Раздел: Документация
0 1 2 3 4 5 6 ... 47 тельных схем (аналогично высокоизбнрателыюму радиоприемнику) (рис. 17). Вольтметр селективный применяется для измерения параметров полей, напряжения помех, напряжения на антеннах и т. д.  Рис. 17. Вольтметр селективный (структурная схема): / - входной измерительный усилитель; 2 - регулируемый генератор; 3 - первый смесительный каскад; 4 - первь-й усилитель промежуточной частоты; j - кварцевый генератор: 6-второй смесительный каскад: 7 -второй усилитель промежуточной частоты; «-измерительный выпрямитель; в - индикатор Вольтметр цифровой (см. Цифровой вольтметр). Вольтметр электронный-(ранее ламповый вольтметр). Электронный прибор чля измерения напряжения. Вольтметр электронный представляет собой аналоговый или цифровой измеритсльш ill прибор, в состав которого кроме индикатора вхочят пходной делитель напряжения, в некоторых случаях - измерительный выпрямитель н измерительный усилитель. Прежде схема измерительного усилителя выполнялась иа лампах (ламповый вольтметр). В настоящее время исключительное применение нашли транзисторы и интегральные микросхемы. В зависимости от функционирования схем в потоке сигналов, свойств и областей применения различают универсальные электронные вольтметры, электронные вольтметры постоянного напряжения, усилительные вольтметры переменного напряжения, селективные электронные вольтметры. Если индикация осуществляется в цифровой форме, то говорят о цифровом вольтметре. Вольтметр электронный переменного напряжения - разновидность вольтметра электронного. Вольтметр электронный переменного напряжения в отличие от вольтметра электронного универсального измеряет значения только переменного напряжения. Для измерения как можно меньших значений напряжения посредством усилителя осуществляется усиление измеряемого значения, затем выпрямление н индикация (рис. 18). Вольтметр электронный постоянного навряжеиия - разновидность вольтметра электронного. Вольтметр электронный постоянного тока служит тля измерения постоянного напряжения и обладает высоким входным сопротивлением. Для усиления измеряемого сигнала (перез индикацией) используются преимущественно дифференциальный или операционный усилитель, а также усилитель с вибропреобразователем. Вольтметр электронный универсальный - тип конструкции электронного вольтметра. В вольтметре электронном универсачьном в отличие от электронного вольтметра переменного напряжения и селективного электронного вольтметра при измерении постоянных напряжений измеряемое значение усиливается усилите тем постоянного напряжения и после этого выводится на индикаторное устройство. При измерении переменных величин перед усилением происходит их выпрямление. Измерительный выпрямитель часто размещают в измерительной головке (рис. 19). Посредством высоковольтной измерительной головки осуществляются также измерения высоких напряжений. 7 -0 з ->-г- I ~ -0! Рис. 18. Вольтметр электронный переменного напряжения: / - измерительный усилитель переменного напряжения; 2 - измерительный выпрямитель; 3 - индикатор Рис. 19. Вольтметр электронный универсальный: / - измерительная головка с выпрямителем; 2- измерительный усилитель постоянного напряжения; 3 - индикатор Диапазон частот, входное сопротивление п диапазон измерения напряжения вольтметра универсального электронного очень велики, вследствие чего прибор имеет универсальное использование. Вольтметр электромагнитной системы - прибор для измерения напряжения на основе измерительного механизма электромагнитной системы. При помощи вольтметров электромагнитной системы можно измерять как постоянное напряжение, так и переменное без каких-либо дополнительных элементов. При измерениях на переменном токе измеряется эффективное значение напряжения. При этом показания можно считать в достаточной степени независимыми от формы переменного напряжения. Наличие добавочных сопротивчений, которые определяют чнапа-зои измерений, делает ток катушки измерительного механизма пропорциональным напряжению. Добавочное сопротивление во многих случаях применения щитовых измерительных приборов стабилизирует сопротивление катушки измерительного механизма, так как изготовляются из материала с малым температурным коэффициентом, вследствие чего уменьшается температурная погрешность. Индуктивное сопротивление полесоздающей катушки является причиной чополнптслыюй частотной погрешности, которая может быть скомпенсирована путем параллельного подключения конденсатора к добавочному сопротивлению. Для измерения высокого напряжения вольтметр электромагнитной системы подключается к измеряемой цепи через измерительный трансформатор напряжения. Приданием сердечникам соответствующей формы можно отградуировать шкалу применительно к данной измерительной за чаче. Для защиты вольтметров электромагнитной системы от влияния внешних магнитных полей применяется экранирование. По сравнению с магнитоэлектрическими приборами вольтметры электромагнитной системы имеют значительно большее энергопотребление н поэтому используются преимущественно в силовой электротехнике. Временная база (см. Коэффициент временной развертки). Время нарастания - разность между двумя моментами времени. 