Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Электронные аналоговые приборы.





Электронным вольтметром называется измерительный прибор, по­казания которого вызываются током от источника питания, а измеряе­мое напряжение управляет величиной этого тока. Электронные вольт­метры имеют в своем составе усилители.

В зависимости от конструкции электронные вольтметры делятся на: универсальные, постоянного и переменного тока, и импульсные. Вольтметры переменного тока обычно строятся по двум структурным схемам (рис.5.11).

Вольтметр, схема которого приведена на (рис.5.11,.а), включает делитель напряжения ДН, преобразователь пере­менного напряжения в постоянное ПН, усилитель постоянного тока УПТ и магнитоэлектрический измерительный механизм ИМ (микроамперметр на ток полного отклонения 50-500мкА).

Рисунок 5.11 – Структурные схемы электронных вольтметров

Вольтметры данной схе­мы имеют широкий частотный диапазон (до 700-1000 МГц), но срав­нительно низкую чувствительность (наименьшее значение верхнего предела измерения 1В), что обусловлено нелинейностью вольт-амперных ха­рактеристик выпрямительных элементов.

Вольтметры с предварительным усилением входного переменного напряжения (рис.5.11,б) имеют более узкий частотный диапазон (око­ло 500 кГц), но благодаря предварительному усилению их чувствительность значительно выше – наименьший верхний предел равен 1мВ.

Электронные вольтметры в отличие от электромеханических имеют
большое входное сопротивление. Они обеспечивают измерение напряжений в высокоомных цепях без нарушения их электрических режимов.
Измерения могут проводиться в широком диапазоне частот от постоянного тока до единиц гигагерц.

Обязательным элементом измерительной цепи является преобразователь переменного напряжения в постоянное. Постоянное напряжение на выходе этих преобразователей пропорционально одному из значений измеряемого переменного напряжения: амплитудному, средневыпрямленному, среднеквадратическому. Однако независимо от вида преобразователя шкалу вольтметров переменного тока градуируют в среднеквадратических значениях напряжения синусоидальной формы, что следует учитывать при определении значения измеряемой величины.

Преобразователи напряжения ПН делятся на преобразователи амплитудного, средневыпрямленного (среднего по модулю) и действующего значения. В вольтметрах с предварительным выпрямлением (рис.5.11,а) применяются преобразователи амплитуд­ного значения (ПАЗ), а в вольтметрах по схеме (рис.5.11,б) - преобразователи среднего (ПСЗ) или действующего значения (ПДЗ).

Рассмотрим ПАЗ с открытым входом, которые обычно состоит из диода, конденсатора и сопротивления нагрузки (рис.5.12.а).

Рисунок 5.12 – Схема ПАЗ переменного напряжения

При положительной полуволне входного напряжения (диод открыт) конденсатор заряжается до напряжения, близкого к амплитудному. В отрицательный полупе­риод (диод закрыт) конденсатор разряжается через сопротив­ление нагрузки. Учитывая, что постоянная разряда значительно больше постоянной заряда τр> τ3, то напряжение при его разряде будет уменьшаться незначительно, как показано на (рис.5.12,б). В результате на конденсаторе установится постоянное на­пряжение Uc = Uв, почти равное амплитуде входного напряже­ния

Шкалу вольтметра с ПАЗ градуируют в действующих значениях синусоидального напряжения с учётом коэффициента амплитуды Kа =1,41. При измерении несинусоидальных напряжений возникает погрешность, обусловленная отличием коэффициента амплитуды исследуемого напряжения от заданного.

ПСЗ широко применяются в схемах электронных вольтметров вследствие метрологических характеристик и высокой чувствительности. На (рис.5.13) приведена схема ПСЗ с мостовым выпрямителем в цепи ООС. За счёт высокого коэффициента усиления Ку операционного усилителя, ток в диагонали с ИМ поддерживается пропорционально входному переменному напряжению. Влияние нелинейности вольтамперной характеристики диодов мостовой цепи уменьшается пропорционально коэффициенту усиления усилителя.

Рисунок 5.13 – Схема ПСЗ переменного напряжения

Шкалы вольтметров с ПСЗ также градуируются в действующих значениях синусоидального напряжения, но с учётом коэффициента формы (для синусоидального напряжения Kф = 1,11).

Одним из основных недостатков ПАЗ и ПСЗ является зависимость показаний от формы кривой входного сигнала. Этого недостатка лишены преобразователи действующего значения ПДЗ переменного напряжения.

В электротепловых ПДЗ применяют термопреобразователи, представляющие собой сочетание нагревательного элемента с термопарой. Выходная величина ПДЗ нелинейно связана с действующим значением подаваемого на них напряжения. ПДЗ включает входной усилитель А1, два термопреобразователя ТП1 и ТП2 и выходной усилитель А2 (рис.5.14).

Рисунок 5.14 – Схема ПДЗ переменного напряжения

На вход усилителя А2 поступает разность выходных ЭДС обоих преобразователей ТП1 и ТП2. При этом осуществляется сравнение по действующему значению преобразуемого переменного и выходного постоянного напряжений. В установившемся режиме входное u(t) и выходное постоянное Uвых напряжения равны с высокой точностью.

Электронные вольтметры с ПДЗ имеют основную погрешность 0,5-2,5%, широкий частотный диапазон (200кГц-10МГц) и высокую чувствительность (наименьший верхний предел измере­ния - 1 мВ).

Рассматриваемые вольтметры имеют обычно широкий частотный диапазон измерений (10 Гц...1000 МГц), но не обладают высокой чув­ствительностью, т.е. с их помощью нельзя измерять малые напряжения (меньше нескольких долей вольта), так как преобразователь не обеспе­чивает выпрямление малых сигналов.

Более чувствительными являются вольтметры, выполненные по схеме, представленной на (рис.5.7).

Рисунок 5.7 - Схема аналогового электронного вольтметра переменного тока

Вольтметры этого типа использу­ют для измерения малых напряжений переменного тока от единиц ми­кровольт до единиц вольт. Это возможно благодаря предварительному усилению переменного тока. Однако создание усилителей, работающих в широком диапазоне частот и имеющих большой коэффициент усиле­ния, - трудная техническая задача, поэтому такие вольтметры имеют относительно низкий частотный диапазон (1...10 МГц).

 







Дата добавления: 2015-12-04; просмотров: 246. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...


Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...


Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...


Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Закон Гука при растяжении и сжатии   Напряжения и деформации при растяжении и сжатии связаны между собой зависимостью, которая называется законом Гука, по имени установившего этот закон английского физика Роберта Гука в 1678 году...

Характерные черты официально-делового стиля Наиболее характерными чертами официально-делового стиля являются: • лаконичность...

Этапы и алгоритм решения педагогической задачи Технология решения педагогической задачи, так же как и любая другая педагогическая технология должна соответствовать критериям концептуальности, системности, эффективности и воспроизводимости...

Функциональные обязанности медсестры отделения реанимации · Медсестра отделения реанимации обязана осуществлять лечебно-профилактический и гигиенический уход за пациентами...

Определение трудоемкости работ и затрат машинного времени На основании ведомости объемов работ по объекту и норм времени ГЭСН составляется ведомость подсчёта трудоёмкости, затрат машинного времени, потребности в конструкциях, изделиях и материалах (табл...

Гидравлический расчёт трубопроводов Пример 3.4. Вентиляционная труба d=0,1м (100 мм) имеет длину l=100 м. Определить давление, которое должен развивать вентилятор, если расход воздуха, подаваемый по трубе, . Давление на выходе . Местных сопротивлений по пути не имеется. Температура...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия