Цифровой вольтметр с временным импульсным преобразователем

ГЛИН

ГСиС

УУ

СУ2

У

Д

ЭС

ВС

СУ1

ВУ

вход

Измеряемое напряжение через ВУ поступает на сравнивающее устройство (СУ1) от генератора линейно измеряющего напряжение (ГЛИН). На данное устройство поступает образцовое напряжение. В момент равенства этих напряжений СУ1 вырабатывает импульс, который открывает временной селектор (ВС). На него (ГС и С) поступают импульсы с образцовой частотой. В момент времени, когда образцовое напряжение будет равно 0, СУ2 вырабатывает импульс, который закрывает ВС

В результате прохождения счетных импульсов прекращается, электронный счетчик (ЭС) считает их количество, которое через денифратор (Д) отображается на цифровом индикаторе (И)

Специальные типы вольтметров

Кроме рассмотренных в практике встречается ряд аналогов измерителей напряжения специального назначения. Это, например, импульсные вольтметры фазочувствительные, селективные (избирательные) вольтметры.

Импульсные вольтметры предназначены для измерения амплитуд видео и радиоимпульсов большой скважности (скважностью называется отношение периода следования импульсов к их длительности, т.е. п=Т/ )

Для измерения амплитуды импульсов могут быть использованы приборы с амплитудным детектором. В этом случае постоянная времени детекторной цепи должна быть увеличена.

Импульсные вольтметры градуируются в амплитудные значениях. Примером такого вольтметра является В4-12

Для измерения амплитуд импульсов длительностью в сотые доли микросекунд применяют компенсационную схему вольтметра. Входной импульс с выхода усилителя А1 через аттенюатор R P1 и усилитель А2 поступает на амплитудный детектор VD1. Конденсатор С заряжается до тех пор, пока напряжение на нем не станет равным амплитуде входного импульса. При этом диод запирается в импульсное напряжение имеющееся на входе, не поступает на вход усилителя А4.

Если напряжение на конденсаторе С падает то на входе усилителя А4 появятся импульсы, амплитуда которых равна разности между амплитудой импульса на входе диода VD1 и напряжением на конденсаторе С. Это импульсное напряжение усиливается усилителем А4, преобразуется в постоянном напряжении амплитудным детектором и опять подается на конденсатор С, что приводит к восстановлению на конденсаторе const U, равна Umax, и компенсирует потерю заряда конденсатором С.

Постоянное напряжение поддерживаемое на конденсаторе С измеряется вольтметром постоянного напряжения с УПТ А3 и магнитоэлектрическим прибором PA1, проградуированным в единицах напряжения.

Фазочувствительный вольтметр

Структурная схема вольтметра-векторметра показана на рис.

Прибор имеет два входа- для эталонного и измеряемого напряжения — и два магнитоэлектрическких прибора РА1,РА2, включенных в мостовые схемы с термо преобразователями PN1,PN2.Сигнал Uх измеряемого канала попадает в диагональ каждого из этих двух мостов. Во вторую диагональ моста PN2-этолонное напряжение имеющее фазовый сдвиг 90 градусов с соблюдением постоянства амплитуды.

Если принять , а ,то магнитоэлектрический индикатор баланса первого моста РА1 будет реагировать на сигнал ,

а индикатор второго моста — на сигнал .

После несложного тригонометрического преобразования легко показать, что показания прибора ,

, а показания прибора РА2

.

Так как опорное напряжение всегда постоянно (вольтметр калибруется),то показания прибора РА1 и моста PN1 пропорциональны проекции вектора измеряемого напряжения на направлении вектора эталонного напряжения (рис.б). Показания индикатора второго моста PN2 пропорциональны проекции вектора измеряемого напряжения на ось мнимых величин.