0,9 4*4 T в которые импульсная величина принимает наперед заданные мгновенные значения. Когда форма импульса специально не регламентируется, то временем нарастания Тт называют время между значениями в 10 и 90% амплитуды на нарастающем участке (рнс. 20): T,=t,o,o-Ло.1. Время спада Tj аналогично па спадающем участке: Ti = tl0,t- o.j. Время послесвечения - интервал времени, в течение которого первоначальная яркость осциллограммы снижается на установленное в процентах значение. Максимальная яркость, достигаемая во время бомбардирования люминофора экрана электронами, т. е. во время флюоресценции, в последующий период фосфоресценции (послесвечения) уменьшается. Время, в течение которого первоначальная яркость уменьшается на 10 или на 1 %, Рис. 20. Время нарастания называют временем послесвечения. В зависимости от измерительных задач применяют люминофоры с различным временем послесвечения. Так, например, при малой частоте повторения сигнала большое время послесвечения уменьшает мигание экрана, а при регистрации осциллограммы фотонрнставкой с синхронизацией затвора и запуска развертки целесообразно иметь малое время послеспечекия. Время постесвечення: очень большое..............> 1 с большое................100 мс - 1 с среднее................I-100 мс меньше среднего.............Ю мкс-1 мс короткое................1-0 мкс очень короткое ............< мкс Время установления показаний 1.Время, необходимое для успокоения показаний. Условием плавных измерений является быстрое успокоение показаний. Демпфирующие устройства в общем случае должны обеспечивать при измеряемой величине, не превышающей г/э (66%) конечного значения шкалы, значение первого выброса не более 20 % от длины шкалы. Время успокоения как интервал времени между моментами включения и окончательного установления показаний в пределах ±1,5% °т Длины шкалы, ие должно превышать 4 с. К некоторым измерительным приборам (например, измерителю коэффициента мощности, биметаллическим и вибрационным измерительным механизмам) данное требование ие предъявляется. 2.Продолжительность переколсбаний. Входная емкость -емкостная составляющая комплексного входного (полного) сопротивления. Входная емкость измерительного прибора оказывает искажающее воздействие на значение (уменьшает) и форму измеряемого сигнала. Особенно существенным является нагрузочное влияние входной емкости на измеряемый объект на высоких частотах. Посрсд- ством частотно-независимого (безреактивпого) делителя напряжения, расположенного в выносной измерительной головке, входная емкость, включая емкость соединительных проводов, может быть в значительной степени снижена Входная связь - связь между входным гнездом и последующими каскадами схемы преобразования внутри измерительного прибора. Подача входного сигнала к схеме преобразования может иметь непосредственный характер (связь по постоянному току). При этом происходит передача как постоянной, так и переменной составляющих сигнала. В противном случае (связь по переменному току) постоянная составляющая входного сигнала отделяется при помощи разделительного конденсатора (реже - при помощи трансформатора). При этом емкостное сопротивление обусловливает нижнюю граничную частоту (примерно между 0,5 и 10 Гц), что при измерении низкочастотных сигналов необходимо принимать во внимание. У большинства осциллографов предусматривается дополнительная входная связь. Она используется при абсолютных измерениях для обеспечения нулевого потенциала (потенциала массы, корпуса) в качестве опорного значения. Вход предварительного уенднтеля разделен с входным гнездом и соединен с внутренним контуром заземления. Это позволяет изобразить на экране нулевую (опорную) линию. Входное сопротивление - активная составляющая комплексного входного (полного) сопротивления. Под входным сопротивлением понимают не зависящее от частоты активное сопротивление входной цепи электронного измерительного прибора или усилителя. Различают высокоомные н низкоомные входы. Низкоомные системы используются преимущественно в высокочастотной и импульсной технике, так как сигналы этой техники передаются при низких полных сопротивлениях. Высокоомная техника пригодна для решения универсальных измерительных задач. На высоких частотах необходимо учитывать емкость, шунтирующую (параллельно включенную) входное сопротивление. Входное сопротивление комбинированного прибора - параметр, характеризующий сопротивление измерителя напряжения в комбинированном приборе*. Значения входного сопротивления комбинированных приборов соответствуют сопротивлениям вольтметров в расчете па 1 В. Входное сопротивление, Ом/В: D=J = ?GV 1,4 Диапазон измерения напряжения Чтобы получить значение внутреннего сопротивления прибора, следует значение входного сопротивления комбинированного прибора умножить на установленный диапазон измерений. Чем больше значение входного сопротивления комбинированного прибора, тем выше внутреннее сопротивление прибора и тем меньше ток вольтмет- * В технической документации на отечественные комбинированные приборы указывается либо входное сопротивление, Ом/В, либо наибольшее падение напряжения на внутреннем сопротивлении прибора (например, ие более 0,4 В), либо потребляемый ток (например, не более 0,7 мА) - Прим. пер. pa, т. с. тем меньше составляющая систематической погрешности, обусловленная влиянием измерительного прибора на измеряемую цень. На практике используются значения в диапазоне: 200 Ом/В-г-1 ЛЮм/В. Входной делитель напряжения - делитель напряжения, поникающий измеряемое напряжение на входе измерительного прибора до значения, приточного