной частоты имеет синусоидальную форму
u(t) = Umsin(ωt+φ), (2.7)
и его мгновенное значение u(t) характеризуется несколькими основными параметрами: амплитудой Um, круговой частотой ω и начальной фазой φ.
Рисунок 2.6 Иллюстрации к понятию амплитуда напряжения:
а - импульсы положительной полярности; б - синусоидальное напряжение;
в - сумма синусоиды и постоянной составляющей; г - несинусоидальное колебание.
Уровень переменного напряжения можно определить по амплитудному, среднему квадратическому (часто в технической литературе употребляют термины «среднеквадратическое», «действующее» и «эффективное», которые относятся к
нерегламентируемым), среднему (постоянной составляющей) или средневыпрямленному значениям.
Мгновенные значения напряжения u(t) наблюдают на экране осциллографа, дисплее компьютера или другого устройства и определяют в каждый момент времени (рис. 2.6).
Амплитудное (амплитуда, высота; устаревшее - пиковое значение) Um наибольшее мгновенное значение напряжения (относительно оси абсцисс) за интервал наблюдения или за период.
Измеряемые на практике напряжения могут иметь различный вид, например, форму импульсов, синусоидального или не синусоидального колебаний - суммы синусоиды с постоянной составляющей и т.д. (см. рис. 2.6,а,б,в).
При разнополярных несимметричных кривых формы напряжения различают два амплитудных значения (см. рис. 2.6,г): положительноеUm+ и отрицательное Um-.
Среднее квадратическое значение напряжения и силы тока есть корень квадратный из среднего квадрата его мгновенного значения за время измерения (за период):
(2.8)
Если периодический сигнал несинусоидален, то квадрат среднего квадратического значения равен сумме квадратов постоянной составляющей и средних квадратических значений гармоник:
(2.9)
Среднее значение (постоянная составляющая) напряжения и силы тока равно среднему арифметическому всех мгновенных значений за период:
, 
(2.10)
Средневыпрямленное напряжение и сила тока определяется как среднее арифметическое абсолютных мгновенных значений за период:
(2.11)
Для напряжения одной полярности среднее и средневыпрямленное значения равны.
Для разнополярных напряжений эти значения могут существенно отличаться.
Коэффициенты пересчета значений
.
.Так, для гармонического напряжения Uср = 0, Uср.в = 0,637Um.
Чаще измеряют среднее квадратическое значение напряжения, так как этот параметр связан с мощностью, нагревом, потерями.
Однако проще измерить амплитудное или средневыпрямленное значение и произвести пересчет с применением коэффициентов амплитуды Ка и формы Кф.
(2.12)
В частности, для синусоидальной (гармонической) формы переменного напряжения: Ка = 1,41; Кф = 1,11.
Значения этих коэффициентов для наиболее употребляемых видов сигналов и соотношения между ними даны в табл. 2.3, где все напряжения для упрощения обозначены буквой u.
Таблица 2.3 Количественные соотношения между различными значениями ряда распространенных сигналов
Структурные схемы аналоговых вольтметров показаны на рис. 2.7. В настоящее время аналоговые электронные вольтметры постоянного тока (рис. 2.7,а) находят ограниченное применение, так как они по своим техническим свойствам сильно уступают цифровым вольтметрам. Поэтому дальше рассматриваются только аналоговые вольтметры переменного тока. Изображенная на рис. 2.7,б структурная схема используется в вольтметрах переменного тока для измерения напряжений значительного уровня.
Чтобы обеспечить необходимую точность вольтметра к усилителям постоянного тока, применяемым в электронных вольтметрах, предъявляют жесткие требования в отношении линейности амплитудной характеристики, постоянства коэффициента усиления, температурного и временного дрейфа нуля. При построении электронных вольтметров для измерения малых напряжений подобные требования не всегда могут быть удовлетворены.
Поэтому электронные вольтметры переменного тока для измерения малых напряжений выполняют по схеме, показанной на рис. 2.7,в. Данная схема применяется в милливольтметрах, поскольку обладает большой чувствительностью. Последнее связано с наличием дополнительного усилителя переменного тока.
Рисунок 2.7 Структурные схемы аналоговых электронных вольтметров: а - постоянного тока; б - напряжений большого уровня; в - милливольтметра
(УПТ - усилитель постоянного тока; > - усилитель переменного тока; МЭС - магнитоэлектрическая система)
При создании аналоговых вольтметров важную функцию несут преобразователи переменного напряжения в постоянное (детекторы). Детекторы можно классифицировать по функции преобразования входного напряжения в выходное: амплитудные (пиковые), среднего квадратического и средневыпрямленного значений. Тип детектора во многом определяет свойства прибора: вольтметры с амплитудными детекторами являются самыми высокочастотными; вольтметры с детекторами среднего квадратического значения измеряют напряжение любой формы; вольтметрысредневыпрямленного значения измеряют только гармонические сигналы, но являются самыми простыми и надежными.
