Электронные вольтметры переменного напряжения

ЭЛЕКТРОННЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

Электронные ИП (ЭИП) представляют собой более сложные устройства, чем электромеханические. Они содержат несколько различных преобразователей, которые в общем случае выполняют функции деления, усиления, выпрямления и фильтрации сигнала, преобразования одних электрических величин в другие. В качестве выходных устройств в большинстве ЭИП используются магнитоэлектрические измерительные механизмы с соответствующей градуировкой шкалы.

В задачах электрических измерений используется множество различных типов ЭИП (вольтметры переменного и постоянного напряжения, частотомеры и фазометры, омметры, измерители индуктивностей и емкостей, разнообразные генераторы, осциллографы и анализаторы). Среди этого многообразия выделим групп электронных вольтметров, как довольно распространенных приборов, и рассмотрим основные особенности построения и применения ЭИП на примере именно вольтметров.

Электронные вольтметры переменного напряжения

Электронные вольтметры переменного напряжения строятся по одной из двух структурных схем, приведенных на рис.8,

Измеряемое переменное напряжение U поступает на вход вольтметра. Входная цепь ВЦ прибора может содержать делители напряжения, переключатели, вспомогательные преобразователи, фильтры и др. Усилитель необходим для усиления сигналов lj необходимого уровня. Детектор и в той, и в другой схеме служит для выпрямлении переменного входного (или усиленного) сигнала; ИП – выходной измерительный прибор (чаще всего магнитоэлектрической системы), шкала которого градуируется в требуемых значениях.

Схемы различаются последовательностью чередования основных этапов преобразования исследуемого сигнала. В первом случае (см. рис. 3.20, а) входное периодическое напряжение U сначала усиливается с помощью усилителя переменного напряжения, а затем выпрямляется детектором. Приборы, построенные по этой схеме (усилитель-детектор – прибор), обладают более высокой чувствительностью (порог чувствительности – доли микровольта), но имеют заметно меньший диапазон частот измеряемых напряжений (примерно 20 МГц).

В приборах, построенных по схеме рис. 3.20, б (детектор – усилитель – прибор), входной сигнал сначала выпрямляется детектором, а затем усиливается усилителем постоянного напряжения. Такие вольтметры, напротив, обладают более широким диапазоном частот (от 20 Гц до 500 МГц), но имеют существенно меньшую (худшую) чувствительность (порог чувствительности от 0,5 В).

3.3.2. Выпрямители (детекторы)

Одним из основных элементов электронного вольтметра переменного напряжения является выпрямитель (детектор) – преобразователь переменного напряжения в постоянное. Именно особенности детектора в значительной мере определяют функциональные возможности и характеристики вольтметра. В зависимости от назначения вольтметра используются различные схемы детекторов:

•амплитудного значения;

•среднего выпрямленного значения;

•среднего квадратического (действующего) значения.