для обработки последующими схемами преобразования. Некоторые функциональные схемы (устройства), как, например, измерительный усилитель, могут работать только с относительно низкими входными напряжениями, поэтому во многих практических случаях высокие напряжения необходимо понизить. Чтобы обеспечить равномерный коэффициент деления в широком диапазоне частот, используют частотно-независимые (безреактивпые) делители напряжений. Входное полное сопротивление (импеданс) - полное сопротивление входной цепи электронного измерительного прибора. Входное полное сопротивление измерительного прибора является нагрузкой (нагрузочным сопротивлением) для измеряемого объекта (измеряемой цепи). Оно состоит из параллельно соединенных входного сопротивления и входной емкости. На низких частотах нагрузкой на измеряемый объект можно пренебречь. С ростом частоты емкостное сопротивление уменьшается и определяет характер входного сопротивления. Входная цеиь синхронизации предназначена для подключения источника синхронизации. Аналогично входным цепям осциллографа различают вхочы синхронизации ио постоянному и по переменному напряжению. В цепях синхронизации по постоянному напряжению для синхронизации используются все компоненты постоянной составляющей вплоть до граничной частоты. Они используются при сигналах с низкой частотой повторения или при сигналах с малой скоростью изменения. При построении входных цепей синхронизации но переменному напряжению различаю! широкополосную перечачу и связь через фильтры верхних и нижних частот для подавления низкочастотной или высокочастотной составляющей сигнала синхронизации. Диапазон частот синхронизации должен соответствовать ширине полосы пропускания осциллографа. На высокой частоте снижается чувствительность синхронизации, что может быть исключено путем увеличения напряжения внешней синхронизации. Выбор средств измерений-составная часть стратегии измерений. Выбор средств измерений должен осуществляться с учетом технических, технологических и экономических аспектов. Целенаправленное проведение измерений, реализующее выбранную концепцию решения данной измерительной задачи, основывается на решении следующих вопросов н последующем выборе средств измерений. Какие величины и параметры следует измерять, чтобы получить требуемый результат? Какие из имеющихся измерительных приборов пригочны для измерения требуемых величин? Имеют ли эти приборы как минимум необходимый диапазон измерений? (Верхняя граница диапазона должна в 1,5 раза превышать ожидаемый результат измерения). Обеспечивают ли эти измерительные приборы требуемую точность? Имеют ли эти приборы требуемую чувствительность? В каких условиях (см. Условия измерений) будут проводиться измерения? Пригодны ли все средства измерений для работы в этих условиях? Достаточно ли значение сопротивления измерительного прибора для того, чтобы систематическая погрешность не превысила допустимого значения? (Потребуется ли коррекция результата измерении?) Имеют ли эти измерительные приборы требуемый диапазон частот? Насколько оправдана выбранная организация измерений с экономической точки зрения? (Обеспечивается лишь необходимая точность или максимально возможная?) Выпрямление - преобразование переменной величины в постоянную. Выпрямление осуществляется при помощи нелинейного сопротивления, обладающего односторонней проводимостью. Этим свойством обладают полупроводниковые диоды н тиристоры. В средствах измерений, имеющих питание от сети, переменное напряжение сети преобразуется в постоянное, которое может быть как основным рабочим, так и вспомогательным. Демодуляция модулированных сигналов состоит в общем случае в выпрямлении (детектировании) модулированного по амплитуде напряжения несущей частоты и выделении, таким образом, модулирующего информационного сигнала. Выпрямление сигналов в измерительных целях называют измерительным выпрямлением. Выпрямление двухполупериодное осуществляется с помощью электрической схемы для измерительного выпрямления. В отличие от выпрямления однополупериодного здесь для измерения используются обе полуволны переменного напряжения. Существуют два варианта схемы: схема двухтактная (со средней точкой) н схема Греца (мостовая). Выпрямление измерительное - выпрямление в измерительных целях. Чтобы использовать преимущества измерительной техники постоянного тока для измерения переменного тока, измеряемый сигнал подвергается выпрямлению. При однополуиериодном выпрямлении используется только одна полуволна, при двухполупериотном -обе. Для измерения и индикации различных параметров переменных величин используют различное положение рабочей точки на вольт-амперной характеристике выпрямительного элемента и различают выпрямление типа А, типа В и типа С. Выпрямление импульсное (пиковое) - измерительное выпрямление (детектирование), применяемое при измерении пиковых значений переменных величии. В основе импульсного выпрямления лежит принцип заряда/разряда конденсатора через диод (в режиме С-выпрямлеиия) н измерительный механизм. Диод и индикатор могут быть соединены параллельно (рис. 21,а) или последовательно (рис. 21,6). Конденсатор заряжается через диод до пикового значения напряжения и разряжается через измерительный механизм. Постоянная времени разряда должна быть большой по сравнению с длительностью периода измеряемого напряжения (рис. 21,в). 0 1 2 3 4 5 6 ... 47
|
