16 Ноября 2011.

Тема: Мосты и компенсаторы.

Стрелочные приборы, позволяющие измерять с погрешностью не менее 0.1%. Большая точность достигается с помощью метода сравнения по схемам уравновешения, которые реализуются в компенсаторах (потенциометрах) и измерительных мостах. Упрощенная схема компенсатора постоянного тока имеет вид:

О на состоит из трех контуров. Верхний содержит вспомогательный источник питания, регулировочный и установочный реостаты и магазин компенсирующих сопротивлений. В этом контуре создается рабочий ток с известной большой величиной. Левый контур включает в себя Rу; нормальный элемент и нуль индикатор. Он служит для точной установки заданного значения рабочего тока. Правый контур включает компенсирующее сопротивление, нуль индикатор и измеряемое напряжение – Uх.

Суть метода измерения компенсатором заключается в том, что измеряемое напряжение сравнивается с падением напряжения создаваемого рабочим током на компенсирующих сопротивления.

Процесс измерения:

1. Установление рабочего тока в положении 1;

2. Уравновешивание измеряемого напряжения Uх напряжением, создаваемым рабочим током в положении 2.

Высокая точность измерения обеспечивается использованием рабочих эталонов в виде нормального элемента, образцовых сопротивлений чувствительностью ИУ. В режиме компенсации нет потребления тока от источника измеряемого тока.

Класс точности от 0.0005 до 0.2. Uв≤2.5 В.

При измерении тока цепь включают рабочий эталон сопротивления, которое известно с высокой точностью и компенсатор измеряет падение напряжения на этом сопротивлении.

Для измерения сопротивления резистора последовательно с ним включают рабочую катушку, и в полученной цепи устанавливают ток. Компенсатором измеряют падение напряжения на R_х и R₀; причем U_х=U₀*R_х/R₀.

В современных компенсаторах вместо нормального элемента используют ИОН (источник опорного напряжения) с более высоким напряжения, что позволяет расширить верхний диапазон измерений. Однако при этом возникают методические погрешности, связанные с потреблением мощности от источника. Важным классом устройств, предназначенных для измерения параметров ЭЦ методом сравнения являются мосты. Сравнение измеряемой величины с рабочим эталоном может осуществляться вручную или автоматически на постоянном или переменном токе.

Р езисторы 1-4, называются плечами моста. Точки соединения соседних плеч – вершинами моста. Мост называется уравновешенным, если разность потенциалов в точках 1 и 2 равны.

Условие равновесия: R₁*R₄=R₂*R₃

Измерение с помощью моста можно рассматривать как сравнение неизвестного сопротивления R1 с известным R2, при сохранении неизменного соотношения R3 к R4.

Одинарный мост позволяет измерять напряжения от 10 Ом до 1 мега Ома.

Для измерения менее 10 Ом используют двойной мост.

В измерительной технике широко используются цифровые схемы, у которых вместо ИН находится шкала, такие мосты называют неуравновешенными.

Недостаток: нелинейная функция преобразования, зависимость напряжения питания.

Тема: Аналоговые электронные вольтметры.

При измерении напряжения методом непосредственной оценки электромеханическими вольтметрами возникает методическая погрешность, связанная с внутренним сопротивлением вольтметра. Особенностью электромеханических вольтметров является то, что в маломощных цепях (радиоэлектронных) сопротивления этого вольтметра должно быть малым, поэтому в электронике предпочтительнее использование вольтметров, содержащих электронные усилители.

Трансформатор имеет КПД… Выходной сигнал меньше входного. Электронные усилители: выходной сигнал больше входного.

Различают аналоговые вольтметры:

1. В2 – вольтметр постоянного тока;

2. В3 – вольтметр переменного тока;

3. В4 – вольтметр импульсного тока;

4. В6 – селективные вольтметры;

5. В

   ВУ

   УПТ --

   мА

   7 универсальные вольтметры.

В 2. Сема:

ВУ – входное устройство, представляющее собой масштабный преобразователь типа делителя напряжения. УПТ – усилитель постоянного тока, мА – миллиамперметр магнитоэлектрической системы.

Особенности УПТ является дрейф нуля и коэффициент усиления порядка 10Е4. Поэтому приборы этой схемы имеют невысокую чувствительность, для создания высокочувствительных приборов вместо УПТ используют следующую схему:

М – модулятор, УПерТ – усилитель переменного тока; Д – демодулятор

Переменный тока преобразуется в импульсный, усиливается в импульсном усилителе, демодулятор из импульсного делает переменный ток.

В3. Имеет две схемы:

Полоса пропускания от 10 Гц до 1ГГц.

Неинформативный параметр для вольтметра – частота. Порог чувствительности – от его уровня можно начинать мерить (ниже уровень шумов).

Полоса пропускания:

1. Вольтметры первой схемы характеризуются широким частотным диапазоном, но высоким порогом чувствительности;

2. Вольтметры второй схемы имеют узкую полосу пропускания и низкий порог чувствительности.

В7.

Характеристики электронных вольтметров переменного тока определяются схемой преобразования.