
- •Раздел 1 Введение. Общие понятия измерительной техники
- •1.1. Общие сведения
- •Тема 1.1 Основные виды и методы измерений, их классификация
- •1.1.1 Виды измерений
- •1.1.2 Методы измерений
- •1.1.3 Средства измерений и их классификация
- •1.1.4 Элементарные средства измерений
- •1.1.5 Комплексные средства измерений
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 1.2 Метрологические показатели средств измерений
- •1.2.1 Физические свойства и величины
- •1.2.2 Основные показатели
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 1.3 Погрешности как характеристики средств измерений
- •1.3.1 Общие сведения
- •1.3.2 Классы точности средств измерений
- •1.3.3 Общие сведения об обработке результатов измерений
- •Контрольные вопросы:
- •Раздел 2 Измерение тока, напряжения, мощности
- •Тема 2.1
- •Измерение постоянного тока и напряжения электромеханическими измерительными приборами
- •2.1.1 Электромеханические приборы
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 2.2 Выпрямительные и термоэлектрические приборы
- •2.2.1 Магнитоэлектрические приборы с преобразователями переменного тока в постоянный
- •2.2.2 Компенсаторы постоянного тока
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 2.3 Аналоговые электронные вольтметры
- •2.3.1 Общие сведения
- •2.3.2 Техника измерения напряжения
- •2.3.3 Особенности измерения силы тока
- •2.3.4 Определение уровня переменного напряжения (тока)
- •2.3.5 Структурные схемы аналоговых вольтметров
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 2.4 Цифровые вольтметры
- •2.4.1 Кодоимпульсные цифровые вольтметры
- •2.4.2 Вольтметры с времяимпульсным преобразованием
- •Из последних равенств получим
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 2.5 Вольтметры импульсного напряжения
- •2.5.1 Измерения импульсных напряжений
- •2.5.2 Измерение шумового напряжения
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 2.6 Измерители уровня
- •2.6.1 Широкополосные измерители уровня
- •2.6.2 Роль входного сопротивления вольтметра
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 2.7 Измерение мощности в цепях постоянного тока и тока промышленной частоты
- •2.7.1 Общие сведения
- •2.7.2 Измерение мощности в диапазонах низких частот
- •Контрольные вопросы:
- •Раздел 3 Приборы формирования стандартных измерительных сигналов
- •Тема 3.1 Генераторы сигналов низкой частоты
- •3.1.2 Генераторы на биениях
- •3.2.8 Цифровые измерительные генераторы низких частот
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 3.2 Генераторы сигналов высокой частоты
- •3.2.1 Измерительные lc-генераторы
- •3.2.2 Характеристики генераторов сверхвысоких частот
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 3.3 Генераторы импульсных и шумовых сигналов
- •3.3.1 Генераторы импульсных сигналов
- •3.3.2 Генераторы качающейся частоты
- •3.3.3 Генераторы шумовых и шумоподобных сигналов
- •Контрольные вопросы:
- •Раздел 4 Исследование формы сигнала
- •Тема 4.1 Универсальные осциллографы
- •4.1.1 Упрощенная структурная схема осциллографа
- •4.1.2 Виды разверток в универсальном осциллографе
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 4.2 Основные способы отсчета напряжения и временных интервалов
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 4.3 Двухканальные и двухлучевые осциллографы
- •4.3.1 Двухканальные осциллографы
- •4.3.2 Двухлучевые осциллографы
- •4.3.3 Запоминающие осциллографы
- •4.3.4 Матричная индикаторная панель
- •4.3.5 Скоростные и стробоскопические осциллографы
- •4.3.6 Цифровые осциллографы
- •Контрольные вопросы
- •Раздел 5 Измерение параметров сигналов
- •Тема 5.1 Измерение частоты и временных интервалов
- •5.1.1 Общие сведения
- •5.1.2 Цифровой метод измерения частоты
- •5.1.3 Цифровой метод измерения интервалов времени
- •Котрольные вопросы:
- •Тема 5.2 Измерение фазового сдвига
- •5.2.1 Общие сведения
- •5.2.2 Осциллографические методы измерения фазового сдвига
- •Б) Метод синусоидальной развертки или метод эллипса
- •5.2.3. Метод преобразования фазового сдвига во временной интервал
- •5.2.4 Цифровые фазометры
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 5.3. Измерение искажений формы сигналов
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 5.4 Изменение параметров модулированных сигналов
- •Контрольные вопросы:
- •Раздел 6 Измерение характеристик, электромеханических цепей.
