Метод вольтметра

Чувствительный элемент представляет собой отрезок коаксиального кабеля с заглушкой (рис. 8).

Д

Рис. 9

анный метод позволяет измерять и малые и большие мощности. Наибольшая чувствительность получается при использовании СВЧ-диода Шоттки и равна . При использовании этого диода можно измерять мощность порядка нВт.

8. Электронный аналоговый вольтметр средневыпрямленного значения: принцип действия, структурная схема, основные отношения.

АЭВ – это измерительные приборы, представляющие собой сочетание электронного преобразователя и магнитоэлектрического измерителя

Схема АЭВ переменного тока.

Входное устройство – высокоомный резистивный делитель напряжения.

Усилитель постоянного тока (УПТ) – электронный преобразователь. Служит для повышения чувствительности вольтметра, усиливает мощность сигнала до уровня, необходимого для привидения в действие магнитоэлектрического измерителя.

mА – электро-механический преобразователь.

Преобразователь может быть амплитудного, средневыпрямленного и среднеквадратического значений. Вход преобразователя относительно постоянной составляющей может быть открытым или закрытым. АЭВ может быть низко, средне, высокочастотный и сверхвысокочастотный.

Преобразователи средневыпрямленного значения.

Показания a микроамперметра пропорциональны средневыпрямленному значению измеряемого напряжения .

– при открытом входе.

Если вход закрытый, то a микроамперметра пропорциональны только средневыпрямленному значению переменной составляющей измеряемого напряжения.

Это измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянный ток, пропорциональный средневыпрямленному значению входного сигнала (среднему значению модуля). Вольтамперная характеристика такого детектора должна иметь линейный участок в пределах диапазона входных напряжений. Примером подобного преобразователя может служить двухполупериодный выпрямитель с фильтром нижних частот. Наиболее распространенными являются мостовые схемы (рис. 4.11). В схеме рис. 4.11,а ток через диагональ моста протекает в одном и том же направлении в течение обоих полупериодов переменного напряжения. В положительный полупериод ток протекает по цепи: верхний входной зажим–диод VD1–диагональ моста – диод VD4– нижний входной зажим; в отрицательный: нижний зажим–диод VD3–диагональ моста – диод VD2–верхний зажим.

Р ис. 4.11

Направление тока соответствует проводящему направлению указанных диодов. Характеристики реальных диодов не имеют строго линейного участка, как это требуется условиями преобразования. Ток, протекающий через диод при положительном значении входного напряжения i≈u/(R_д(U)+R), где R_д(U)–сопротивление открытого диода, зависящее от приложенного напряжения, R – сопротивление нагрузки.

Начальный участок характеристики близок к квадратичному. Поэтому будет иметь место погрешность, которая будет тем меньше, чем ближе к линейной будет характеристика диода.

Для улучшения линейности ΒΑΧ в диагональ моста последовательно с резистором R включают резистор R_доб, сопротивление которого намного больше сопротивления открытого диода R_д(U). В этом случае

Зависимость прямого тока от напряжения будет близка к линейной. Уменьшение чувствительности, которое будет проявляться при включении R_доб, можно компенсировать введением дополнительного усиления.

Схема рис. 4.11,б отличается от предыдущей тем, что вместо диодов VD3 и VD4 включены резисторы R1 и R2. В положительный полупериод напряжения ток протекает через диод VD1 и резистор R1. Через резистор R2 в этот полупериод ток не протекает, на его зажимах напряжение равно нулю. Поэтому, если в диагональ моста включить магнитоэлектрический вольтметр, он измеряет падение напряжения на R1. Очевидно, в отрицательный полупериод вольтметр измеряет падение напряжения на резисторе R2, поскольку через него и диод VD2 будет протекать ток.

Погрешность преобразования обусловлена, главным образом, нелинейностью ΒΑΧ диода и влиянием прямого сопротивления диода на ток, протекающий через выпрямительный мост.

Вольтметры, построенные по такой структурной схеме, характеризуются высокой чувствительностью (микро- и милливольты) и сравнительно узкой полосой частот изме­ряемых напряжений (1; 5; 10МГц). Обе эти характеристики определяются усилителем переменного напряжения.