48. Электронные вольтметры переменного тока Универсальный комбинированный электронный вольтметр

Т

+ Е₀

акие вольтметры предназначены для измерения напряжения постоянного и переменного токов в широком диапазоне частот.

Установка нуля

1

Установка нуля

П

Калибровка

УПТ

0

30

0

100

mV

2

Калибровка

4

Измерение переменного напряжения

3

Измерение постоянного напряжения

5

Измерение rx

R_X

R₀₃

R₀₁

М/Э ИМ

Д

V

R₀₂

Множество

высокочувствительных

шкал

На схеме:

У ПТ – это усилитель постоянного тока. К нему подсоединены два (условно) подключённых к нему резистора, предназначенных, один – для установки нуля, другой – для калибровки. П – переключатель с пятью возможными положениями. E₀ - образцовый стабильный источник питания; R_0i – это образцовые сопротивления. В универсальных вольтметрах, называемых также комбинированными, часто присутствует возможность измерения сопротивления R_X (на рисунке присутствует). В зависимости от положения переключателя, прибор занимается либо установкой нуля и калибровкой (подготовка к работе), либо непосредственно измерением переменного и постоянного напряжения (основная функция), либо измерить неизвестное сопротивление R_X (дополнительная функция). Для измерения напряжения на кабельный вход ( ) подаётся либо постоянное напряжение, либо переменное(на разные, разумеется, кабельные входы). Буква Д в квадратике – это детектор, предназначенный для преобразования переменного напряжения в постоянное. А нужен он для того чтобы преобразовать переменный сигнал приходящий к нему на вход в постоянный сигнал для усилителя постоянного тока.

49. Селективные вольтметры

Селективные вольтметры предназначены для измерения синусоидального напряжения в узкой полосе частот. В их состав входят высококачественные перестраиваемые избирательные усилители, поэтому такие приборы удобны для исследования сигналов при наличии помех. Приборы имеют выход, который позволяет использовать их как избирательные усилители.  [1]

Селективные вольтметры строят по схеме супергетеродинного приемника. Применяется и многократно преобразование частоты. На входе применяются усилитель и аттенюатор, нормирующие чувствительность прибора. Для защиты от внеполосных сигналов в селективных вольтметрах применяются УРЧ. После прохождения входного устройства сигнал поступает на преобразователь, где с помощью гетеродина происходит преобразование частоты входного сигнала в промежуточную частоту, на которую настроен, фильтр ПЧ. В УПЧ осуществляется фильтрация сигнала полосовым фильтром, затем его детектирование. С выхода детектора сигнал поступает на усилитель и индикаторный прибор. Шкала обычно градуируется в среднеквадратических значениях.  [2]

Селективные вольтметры применяют для измерения напряжений основной частоты или одной из гармонических составляющих колебаний сложной формы.  [3] Селективный вольтметр настраивается на частоту возбудителя, и по шкале вольтметра отсчитывается первоначальный уровень U. Затем, изменяя настройку селективного вольтметра, определяют частоты, на которых стрелка прибора отклоняется. Частота побочного сигнала определяется с помощью измерительного приемника и генератора стандартных сигналов.  [5]

Селективные вольтметры имеют в своем составе узкополосные фильтры с регулируемой полосой пропускания. Они используются в качестве измерителей уровней электрических сигналов. Если сигнал имеет сложный спектр, то возможна настройка на отдельные спектральные составляющие. Благодаря применению высокодобротных фильтров, селективные вольтметры обладают высокой чувствительностью и большим диапазоном уровней измеряемых сигналов.  [6]

Измерение производят селективными вольтметрами с использованием разделительных фильтров. Селективными вольтметрами, указателями уровня или анализаторами гармоник измеряются напряжения частот f и / 2 и разностной частоты на выходе исследуемого четырехполюсника. Величина затухания нелинейности по комбинационной частоте fi - fz определяется формулой ак - In UfJU ( ft-f), неп. Частоты f и f2 выбираются таким образом, чтобы разностная частота находилась в диапазоне рабочих частот исследуемого устройства и селективного вольтметра.  [12]

По своим функциям селективные вольтметры близки к анализаторам спектра. С их помощью измеряют абсолютные значения и отношения уровней периодических сигналов, исследуется распределение спектра периодических сигналов по частоте.  [13]

49. Детекторы электронных вольтметров

Д

~ =

Детекторы бывают:

• Выпрямительные (например, диод) или «среднего значения»

• Синхронные (с высокой помехоустойчивостью)

• Амплитудные

• Действующего значения

В предложенной схеме почти наверняка будет детектор действующего значения.