Амплитудный детектор - устройство, напряжение на выходе которого, соответствует максимальному (амплитудному) значению измеряемого напряжения. Чтобы нагрузка детектора эффективно отфильтровывала постоянную составляющую и подавляла высокочастотные гармоники, необходимо выполнение неравенства 1/(ωСф) << RH, где Сф - емкость фильтра; RH - сопротивление нагрузки детектора. Еще одно условие хорошей работы детектора: сопротивление резистора нагрузки RH должно быть значительно больше сопротивления диода в его прямой проводимости. На рис. 2.8 показаны принципиальная и эквивалентная схемы и временные диаграммы амплитудного детектора с параллельным включением диода (детектор с закрытым входом). Рассмотрим работу детектора (рис. 2.8,а) при подаче на его вход гармонического напряжения uх(t) = Umsinωt.
На интервалах времени, когда на вход детектора поступает положительная полуволна, конденсатор С заряжается через диод D, сопротивление Ro которого в открытом состоянии мало. Постоянная времени заряда τ3 = RaC невелика и заряд конденсатора до максимального значения Um происходит быстро. На интервале действия отрицательной полуволны диод D закрыт и конденсатор.
С медленно разряжается на сопротивлении нагрузки RH так как оно выбирается достаточно большим. Итак, постоянная разряда τр = RHС оказывается значительно больше периода Т = 2π/ω входного напряжения. В результате конденсатор остается заряженным до напряжения Uc = Um = Uвых.
Эквивалентная схема амплитудного детектора и временные диаграммы,поясняющие его работу, представлены на рис. 2.8,б,в.
Изменение напряжения на сопротивлении нагрузки Rн определяется разностью амплитуды входного напряжения Ux и напряжения на конденсаторе Uc, т.е. UR = Ux - Uc . Таким образом, выходное напряжение UR будет пульсирующим с удвоенной амплитудой измеряемого напряжения, как показано на рис. 2.7,в. Это подтверждают простые математические выкладки:
при sinωt = 1 напряжение UR = 0;
при sinωt =0 - UR = -Um;
при sinωt= -1 - UR = 2Um.
Рисунок 2.8 Амплитудный детектор с параллельным диодом:
а - принципиальная схема; б - эквивалентная схема; в - временные диаграммы
Для выделения постоянной составляющей сигнала Um = - Uc на выходе детектора ставится емкостной фильтр, подавляющий остальные гармоники.
Одним из достоинств аналоговых вольтметров с амплитудным детектором является независимость показаний прибора от формы сигнала. Обычно шкала амплитудных вольтметров градуируется в средних квадратических значениях синусоидального напряжения, т.е. показания прибора: Unp = Um1Ka.
Детектор среднего квадратического значения - преобразователь переменного напряжения в постоянное, пропорциональное корню квадратному из среднего квадрата мгновенного значения напряжения. Значит, измерение действующего напряжения, связано с выполнением трех последовательных операций: возведение в квадрат мгновенного значения сигнала, усреднение и извлечение корня из результата усреднения (усреднение обычно осуществляется при градуировке шкалы вольтметра).
Возведение в квадрат осуществляют полупроводниковой ячейкой, используя параболический участок его характеристики, близкий по форме к квадратичной линии; иногда этот участок создают искусственно.
На рис. 2.9,а представлена диодная ячейка D1R1c, в которой постоянное напряжение E1, приложено к диоду D1 таким образом, что он оказывается закрытым до тех пор, пока измеряемое напряжение ux(t) на резисторе R1 не превысит величины E1.
Следует иметь в виду, что начальный квадратичный участок вольтамперной характеристики полупроводникового диода имеет, как правило, малую протяженность (рис. 2.9,б), по этому эту часть удлиняют искусственно.
Линеаризация вольтамперной характеристики легко иллюстрируется методом кусочно-линейной аппроксимации. Для этого в схеме детектора используют несколько диодных ячеек (рис. 2.9,в) аналогичных показанной т рис, 2.9,а. Линейный участок обобщенной вольтамперной характеристики при этом увеличивается.
На рис. 2.10 показано, как получается в этом случае квадратичная характеристика при последовательном включении цепочек резисторов
с диодами D1, D2, D3.
Диод D1 первоначально закрыт напряжением Е1 затем, по мере роста напряжения ux(t) и достижения соотношения ux(t) > E1 он открывается и начальный линейный участок его идеализированной характеристики увеличивается.
