18.Вольтметры средневыпрямленных значений

Обычно они выполняются на основе двухполупериодных выпрямителей. Эти преобразователи в качестве нелинейного элемента содержат вакуумные или полупроводниковые диоды, не содержат накопительных емкостей и поэтому обладают большим быстродействием по сравнению с вольтметрами СКЗ и пиковыми. Чтобы детектор работал на линейном участке вольт-амперной характеристики, на него надо подать сравнительно большой сигнал (0,1 – 0,3 В). Поэтому вольтметры СВЗ для обеспечения высокой чувствительности в широкой полосе частот должны иметь широкополосный усилитель переменного напряжения, которым в значительной мере будет определяться качество вольтметра. На точность измерений в значительной мере будет влиять нелинейность вольт-амперной характеристики, нестабильности параметров диодов усилителя, других элементов выпрямителя. Для уменьшения этих влияний схему обычно охватывают глубокой отрицательной обратной связью.

Рис. 6.32. Вольтметр СВЗ

На рис. 6.32 изображена функциональная схема электронного вольтметра СВЗ. Измеряемое напряжение поступает на входное устройство, которое обеспечивает высокое входное сопротивление вольтметра и расширение пределов измерения. Затем напряжение подается на вход широкополосного усилителя A1 и после усиления – на преобразователь переменного напряжения в постоянное. Схема охвачена глубокой отрицательной обратной связью, напряжение обратной связи снимается с резистора R3 и подается на вход усилителя ΑΙ. Благодаря обратной связи исключается влияние диодов на коэффициент преобразования преобразователя переменного напряжения в постоянное. Кроме того, улучшаются характеристики усилителя: уменьшается его нестабильность и нелинейность амплитудной характеристики.

Серийные вольтметры В3-38, В3-39, В3-44 построены по схемам, подобным рассмотренным.

Современные вольтметры СВЗ обеспечивают измерение напряжений от десятых долей милливольта до сотен вольт в диапазоне частот 20 Гц – 10 МГц. Основная погрешность составляет 2,5 – 10 %.

Шкалы вольтметра СВЗ градуируются в СКЗ. Приборы осуществляют процесс измерений за 0,2 – 0,5 с, т. е. являются самыми быстродействующими среди вольтметров переменного напряжения.

19.Цифровой вольтметр с времяимпульсным преобразователем

Измеряемое напряжение через ВУ (рис. 6.33) поступает на сравнивающее устройство (СУ1) от генератора линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН). На данное устройство поступает образцовое напряжение. В момент равенства этих напряжений СУ1 вырабатывает импульс, который открывает временной селектор (ВС). На него от генератора счётных импульсов (ГСиС) поступают импульсы с образцовой частотой. В момент времени, когда образцовое напряжение будет равно 0, СУ2 вырабатывает импульс, который закрывает ВС. В результате прохождение счётных импульсов прекращается. Электронный счётчик (ЭС) считает их количество, которое через дешифратор (Д) отображается на цифровом индикаторе (И).

в ВУ СУ1 ВС ЭС Д У СУ2 ГСиС УУ ГЛИН ход

Рис. 6.33. Цифровой вольтметр

20. Специальные типы вольтметров

Помимо рассмотренных в радиотехнической практике встречается ряд аналоговых измерителей напряжения специального назначения. Это, например, приборы группы В4 – импульсные вольтметры, В5 – фазочувствительные вольтметры, В6 – селективные (избирательные) вольтметры. Рассмотрим кратко наиболее типичные приборы названных групп.

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

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

Как правило, для измерения амплитуды импульсных напряжений вольтметр с закрытым входом не пригоден, так как он исключает постоянную составляющую измеряемых импульсов. Однако при большой скважности импульсов постоянная составляющая близка к нулю и показания вольтметров с открытым и закрытым входами примерно равны. Импульсные вольтметры градуируются в амплитудных значениях. Примером такого вольтметра может являться прибор В4-12 (рис. 6.34).

Рис. 6.34. Импульсный вольтметр

Для измерения амплитуд импульсов длительностью в сотые доли микросекунд применяют компенсационную схему вольтметра. Входной импульс с выхода усилителя А1 через аттенюатор RP1 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 и импульсное напряжение, имеющееся на входе, не поступает на вход усилителя А4.

Если напряжение на конденсаторе С снизится, 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 постоянное напряжение амплитудным детектором и опять подается на конденсатор С, что приводит к восстановлению на конденсаторе постоянного напряжения, равного , и компенсирует потерю заряда конденсатором С.

Постоянное напряжение, поддерживаемое на конденсаторе С, измеряется вольтметром постоянного напряжения с УПТ A3 и магнитоэлектрическим прибором РА1, проградуированным в единицах напряжения.

По такой схеме собраны промышленные вольтметры В4-4, B4-12, В4-14.