Группа в3- вольтметры для измерения переменного напряжения

Общая структурная схема вольтметров имеет три разновидности:

ВУ

Пр

ИУ

ВУ

УН

ВУ

УПТ

Пр

ИУ

Пр

ИУ

U_x

U_x

U_x

1. Типовая схема, невысокая чувствитель-

ность.

2. Полоса частот ограничена полосой УН

(10-50МГц), более высокая чувствитель-

ность.

3. Широкий диапазон частот (до 1ГГц),

нет искажений U_х из-за УН.

В зависимости от вида преобразователей показания электронных вольтметров могут быть пропорциональны амплитудному (пиковому), средневыпрямленному или среднеквадратическому значению измеряемого напряжения. Поэтому вполне резонно вольтметры переменного напряжения классифицируются в зависимости от типа применяемых преобразователей.

Однако следует учитывать, что в большинстве случаев шкала вольтметров градуируется в среднеквадратических (действующих) значениях напряжения синусоидальной формы.

Преобразователи электронных вольтметров Средневыпрямленное значение

Это преобразователь напряжения переменного тока в постоянный ток, значение которого пропорционально средневыпрямленному значению напряжения на входе преобразователя. Часто это двухполупериодный выпрямитель, сочетаемый с прибором магнитоэлектрической системы .

Наиболее распространёнными являются мостовые схемы. Отклонение стрелки при ис-

пользовании линейного участка ВАХ диодов пропорционально

.

Алгоритм функционирования преобразователя можно представить в виде последовательно выполняемых действий: . Причем операция выпрямления (взятие модуля) производится в преобразователе, а усреднение ( ) осуществляется за счет инерционности подвижной части (рамки) магнитоэлектрического индикатора.

Для расширения диапазона измеряемых напряжений в сторону малых напряжений необходима "идеализация" используемых выпрямительных диодов. Это достигается за счет включения диодов в цепь ООС усилителей с большим коэффициентом усиления без обратной связи. Такое решение позволяет линеаризовать ВАХ диодов до 0,1-1мВ (определяется характеристиками УН).

С хема активного двухполупериодного выпрямителя и временные диаграммы его работы приведены на рис.11.

Рис.11.

На инвертирующем ОУ А1, содержащем диоды в цепи обратной связи, реализован однополупериодный выпрямитель. При положительной полярности входного напряжения U_x(t) диод VD2 открывается и ОС замыкается через резистор R, соединенный с входом ОУ. При отрицательной полярности U_x(t) ток обратной связи замыкается через диод VD1. Таким образом, при синусоидальном входном сигнале выходное напряжение А1 U₁(t) представляет собой отрицательные полуволны, соответствующие однополупериодному выпрямлению входного сигнала.

Дополнение выпрямителя суммирующим операционным усилителем А2 дает возможность реализовать двухполупериодное выпрямление и постоянное, близкое к нулю, выходное сопротивление. Коэффициент передачи А2 для входного сигнала К_п2=0.5, а для выпрямленного сигнала К_п1=1. Выходное напряжение U₃(t) усилителя А2 представляет алгебраическую сумму (см. рис.11) напряжений U₁(t) и U₂(t). Введение конденсатора С позволяет при необходимости сгладить выпрямленное напряжение.