Универсальные вольтметры

Универсальные – предназначены для измерения напряжения на постоянном и переменном токе. Позволяют измерять значение постоянного тока, сопротивление на постоянном токе и некоторые конструкции позволяют измерять частоту.

Структурная схема электронного универсального вольтметра:

В – переключатель рода работ, П, П_R – преобразователи, R_X – измеряемое сопротивление

В зависимости от положения переключателя рода работ В, вольтметр работает по схеме вольтметра переменного тока с преобразователем П (положение 1) или вольтметра постоянного тока (положение 2).

В универсальных (комбинированных) вольтметрах часто предусматривается возможность измерения сопротивления R_X. В таких вольтметрах имеется преобразователь П_R, выходное напряжении которого зависит от неизвестного сопротивления R_X. Шкала прибора градуируется в единицах сопротивления. При измерении резистор с неизвестным сопротивлением подключается к входным зажимам преобразователя, а переключатель рода работ устанавливается в положение 3.

Фазочувствительные вольтметры – предназначены для измерения значений комплексных составляющих вектора напряжения первой гармоники на выходе устройства по отношению к вектору входного напряжения.

Измерители отношения напряжений – определяют отношение двух напряжений постоянного или переменного тока.

Преобразователи напряжений – преобразуют один вид напряжения в другой (переменное в постоянное). Не имеют ОУ и могут применяться в составе измерительных установок, либо с другими приборами.

Электронно-лучевые осциллографы

ЭЛО – измерительный прибор, предназначенный для наблюдения и исследования электрических процессов, воспроизводимых на экране ЭЛТ.

Кроме кач-венной оценки позволяет проводить кол-венную (максимальное и мгновенное значения напряжения и тока, длительность импульсов, частоту, фазу периодических сигналов).

ЭЛО применяют: для исследования периодических и непериодических сигналов и редко повторяющихся. Обладают высокой чувствительностью, что позволяет использовать его для измерения слабых сигналов. Для ЭЛО характерно большое входное сопротивление, что позволяет использовать прибор для измерения в высокоомных цепях и в широком диапазоне частот.

В соответствии с ГОСТ выделяют 5 основных типов:

Универсальные, скоростные, стробоскопические, запоминающие, специальные.

1) Универсальные - самые распространенные, позволяют исследовать электрические сигналы в широком диапазоне амплитуд, длительностей и частот.

2) Скоростные - предназначены для исследования быстропротекающих процессов. Развертывание сигнала во времени и усиление осуществляется с помощью специальной трубки - трубки бегущей волны. Верхний предел полосы пропускания около 1 ГГц.

3) Стробоскопические – имеют высокое быстродействие, обусловленное преобразованием сигнала с трансформацией масштаба времени. Изображение сигнала на экране ЭЛТ формируется в течение нескольких периодов повторения, взятых с определенным временным сдвигом. Применяют только для исследования периодических сигналов. Для них характерна большая чувствительность и большая полоса пропускания. Можно исследовать сигналы милливольтового уровня в полосе частот 0-10 ГГц.

4) Запоминающие – благодаря применению специальной ЭЛТ позволяют сохранять и воспроизводить на экране в течение длительного времени изображение сигнала после его отключения от входа.

5) Специальные - предназначены для исследования телевизионных сигналов и снабжены для этого специальными устройствами.

По числу одновременно наблюдаемых на экране трубки электрических сигналов бывают: однолучевые, многолучевые и многоканальные.

В зависимости от времени послесвечения электронно-лучевой трубки различают приборы с малым и с большим послесвечением.

ЭЛО могут применяться как в виде отдельных приборов, так и в виде лабораторных установок.

ЭЛТ

В качестве индикатора используется ЭЛТ. В ней предусмотрена электрическая фокусировка и отклонение электронного луча. ЭЛТ - вакуумный прибор, который состоит из электронной пушки, отклоняющей системы пластин (вертикального и горизонтального отклонения) и экрана.

Экран покрыт изнутри люминофором.

Электронная пушка состоит: нить накала, катод

Между пушкой и экраном расположены: модулятор, который регулирует поток электронов, летящих к экрану; аноды, которые создают нужное ускорение пучку электронов и обеспечивают его фокусировку.

Две пары пластин: горизонтально отклоняющие и вертикально отклоняющие пластины.

Если на горизонтально отклоняющие пластины П_X подать пилообразное напряжение, то на экране ЭЛТ появится светящаяся горизонт. линия. Если одновременно на вертикально отклоняющие пластин П_Y подать переменное напр-е синусоидальной формы, то линия развертки в точности повторит форму колебаний отклоняющих пластин.

Если периоды пилообразного и синусоидального сигналов равны, то на экране будет изображение одного периода синусоиды. Если же периоды не будут равны, то на экране появится столько полных колебаний, сколько периодов укладывается в периоде колебаний пилообразного напряжения.

Основные узлы ЭЛО независимо от модификации:

1) ЭЛТ

2) Блок питания – обеспечивает энергией работу всех узлов ЭЛО. На вход блока питания поступает переем. напр-е и в нем преобразуется в напр-е равной величины:

- в переем. напр-е для питания нити накала

- в пост. напр-е для питания усилителя генератора

- в пост. напр-е питания усилителя верт. и гориз. отклонения луча

Из блока питания на переднюю панель, кроме выключателя питания, выведены регуляторы фокусировка и яркость. При вращении этих регуляторов изменяются напр-я, подаваемые на анод и модулятор, тем самым обеспечивается требуемая яркость и ширина электронного луча на экране ЭЛТ.

3) Генератор развертки – выдает пилообразное напр-е, частоту которого можно изменять грубо или плавно, соответственно на лицевой панели ЭЛО есть ручки: частота грубо, частота плавно.

4) Усилитель канала гориз. отклонения – предназначен для получения такой амплитуды пилообразного напр-я, необходимой для отклонения электронного луча на весь экран. В усилителе есть генератор длинны развертки. На передней панели есть ручка УСИЛЕНИЕ Х (амплитуда Х)

5) Канал вертикальной развертки – состоит из:

- делителя входного сигнала

- два усилителя

Делитель позволяет выбирать нужную амплитуду в зависимости от амплитуды исследуемого сигнала. С помощью переключателя входного делителя можно уменьшить амплитуду сигнала.