В схеме, представленной на рис. 2.9,в, первоначально диоды D1, D2, D3 закрыты соответствующими напряжениями смещения Е1, Е2, Е3 и при малом входном напряжении ux(t) ток через миллиамперметр равен i0. Когда входное напряжение их(t) > Е1 откроется диод D1 и параллельно резисторуRo подключится делитель напряжения R1 R1c .В результате
крутизнавольтамперной характеристики на участке от Е1 до Е2 возрастает;
Рисунок 2.9 Детектор среднего квадратического значения: а - диодная ячейка; б - идеализированная характеристика;
в - схема квадратичного детектора
Рисунок 2.10 Аппроксимация квадратичной вольтамперной характеристики
суммарный ток протекающий через миллиамперметр, станет равным iΣ = i0 +i1. Когда выполнится условие ux(t) > Е2, откроется диод D2 и ток миллиамперметра будет равен 
. При 
, откроется диод D3 и суммарный ток, протекающий через миллиамперметр, будет равен 
. В результате форма суммарной
вольтамперной характеристики приблизится к квадратичной кривой. Показание измерительного прибора будет пропорциональным среднему квадратическому значению входного напряжения, и оно не зависит от его формы.
При конструировании приборов действующего значения возникает целый ряд трудностей, в том числе и с обеспечением широкого частотного диапазона. Тем не менее, эти приборы являются самыми востребованными, так как они позволяют измерять напряжение любой сложной формы.
Детектор средневыпрямленного значения - устройство, преобразующее переменное напряжение в постоянный ток, пропорциональный средневыпрямленному значению напряжения. Структура выходного тока измерительного прибора с детектором средневыпрямленного значения аналогична ранее рассмотренному узлу выпрямительной системы. Аналоговый электронный вольтметр средневыпрямленного значения имеет более высокую чувствительность и меньшее потребление мощности от измерительной цепи (за счет дополнительного усиления), чем прибор со схемой выпрямления без усилителя.
Интегральные амплитудные детекторы. Диодные (как и транзисторные) амплитудные детекторы при малых напряжениях вносят в измеряемый сигнал значительные нелинейные искажения. Поэтому в измерительных устройствах применяют амплитудные детекторы на интегральных микросхемах - операционных усилителях - ОУ (рис. 2.10).
Поскольку детектор выполнен по инвертирующей схеме (возможно и неинвертирующее включение), то при подаче положительных полуволн напряжение u2 на выходе ОУ будет отрицательным. При этом диод VD1 открыт, а диод VD2 закрыт.
Рисунок 2.11 Амплитудный детектор на ОУ
Выход ОУ через малое прямое сопротивление диода VD1 подключен ко входу, что создает глубокую отрицательную обратную связь.
В результате напряжение на выходе ОУ равно напряжению на его входе и близко к нулю.
Выходное напряжение детектора тоже равно нулю. При подаче отрицательной полуволны напряжение u2 на выходе ОУ будет положительным, поэтому диод VD1 закрыт, a VD2 - открыт. При этом напряжение на выходах ОУ и детектора uвых = u2 - uBXR21R1.
При несинусоидальной форме сигнала возможна методическая погрешность измерения.
Наиболее точно среднее квадратическое значение шумового напряжения можно измерить вольтметром с квадратичным детектором. Градуировка такого вольтметра не зависит от формы напряжения, а следовательно, пригодна и в данном случае.
При измерении шумовых напряжений необходимо учитывать ряд специфических требований.
Важным параметром вольтметра является его входное сопротивление (или входной импеданс для гармонических сигналов). Его значение определяет методическую погрешность, которая возникает при подключении прибора к объекту исследования.
В измерениях постоянных напряжений обычно удается соблюдать соотношение Rэкв << Rвх и влиянием входного сопротивления можно пренебречь.
При измерении переменных напряжений (особенно на высоких частотах) на результаты оказывает сильное влияние реактивная составляющая входного импеданса вольтметра и соединительных проводов (кабеля).
Снизить влияние паразитных параметров проводов можно переносом части схемы вольтметра в выносную головку (пробник, probe), которая подключается непосредственно в точки измерения. В импульсных вольтметрах в выносной головке размещают схему амплитудного детектора, в вольтметрах переменного тока – входной усилитель.
Информация, изложенная в данной статье про электронные вольтметры , подчеркивают роль современных технологий в обеспечении масштабируемости и доступности. Надеюсь, что теперь ты понял что такое электронные вольтметры, аналоговые вольтметры, структура электронного вольтметра, принцип действия электронного вольтметры и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории МЕТРОЛОГИЯ И ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЯ
Ответы на вопросы для самопроверки пишите в комментариях, мы проверим, или же задавайте свой вопрос по данной теме.
Комментарии
Оставить комментарий
МЕТРОЛОГИЯ И ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЯ
Термины: МЕТРОЛОГИЯ И ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЯