трусики женские украина

На головну

 Електронні вольтметри - Цифрові пристрої

Визначення та класифікація. Електронним вольтметром називається прилад, показання якого викликаються струмом електронних приладів, т. Е. Енергією джерела живлення вольтметра. Вимірюється напруга управляє струмом електронних приладів, завдяки чому вхідний опір електронних вольтметрів сягає дуже великих значень і вони допускають значні перевантаження.

Електронні вольтметри діляться на аналогові і дискретні. В аналогових вольтметрах вимірюється напруга перетворюється на пропорційне значення постійного струму, що вимірюється магнітоелектричним мікроамперметром, шкала якого градуюється в одиницях напруги (вольти, міллівольт, мікровольт). У дискретних вольтметрах вимірюється напруга піддається ряду перетворень, в результаті яких аналогова вимірювана величина перетвориться в дискретний сигнал, значення якого відображається на індикаторному пристрої у вигляді світних цифр. Аналогові й дискретні вольтметри часто називають стрілочними і цифровими відповідно.

За родом струму електронні вольтметри діляться на вольтметри постійної напруги, змінної напруги, Універсальні та імпульсні. Крім того, є вольтметри з частотно-виборчими властивостями - селективні.

При розробці електронних вольтметрів враховуються такі основні технічні вимоги: висока чутливість; широкі межі вимірюваного напруги; широкий діапазон робочих частот; великий вхідний опір і мала вхідна ємність; мала похибка; відома залежність показань від форми кривої вимірюваної напруги. Перераховані вимоги не можна задовольнити в одному приладі, тому випускаються вольтметри з різними структурними схемами.

Вольтметри змінного напруги. Електронний вольтметр змінної напруги складається з перетворювача змінної напруги в постійне, підсилювача і магнітоелектричного індикатора. Часто на вході вольтметра встановлюється калібрований дільник напруги. за допомогою якого збільшується верхня межа вимірюваної напруги. Залежно від виду перетворення показання вольтметра може бути пропорційно амплітудному (піковому), средневипрямленному або середньоквадратичного значенням вимірюваної напруги.

Рис.1. Структурна схема аналогового електронного вольтметра з амплітудним перетворювачем

Проте слід мати на увазі, що шкалу будь-якого електронного вольтметра градуіруют в среднеквадратических (діючих) значеннях напруги синусоїдальної форми. Виняток становлять імпульсні вольтметри, шкалу яких градуіруют в амплітудних значеннях.

Вольтметр амплітудного (пікового) значення (рис.1) складається з амплітудного перетворювача АПР, підсилювача постійного струму ППС і магнітоелектричного індикатора, градуйованого в вольтах. На вході вольтметра іноді передбачається дільник напруги ДН. Амплітудний перетворювач виконують за схемою з відкритим чи закритим входом.

Амплітудний перетворювач з відкритим входом (рис.2, а) являє собою послідовне з'єднання вакуумного діода Д з паралельно з'єднаними резистором Л? і конденсатором С. Якщо до затискачів 1-2 докладено напруга u = Umsin?t від джерела з внутрішнім опором ri, то конденсатор через діод заряджається до деякого значення Uc, яке докладено до електродів діода так, що він більшу частину періоду закритий, т. е. працює в режимі відсічення (рис. 2, б). Протягом кожного періоду діод відкривається на деякий проміжок часу 't1-' t2тогда і> Ucі конденсатор заряджається імпульсом струму iДдо напруги Uc - постійна часу заряду ?з = (Ri + RД) С, де RД- опір відкритого діода. Потім діод закривається і конденсатор розряджається через резистор R протягом інтервалу t2- 't1постоянная часу розряду ?p = RC.

Постійні часу повинні відповідати таким умовам: ?зві ?p> I / fнгде fві fн- кордону частотного діапазону вольтметра. Очевидно, що ?зRi + RД.В широкодіапазонний вольтметрах нерівність: ?зввиполніть не вдається, і тому на високих частотах процес встановлення триває протягом декількох періодів вимірюваної напруги.

1 Д

U ~ Ri + C R Uпік

2

а) б)

Рис.2. Амплітудний перетворювач з відкритим входом

Результатом амплітудного перетворення є середнє значення слабопульсуючий напруги Uc, яке на відміну від Um називають піковим значенням Uпік.

Uпік = Umcos ?

Де ? - кут відсічення діода.

Напруга Uпікпоступает на вхід підсилювача постійного струму, вхідний опір якого велике, а вихідний - мале. УПТ служить для узгодження вихідного опору перетворювача з опором індикатора і для підвищення чутливості вольтметра.

Амплітудний перетворювач з закритим входів (рис. 3) являє собою послідовне з'єднання конденсатора постійної ємності С з паралельно з'єднаними діодом Д і резистором R. Процес перетворення змінної напруги в постійне Uпіканалогічен розглянутому вище, з тією відмінністю, що на затискачах 3-4 є значні пульсації напруги, для згладжування яких передбачений фільтр.

1 З 3 Rф

U ~ Д R СФUпік

2 квітня

Рис. 3. Принципова схема амплітудного перетворювача з закритим входом

Процеси перетворення пульсуючого напруги перетворювачем з відкритим і закритим входом різні й залежать від полярності підключення до вхідних затискачів / -2 постійної складової пульсуючого напруги. Якщо на вхід амплітудного перетворювача з відкритим входом включено пульсує напруга так,

Рис. 4. Діаграми напрузі в амплітудних перетворювачах: а-з відкритим входом; б - з закритим входом

що «+» постійної складової прикладений до анода | діода, то вихідний напруга Uпік?Umax = U0 + Um +, де Uo - постійна складова, а Um + - амплітуда позитивного напівперіоду змінної складової (рис.4, а). Якщо до анода діода прикладений «-» постійної складової, то діод закритий весь час і перетворення немає. Якщо до анода амплітудного перетворювача з закритим входом докладено пульсує напруга, то конденсатор З заряджений постійної складової U0преобразователь реагує тільки на змінну складову. якщо до анода діода прикладений «+», то вихідна напруга Uпік? Um +, a якщо «-», то Uпік? Um- (рис. 4, б). Це корисна властивість вольтметрів з закритим входом вимірювати окремо значення напруги позитивного чи негативного напівперіодів широко використовується для визначення симетричності амплітудної модуляції, наявності обмеження сигналів і т.д. Амплітудні (пікові вольтметри характеризуються невисокою чутливістю (поріг чутливості ?0.1В) і широкою смугою частот (до 1 ГГц).

Вольтметр средневипрямленного значення (рис.6) складається з вхідного дільника напруги дя, широкосмугового транзисторного підсилювача ШУ, випрямного перетворювача Пр і магнітоелектричного індикатора.

Рис.5. Структурна схема універсального вольтметра

Вхідний опір подільника напруги високе, і якщо підсилювач має низький вхідний опір, то між ними ставиться вузол узгодження - перетворювач опорів (з високим вхідним і низьким вихідним опорами). Вихідна напруга підсилювача надходить на випрямний перетворювач, і через мікроамперметр протікає постійна складова випрямленої струму, пропорційна средневипрямленному значенням вимірюваної напруги.

Рис.6. Структурна схема вольтметра високої чутливості

Шкалу індикатора градуіруют в среднеквадратических значеннях синусоїдальної напруги.

Вольтметри, побудовані за такою структурною схемою, характеризуються високою чутливістю (мікро- і міллівольт) і порівняно вузькою смугою частот вимірюваних напруг (1; 5; 10МГц). Обидві ці характеристики визначаються підсилювачем змінної напруги.

Вольтметр середньоквадратичного (чинного) значення будується за структурною схемою рис.6. Застосовуються перетворювачі з квадратичною характеристикою, що забезпечує вимір середньоквадратичного значення напруги будь-якої форми. До таких перетворювачів відносяться, в першу чергу, термоелектричні і оптронні. На базі термоелектричних перетворювачів (див. Рис-. 3-15, г) створений перетворювач середньоквадратичного значення [б], що працює на двох ідентичних елементах ТПр1 і ТПр2 (рис. 7) і диференціальному підсилювачі ДУ (мікросхемі). Нагрівач першого термоперетворювача підключений до виходу широкосмугового підсилювача, т. Е. В ланцюг вимірюваного напруги Ux, а нагрівач другого - до виходу диференціального підсилювача ДУ, т. Е. В ланцюг негативного зворотного зв'язку. ТермоЕРС першого перетворювача Ет1 = aтU2xвторого - Ет2 = aтU2вих, де Ux і (U вих -среднеквадратіческіе значення вимірюваного і вихідного напруг відповідно.

