2.7 . Электронные вольтметры, их классификация

Электронные вольтметры-- приборы, представляющие собой соединение электронной преобразовательной схемы и показывающего измерительного прибора. Ранее в качестве показывающих приборов использовали только приборы магнитоэлектрической системы, однако теперь появились электронные приборы с индикатором световым столбиком, электронные приборы с цифровой индикацией.

Классифицируются электронные вольтметры:

• По назначению: импульсные, фазочувствительные, селективные универсальные, постоянного и переменного напряжения.

• По измеряемому напряжению: амплитудные, среднеквадратического и средневыпрямленного значения.

• По методу измерения.

В аналоговых вольтметрах в отличии от цифровых выходная величина у= f(х) – непрерывная функция. (рис. 1.4а).

В цифровых приборах происходит квантование и выходная величина изменяется дискретно на единицу счёта (рис. 1.5).

Аналоговые вольтметры -- электронные приборы, в которых измерительная схема, выполненная на транзисторах, соединена с показывающим стрелочным или линейчатым индикатором. Электронные вольтметры могут быть построены для измерения постоянного и переменного напряжения в очень широком диапазоне частот (от 100 до 500 МГц) по функциональным схемам (рис. 2.4 ). На этом рисунке изображены функциональные схемы вольтметров для измерений постоянного (а) и переменного (б, в ) напряжений.

Входное устройство состоит обычно из делителей напряжения, с помощью которых можно изменять пределы измерения и катодного или эмиттерного повторителя (в схемах вольтметров с предварительным усилением напряжения), применяемых для получения высокого входного сопротивления

Рис.2.4 Структурные схемы электронных вольтметров

а – постоянного напряжения; б – широкополосных; в – микровольтметра.

вольтметра. В вольтметрах для измерения переменных напряжений последние детектируются с помощью лампового или транзисторного детектора и на выходе его измеряется постоянная составляющая напряжения на нагрузке детектора с помощью прибора магнитоэлектрической системы. Очень часто перед детектором в вольтметрах используются линейные усилители переменного напряжения для усиления малых величин измеряемых напряжений до величин, необходимых для нормальной работы детектора, а на выходе последнего ставятся усилители постоянного напряжения (тока). Их применяют для увеличения мощности сигнала, полученного в результате детектирования измеряемого напряжения, до величин, необходимых для их измерения прибором магнитоэлектрической системы.

Сравнивая функциональные схемы вольтметров (рис. 2.4 б, в), можно сделать ряд выводов относительно общих характеристик приборов, не обращаясь к конкретным схемным решениям. Вольтметры для измерения переменных напряжений, собранные по функциональных схемам рисунка 2.4, б, позволяют измерять напряжения в более широком диапазоне частот, чем вольтметр, собранный по схеме рисунка 2.4 в, так как в последнем полоса частот, в которой можно выполнять измерения, определяется полосой пропускания усилителя, а в первом -- непосредственно детектором. Но схемы вольтметров с предварительным усилением напряжения обладают большей чувствительностью и пригодны для измерения малых величин напряжений (микро - и милливольт).

Детектор служит основным преобразователем в вольтметрах для измерения переменных напряжений, определяющим, характер измеряемой величины напряжения (действующее, амплитудное, средневыпрямленное значения). По режиму работы детектора (по выбору рабочей точки на характеристике лампы) ламповые вольтметры разделяются на вольтметры классов А, В и С. В вольтметрах класса А рабочая точка выбирается на линейном участке характеристики лампы и работа происходит без отсечки анодного тока .

Класс В характеризуется тем, что рабочая точка выбирается в точке запирания лампы (угол отсечки 90°), а в классе С рабочая точка выбирается за точкой запирания лампы (угол отсечки меньше 90°).