- •Тема 6.1. Измерение амплитудно-частотных характеристик
- •6.1.1 Общие сведения
- •6.1.2 Метод снятия ачх по точкам
- •6.1.3 Панорамные измерители ачх
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 6.2 Измерение спектральных характеристик
- •6.2.1 Общие сведения
- •6.2.2 Параллельный и последовательный методы анализа спектра
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 6.3 Измерение рабочего затухания и усиления
- •6.3.1 Общие сведения
- •6.3.2 Методы измерения рабочего затухания
- •6.3.3 Измерение рабочего усиления
- •Контрольные вопросы:
- •6.4. Измерение шумов
- •Раздел 7 Измерение параметров компонентов электрорадиотехнических цепей
- •Тема 7.1 Измерение параметров компонентов с сосредоточенными параметрами
- •7.1.1 Общие сведения
- •7.1.2 Измерение активных сопротивлений методом амперметра и вольтметра
- •7.1.3 Омметры
- •7.1.4 Измерение с помощью логометра
- •Для схемы, приведенной на рис. 7.6,б
- •7.1.5 Электронные омметры
- •7.1.6 Мостовые измерители параметров элементов
- •7.1.7 Резонансный метод измерения параметров элемента
- •7.1.8 Цифровые средства измерения параметров элементов
- •7.1.9 Измерение сопротивления заземления
- •Контрольные вопросы:
- •Раздел 8 Измерение электрических характеристик
- •8.1. Нормы электрических характеристик цепей связи для постоянного тока
- •8.2. Способы измерений нормированных электрических характеристик цепей связи
- •8.2 Виды повреждений и определение их характера
- •8.3 Определение постоянным током расстояния до места повреждения
- •9.4. Импульсный метод измерений линий
- •Раздел 9 Автоматизация электрорадиоизмерений
- •9.1 Основные сведения
- •Контрольные вопросы:
- •Список рекомендуемой литературы
Контрольные вопросы:
Приведите основные схемы построения электронных аналоговых вольтметров и их отличие.
Почему амплитудный преобразователь наиболее высокочастотен?
Как функционирует преобразователь среднего квадратического значения?
Поясните работу амплитудного детектора на ОУ.
5. Что называется амплитудным, средним, средневыпрямленным и средним квадратическим значениями напряжения или тока?
6. Какие коэффициенты устанавливают связь между амплитудным и средним квадратическим, средним квадратическим и средним значениями напряжения (тока)? Чему равны эти коэффициенты для гармонической формы сигнала?
7. Приведите основные схемы построения электронных аналоговых вольтметров и их отличия.
8. Объясните работу амплитудного диодного преобразователя переменного тока в постоянный.
9. Почему амплитудный преобразователь наиболее высокочастотен?
10. Как функционирует преобразователь среднего квадратического значения, реализованный с помощью кусочно-линейной аппроксимации вольтамперной характеристики?
11. Какова техника измерения напряжений?
12. В чем состоят особенности измерения силы тока?
Тема 2.4 Цифровые вольтметры
Принцип работы цифровых измерительных приборов основан на дискретном и цифровом представлении непрерывных измеряемых физических величин. Упрощенная структурная схема цифрового вольтметра (рис. 2.12) состоит из входного устройства, АЦП, цифрового отсчетного устройства ЦОУ и управляющего устройства.
Входное устройство содержит делитель напряжения; в вольтметрах переменного тока оно включает в себя также преобразователь переменного тока в постоянный.
Рисунок 2.12 Упрощенная структурная схема цифрового вольтметра
Аналого-цифровой преобразователь преобразует аналоговый сигнал в цифровой, представляемый цифровом кодом. Процесс аналого-цифрового преобразования составляет сущность любого цифрового прибора, в том числе и вольтметра. Использование в АЦП цифровых вольтметров двоично-десятичного кода облегчает обратное преобразование кода в десятичное число, отражаемое цифровым отсчетным устройством. Цифровое отсчетное устройство регистрирует измеряемую величину. Управляющее устройство объединяет все узлы вольтметра.
По типу АЦП цифровые вольтметры делят на две основные группы:
кодоимпульсные (с поразрядным уравновешиванием);
времяимпульсные.
Аналого-цифровой преобразователь вольтметров преобразуют сигнал постоянного тока в цифровой код, поэтому и цифровые вольтметры также считают приборами постоянного тока. Для измерения напряжения переменного тока на входе вольтметра ставится преобразователь в постоянное напряжение, чаще всего средневыпрямленного значения.
Проанализируем основные технические характеристики среднестатистического цифрового вольтметра постоянного тока:
диапазон измерения: 100 мВ, 1 В, 10 В, 100 В, 1000 В;
входное сопротивление - высокое, обычно более 100 МОм;
порог чувствительности (другие названия - квант или единица дискретности) на диапазоне 100 мВ может быть 1 мВ,100 мкВ, 10 мкВ;
количество знаков (длина цифровой шкалы) - отношениеI максимальной измеряемой величины на этом диапазоне к минимальной; например: диапазону измерения 100 мВ при уровне квантования 10 мкВ соответствует (100-10-6)/(10 • Ю-9) = 104 знаков;
помехозащищенность.
Точность цифровых вольтметров. Распределение погрешности по диапазону измерения определяется пределом допускаемой относительной, основной погрешности , характеризующей класс точности СИ:
,
(2.13)
где u - измеряемое напряжение; Uк - конечное значение диапазона измерений.
Быстродействие. Современные схемы АЦП, применяемые в цифровых вольтметрах, могут обеспечить очень большое быстродействие, однако из соображений точной регистрации полученного результата у цифровых вольтметров оно уменьшается примерно до 20-50 измерений в 1с.