Рис.7. Схема термоелектричного перетворювача середньоквадратичного значення напруги

Термопари включені зустрічно. Застосовують диференційний підсилювач з великим коефіцієнтом посилення. Вихідна напруга среднеквадратического перетворювача пов'язано лінійної залежністю зі среднеквадратическим значенням вимірюваної напруги.

Основна похибка перетворення обумовлена ??не ідентичністю параметрів термоперетворювачів, що збільшується з їх старінням, і становить 2,5-6%.

Вольтметри постійної напруги. Розглянутий вище (рис.5) універсальний вольтметр дозволяє вимірювати постійна напруга від десятих часток вольта і вище. Для вимірювання менших значень (від 0,5 мкВ) застосовують високочутливі електронні вольтметри з перетворенням постійної напруги в змінну, яке після значного посилення знову перетворюється на постійне і вимірюється магнітоелектричним мікроамперметром.

Цифрові електронні вольтметри. Принцип роботи вольтметрів дискретного дії полягає в перетворенні вимірюваного постійного або повільно мінливого напруги в електричний код, який відображається на табло в цифровій формі. Відповідно до цього узагальнена структурна схема цифрового вольтметра складається з вхідного пристрою ВХУ, аналого-цифрового перетворювача АЦП та цифрового індикатора Ц І.

ЦІ

АЦП

Рис.8 Узагальнена структурна схема цифрового вольтметра.

Цифрові вольтметри з час-імпульсним перетворенням. Принцип роботи полягає в перетворенні вимірюваної напруги Ux в пропорційний інтервал часу ДГ, вимірюваний числом N заповнюють його імпульсів із стабільною частотою проходження.

Вольтметр (мал. 3-30, а) працює циклами, тривалість яких Т встановлюється за допомогою керуючого пристрою УУ і звичайно дорівнює або кратна періоду живильної мережі. Для одиничного виміру Ux передбачений ручний запуск.

Похибка вимірювання виникає внаслідок нелінійності зміни лінейнопадающего напруги, нестабільності порога спрацьовування які порівнюють пристроїв.

Рис. 3-30. Цифровий вольтметр з час-імпульсним перетворенням

і можливості втрати рахункового імпульсу, т. е. погрішності дискретності. Основна похибка становить зазвичай 0,1%. Завадостійкість вольтметрів з время-імпульсним перетворенням низька, так як будь-яка перешкода викликає зміна моменту спрацьовування пристрою, що порівнює. Головним достоїнством цих вольтметрів є їх порівняльна простота.

Цифровий вольтметр з частотним перетворенням. Принцип дії полягає в перетворенні вимірюваної напруги в пропорційну йому частоту проходження імпульсів, вимірювану цифровим частотоміром.

Цифровий вольтметр з подвійним інтегруванням. Принцип його роботи подібний принципом времямпульсного перетворення, з тією відмінністю, що тут утворюються два тимчасових інтервалу протягом циклу вимірювання, тривалість якого встановлюється кратною періоду перешкоди. Таким чином визначається середнє значення вимірюваної напруги, а перешкода придушується. Ці вольтметри є більш точними і перешкодостійкими в порівнянні з розглянутими вище, проте час вимірювання у них більше.

Вольтметр слідкуючого врівноваження працює не циклами, а безупинно реагуючи на зміну вимірюваної напруги: сума зразкових напруг приймає більше чи менше значення залежно від значення вимірюваної напруги. Коли досягається рівність Ux = ?Uобр.код перетвориться в показання, а стан приладу залишається незмінним до тих пір, поки не зміниться значення Ux.Преімущество вольтметрів слідкуючого врівноваження полягає у зменшенні статичної та динамічної похибки і в підвищенні бистродейс

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка