1)Аналоговые

2)Цифровые

Структура аналогового электронного вольтметра.

Э то наиболее широкополосная структурная схема. Но эта схема не может измерять очень маленькие значения f. Усилитель на постоянном токе сделать стабильным очень сложно – присутствует дрейф.

У силитель в этой схеме ограничивает полосу пропускания, но нет дрейфа можно сильно усилить слабый сигнал.

Возможное применение измерителей напряжения

(электронных вольтметров)

Например, тензометр.

, если , то

Мост Уинстона

,

Принцип получения и измерения

среднеквадратичного напряжения.

Возведение функции в квадрат осуществляется квадраторами, интегрирование – интегрирующей цепочкой (ФНЧ), значение выражения под корнем выставляется на шкале измерителя – получаем среднеквадратичное значение напряжения.

Импульсные (пиковые) вольтметры.

Пиковый вольтметр повторяет своей структурой обычный вольтметр. Особенностью является наличие пикового преобразователя. Пиковые преобразователи являются самыми широкополосными.

П ри подаче в RC цепь (для Uпв) с открытым входом сигнала U(t) в период положительного напряжения заряжается конденсатор С(т.к. диод включён в прямом направлении ,то он не пропускает отрицательную составляющую сигнала U(t)) ,в период отрицательного напряжения происходит разряд конденсатора на резисторе R и измеритель показывает пиковое верхнее значение сигнала Uпв.

Селективные вольтметры.

Очень высокочувствительные(до нановольт ).

Цифровые вольтметры.

По виду АЦП вольтметры подразделяются на:

1)вольтметры с АЦП двойного интегрирования

2)вольтметры с АЦП разрядного кодирования

3)вольтметры с преобразователем

Вольтметры с ацп двойного интегрирования.

Любые цифровые приборы требуют время на то, чтобы перейти от аналогового сигнала к цифровому коду, но аналоговый сигнал все время меняется, поэтому запоминается выборка и переводится в цифровой код.

T x – зависит от величины входного напряжения U

Счётчик считает число Nx импульсов попавших в интервал времени Tx :

Структура:

Вольтметры с ацп разрядного кодирования (поразрядного взвешивания).

Любое число может быть описано четырьмя разрядами.

Первый импульс записывается в регистр, состоящий из 4 разрядов. Формирователь сформирует напряжение U/2. Но так как Ux>U/2, то компоратор ‘соглашается’. Затем формируем новый тактовый импульс(в разряде записывается 1). Далее формирователь формирует U/4. Получаем Ux<U/2+U/4, следовательно устройство управления сбрасывает этот импульс. В разряде записывается 0. Далее формирователь формирует U/8. Так как Ux>U/2+U/8, то компоратор ‘соглашается’. В разряде записывается 1. Формирователь формирует новый импульс U/16. Так как Ux>U/2+U/8+U/16, то компоратор опять ‘соглашается’ и в разряде записывается 1. Итак, мы приблизились к Ux с ошибкой меньше младшего деления.

Вольтметр с преобразователем Ux--Fx--код.

Измерение частоты и временных интервалов.

Классификация:

1. Меры,

2. Измерители частот и временных интервалов (Эталоны)

3. Рабочие измерители

Мера времени и частоты. Эталон времени и частоты. Эталон бывает первичный и вторичный. Первичный обеспечивает максимальную точность и минимальную погрешность. Минимальная мера –у электромагнитного излучателя(квантов).

Квантовый генератор.

Резонансный частотомер.

Основан на непосредственном измерении частоты.

L св –слабая, чтобы не было связи М и активного сопротивления.

Индикатор должен обладать очень высоким активным сопротивлением. Реактивное сопротивление должно быть очень маленьким (чтобы не уменьшать добротность).

Индикатор нужен для отыскания момента резонанса.

Гетеродинный частотомер.

Когда Fx-Fг=0, мы узнаем частоту Fx, так как мы можем менять Fг. Индикатор ловит моменты равенства частот Fг и Fx. Стрелка начинает дергаться, когда Fx-Fг попадает в полосу пропускания И. Затем дергается все меньше и меньше, и останавливается когда Fx-Fг=0.

Но есть недостаток : нужно примерно знать какая примерно частота должна быть, так как можно зацепиться за 2 гармонику(3 и т.д.). Но если знать, за какую гармонику мы зацепились, можно узнать частоту Fx( например если за 2, то частота будет 2*Fx). Но этот недостаток можно превратить в существенное преимущество: можем цепляться за большие гетеродины, перекрываем очень широкий диапазон частот.

Осциллограф может выполнять функцию индикатора при гетеродинном методе измерения частоты.

Цифровой измеритель частоты и временных интервалов.

Е сли к=0, то fx=N.

Если к=3, то будет в мГц.

Если к=-3, то будет в кГц.

Кварцевый генератор определяет граничные значения точности при изменении частоты, у него есть своя нестабильность – нельзя получить измерения с большей, чем у него точностью.

Если частота низкая для повышения точности лучше переходить на измерение длительности периода.

Цифровой измеритель периодов.

Один из режимов работы частотомера.

Цифровой измеритель временных интервалов.

Если к=-3, то в мс.

Если к=-6, то в мкс.

Измерения отношения частот.

Цифровой частотомер с гетеродином.