Конспект по дисциплине метрология БГУИР. Метрология и измерения Содержание
 Скачать 5.83 Mb.
|
|
Измерительный преобразователь. В качестве ИП в вольтметрах постоянного тока (В2) применяется усилитель постоянного тока (УПТ), а в вольтметрах переменного и импульсного тока (ВЗ и В4) — детектор в сочетании с УПТ или усилителем переменного тока (в зависимости от структурной схемы вольтметра). В вольтметрах остальных типов преобразователи имеют более сложную структуру. Так преобразователи селективных вольтметров (В6) должны обеспечить, помимо детектирования и усиления сигнала, селекцию его по частоте, а преобразователи фазочувствительных вольтметров (В5) — возможность измерения не только амплитудных, но и фазовых параметров исследуемого сигнала. Измерительное устройство – это магнитоэлектрический измерительный прибор. 2.3.2 Аналоговые вольтметры постоянного и переменного тока Структурная схема электронного аналогового вольтметра постоянного тока в соответствии с обобщенной схемой (рисунок см.2.14) имеет следующий вид (рисунок 2.14):  Рисунок 2.14 - Структурная схема аналогового вольтметра постоянного тока Основным функциональным узлом таких вольтметров является УПТ. Он в основном и определяет характеристики вольтметра в целом. Погрешности большинства типов аналоговых вольтметров постоянного тока лежат в пределах ±(1–6) %. Входное сопротивление порядка 10 МОм. Примером является микровольтметр В2-25 (диапазон от 0,5мкВ до 1В). В настоящее время вольтметры постоянного тока разрабатываются как цифровые приборы. В зависимости от назначения все электронные вольтметры переменного и импульсного тока выполняются по одной из следующих двух структурных схем (рисунок 2.15), которые различаются типом ИП: 1 С детектором на входе  2 С усилителем на входе  Рисунок 2.15 – Структурные схемы аналоговых вольтметров переменного и импульсного тока В вольтметрах первой модификации (рисунок 2.15, 1) измеряемое переменное напряжение  преобразуется в постоянное напряжение  , которое затем измеряется вольтметром постоянного тока. В вольтметрах второй модификации (рисунок 2.15, 2) измеряемое напряжение сначала усиливается с помощью усилителя переменного тока, а затем детектируется и измеряется. При необходимости между детектором и ИУ может быть дополнительно включен УПТ.Вольтметры первой модификации характеризуются широким частотным диапазоном (до ГГц). Однако чувствительность таких вольтметров ограничивается дрейфом нуля УПТ. Чувствительность вольтметров второй модификации значительно выше, так как на переменном токе легче можно получить большой коэффициент усиления, чем на постоянном. Однако частотный диапазон таких вольтметров ограничен полосой пропускания усилителя (10 – 15 МГц). Кроме того, усилитель переменного тока является источником нелинейных искажений, которые практически отсутствуют в вольтметрах первой модификации. Вольтметры обеих модификаций могут иметь большой диапазон измеряемых напряжений за счет изменения коэффициента усиления усилителей. На практике широко представлены обе группы вольтметров. Тип детектора в структурных схемах определяет принадлежность вольтметров обеих модификаций к вольтметрам амплитудного, среднеквадратического или средневыпрямленного напряжения. При этом вольтметры импульсного тока могут иметь ряд особенностей при их структурной и схемной реализации. Во-первых, они проектируются только как вольтметры первой модификации, чтобы избежать искажений формы импульсов в усилителе переменного тока. Во-вторых, при измерении пиковых значений одиночных и редко повторяющихся импульсов применяются либо диодно-емкостные расширители импульсов в сочетании с пиковыми детекторами, либо амплитудно-временное преобразование импульсов. И, наконец, для измерения импульсных напряжений могут использоваться так называемые компенсационные вольтметры, в которых амплитуда импульса сравнивается с калиброванным постоянным напряжением. Детекторы, применяемые в практических схемах аналоговых вольтметров, классифицируются следующим образом: – по параметру |