8.1 Сурет - Тұрақты тоқ вольтметрінің қарапайым сұлбасы.

КБ – кернеудің кіріс бөлшектегіші; ТТК – тұрақты тоқ күшейткіші; ӨМ – өлшеуіш механизі.

ӨМ көрсеткішінің ауытқу бұрышы мынаған тең:

;

мұнда К_ВД, К_УПТ – түрлендіргіш және күшейткіш коэффициенттері;

S_U – ӨМ кернеуі бойынша сезімталдық;

K_U – элементар вольтметрлерін түрлендіру коэффициенті;

U_X – өлшенетін кернеу.

Электронды вольтметрлердің тізбектей жалғануы коэффициенттер арқасында оларды көп шекті және сезімталды ғылуға мүмкіндік береді. Бірақ К_УПТ көбеюі шығыстық сигналдың өз бетінше өзгеруіне әкеліп соғады. Сондықтан К_УПТ 1 және ТТК кернеуінің негізгі мәселесі – үлкен кіріс кедергісін қамтамасыз ету.

Сезімталдығы жоғары тұрақты тоқ вольтметрлерін жасау үшін М – ДМ (модулятор – демодулятор), схемасы бойынша жасалған күшейткіштер қолданылады. Оның құрылымдық схемасы 8.2 суретте көрсетілген.

8.2 Сурет – Сезімталдығы жоғары тұрақты тоқ вольтметрі

М – модулятор, ДМ – демодулятор, У_N – айнымалы тоқ күшейткіші, Г – генератор.

Айнымалы тоқ күшейткіші тоқтың тұрақты құраушысын өткізбейді. Сондықтан ноль дрейфі болмайды. Генератор модулятормен демодулятор жұмысын басқарады және ол аналогтық кілт болып табылады да оларды бір жиілікпен синхронды тұйықтайды.

8.3 суретте - М – ДМ күшейткіші бар тұрақты тоқ вольтметрінің сигналдар уақытының диаграммалары көрсетілген.

8.3 Сурет – м – дм күшейткіші бар тұрақты тоқ вольтметрінің сигналдар уақытының диаграммалары.

М шығысында амплитудасы кірістік сигналына пропорционал бір полярлы сигнал пайда болады.

Бұл сигналдың айнымалысы У_N күшейткішімен күшейтіледі де, ДМ демодуляторымен түзетіледі.

Шығыстық кернеудің орташа мәні мынаған тең:

Ноль дрейфі болмағандықтан К коэффициенті үлкен мәндерге жете алады (В2 -25 түріндегі микровольтметрдің К=3,33 10⁵).

Бұл аспапты өлшеудің жоғарғы шегі: 3; 10300; 1000 мкВ келтірілген негізгі қателігі .

8.2.2 Айнымалы тоқ вольтметрлері. Айнымалы тоқ вольтметрлері айнымалы кернеуді тұрақты кернеуге түрлендіргіштен, күшейикіштен және магнитоэлектрлі ӨМ тұрады. 8.4 суретте осындай вольтметрлердің құрылымдық схемалары көрсетілген.

а) б)

8.4 Сурет – Айнымалы тоқ вольтметрінің құрылымдық схемалары

Брінші схема бойынша кірістік кернеу тұрақтыға түрленеді, содан кейін ол ТТК күшейткішіне және ӨМ беріледі. Берілген вольтметрдің негізінде тұрақты тоқ вольтметрі болып табылады. Пр түрлендіргіші аз инерциялы сызықты емес буын болып табылады. Сондықтан мұндай вольтметрлер кең жиілік диапазонында жұмыс істейді. Ол 10³ МГц дейін.

Жоғарыда көрсетілген ТТК күшейткіштерінің кемшіліктерінің әсерінен мұндай вольтметрлердің жоғарғы шегі ондаған-бірлік милливольтті құрайды.

Екінші схемада алдын ала күшейтудің арқасында вольтметрдің сезімталдығы көбейеді. Үлен күшейту коэффициенті бар және кең жиіліктер диапазонында істейтін айнымалы тоқ күшейткіштерін жасаудағы техникалық қиыншылықтардың әсерінен мұндай вольтметрлерде жиіліктер диапазонытөмен болады – 1 ден 10 МГц дейін. Сезімталдығы максималды болғандағы өлшеудің жоғарғы шегі жүздеген микровольтті құрауы мүмкін.

Айнымалы кернеуді тұрақтыға түрлендіретін түрлендіргіштің түріне байланысты ӨМ көрсеткішінің ығысу бұрышы өлшеніп отырған кернеудің амплитудалық орташа (орташа түзетілген) немесе әсер етуші шамасына пропорционал болуы мүмкін. Бұл аспаптардың есептеуші құрылғыларының шкалалары синусоидалы кернеудің әсер етуші мәндерінде градуирленеді.

Амплитудалық шама вольтметрлерінде ашық немесе жабық кірістері бар амплитудалық шама түрлендіргіштері бар. 8.5 суретте кірісі ашық амплитудалық шама түрлендіргішінің схемасы және оның уақыттық диаграммалары көрсетілген.

Бұл жағдайда С конденсаторы кірістік кернеуінің максималды оң шамасына U_{X MAX} дейін зарядталады. Шығыстағы кернеудің пульсациясы конденсатордың зарядталуы мен разрядталуымен түсіндіріледі. Бұлар зарядтың және разрядтың уақыт тұрақтылары _З және _Р бойынша анықталатын өте қысқа уақыт аралығында болады.