6. Электронные приборы (электронные вольметры)
Электронный вольтметр является прибором с преобразованием рода тока.
Введем обозначения:
В – выпрямитель;
У – усилитель переменного тока;
УПТ – усилитель постоянного тока;
М – модулятор.
Электронный вольтметр- это сочетание выпрямителя, усилителей и маг-нитоэлектрического механизма.
~U
=U
Рисунок 13. Схема универсального электронного вольтметра постоянного и переменного тока
Порог чувствительности по напряжению на переменном токе составляет 0.1-0.2 В. Это объясняется тем, что первым блоком на переменном токе является выпрямитель.
Порог чувствительности определяется порогом чувствительности диодов выпрямителя.
I
I
I0
0
U0
U 0 U0
U
0.1-
0.2
Рисунок 14. Порог чувствительности диодов выпрямителя
Плюсы: благодаря использованию на входе высокочастотных выпрями-тельных диодов можно достичь максимальной частоты измеряемого сигнала до fmax=300 МГц.
Электронный вольтметр переменного тока
МЭИМ
~U
Рисунок 15. Электронный вольтметр переменного тока
Плюсы: благодаря тому, что на входе усилителя переменного тока порог чувствительности достигает 1 мкВ, но частотный диапазон fmax=3 МГц, который может обеспечить усилитель переменного тока.
Электронный вольтметр постоянного тока
МЭИМ
=U
Рисунок 16. Электронный вольтметр постоянного напряжения с модуляцией-демодуляцией
Электронный вольтметр постоянного тока на рис. 13 имеет существенный недостаток, связанный с неконтролируемым дрейфом нуля, т. е. УПТ в схеме может иметь значительную аддитивную составляющую погрешности. Это свойственно всем УПТ.
Входной сигнал напряжения постоянного тока преобразуется с помощью модулятора в напряжение переменного тока с заданным информационным признаком. Модулированный сигнал усиливается усилителем У переменного тока и с помощью специального выпрямителя демодулируется в постоянное напряжение, поскольку усилитель переменного тока не имеет аддитивной погрешности то аддитивная составляющая погрешности схемы (рис. 16) на несколько порядков меньше, на рис. 15.
Применение схем
Схема (рис. 13) – в универсальных вольтметрах на постоянных токах. Его диапазон от 1 В до 300 В, на переменном токе диапазон напряжения то же, частота до 300 МГц.
Схема (рис. 15) – микро- и милливольтметры переменного тока. Исполь-зуется в вольтметрах, измеряющих напряжение до 100 В.
Схема (рис. 16) – прецизионный вольтметр постоянного тока. Класс точности от 0.01 В до 0.5 В.
Методы и средства измерения неэлектрических величин
70% всех измерений посвящены измерению неэлектрических величин. Использование для этого электрических приборов связано с удобством пре-образования измеряемого сигнала.
Чтобы измерить неэлектрическую величину электроизмерительным при-бором нужно преобразовывать эту величину в электрическую. Для этой цели служат измерительные преобразователи.