амплитудный детектор

детектор среднего значения

детектор действующего значения

Работа схемы:

• Подготовка к работе:

1^ОЕ положение переключателя – фактическое КЗ (короткое замыкание). Смотрим на самую точную из шкал, проверяя, нуль ли показан на шкале; если не нуль – не забываем что у нас не простой резистор, а реостат и делаем сопротивление таким, чтобы указатель (стрелка? заяц?) показывал нуль.

2^ОЕ положение переключателя – измеряем падение напряжения на образцовом резисторе R₀₂ . Если по самой точной шкале показывает нуль – всё замечательно. Если что-то не так, опять-таки помним про свойства реостата. Можем приступить непосредственно к измерения.

• Основное функции прибора:

3^Е положение переключателя – измеряем поданное на кабельный вход переменное напряжение.

4^ОЕ положение переключателя – измеряем конвертированное в постоянное, переменное напряжение, поданное на кабельный вход.

• Дополнительные функции прибора:

5^ОЕ положение переключателя: подключаем к клеммам неизвестно, но искомое сопротивление R_X и снимаем падение напряжения на R_X (прям как во втором положении). Падение напряжения будет пропорционально искомому сопротивлению.

Обычно электронные приборы градуируют в действующих значения синусоидального напряжения. Если на вход вольтметра подаётся напряжение, отличное от синусоидального, то возникает погрешность от формы кривой, которую необходимо учитывать (погрешность). К вышенаписанному – пример на следующей странице…

Пример:

Пусть есть электронный вольтметр и сигнал U_X, ему на вход подаваемый.

ЭВ

Градуировка шкалы в синусоидальных

АД

U_X ? U_α действующих значений.

Амплитудный датчик

Пускай на вход подаём два различных по форме сигнала:

а ) «Хорошая» синусоида. Погрешности по форме на выходе не будет.

На выходе, при таком входном сигнале, будет присутствовать

б ) погрешность от формы, которую необходимо учитывать.

Пускай померили при случае а), там никаких проблем не будет. А в случае б) получили следующие показания:

0 1 2 (В) и так далее

U_α в случае б)

Всегда стремимся узнать неизвестное U_X , то есть действующее значение. Причём точно знаем, что:

г де U_MAX – амплитудное значение; K_A –амплитудный коэффициент; U – действующее значение.

Д ля синусоидального сигнала

Д ля сигнала типа меандр («сигнал со скважностью 2»)

Д ля сигнала типа «непонятный»

Н

Амплитудное значение

о, для последнего случая:

51. Электронный однолучевой осциллограф с электростатическим управлением луча. Упрощенная структурная схема.

Э

Экран

Гашение обратного хода луча

лектронный осциллограф

Гнёзда XX

У_Z

СИП

Фокус

Яркость

Гнёзда YY

Н

К

С(М)

А1

А2

XX

YY

БП

m_X = VAR

~

Вход Z

Измерение X

Вход X

3

Внешняя синхронизация

Развёртка X

Синхронизация от сети

1

Внутренняя синхронизация

2

+

П2

1

2

П3

1

2

Вход Y

П1

_

ОУ_Y

ЛЗ

А_Y

ПУ_Y

КА

ОУ_X

БС

А_X

ПУ_X

БР

а) непрерывная

б) ждущая

КД

m_Y = VAR

50 Гц

Электронно-лучевые (электронные) осциллографы предназначены для визуального наблюдения, измерения и регистрации электрических сигналов. Возможность наблюдения меняющихся во времени сигналов делает осциллографы чрезвычайно удобными при определении различных амплитудных и временных параметров наблюдаемых сигналов. Важными достоинствами осциллографов являются широкий частотный диапазон, высокая чувствительность и большое входное сопротивление. Всё это обусловило их широкое практическое применение.

В основе работы любых электронных осциллографов лежит преобразование исследуемых сигналов в видимое изображение, получаемое на экране электронно-лучевой трубки.