Электронные вольтемтры.

Самыми распространенными электронными приборами яв­ляются вольтметры, большинство из которых рассчитано не только на измерение переменных и постоянных напряжений, но также переменных и постоянных токов и активных сопротивле­ний.

Тракт измерения переменных напряжений в электронных вольтметрах построен, как правило, по одной из схем, приведен­ных на рис.25. Первая схема (рис.25,а) предназначена для изме­рения малых напряжений. Недостаток ее - более узкий диапазон измеряемых частот.

В основе построения измерительного устройства цифровых электронных вольтметров лежит тот или иной метод преобразо­вания аналоговой величины в цифровую форму. Большинство со­временных ц ифровых измерителей используют преобразования либо по методу поразрядного уравновешивания, либо по методу последовательного счета. Примеры функциональных схем, реа­лизующих эти методы, приведены на рис.26 и 27.

На вход измерительного устройства подается постоянное напряжение U_x. Напряжение U_x представляет собой либо измеряемое постоянное напряжение, либо выходное напряжение де­тектора (при измерении переменного напряжения).

При измерении напряжения по методу поразрядного урав­новешивания (рис.26) на первом такте измеряемое значение U_xсравнивается с максимальным напряжением U_K старшего разряда генератора компенсирующего напряжения (ГКН). Если U_K > U_x> то схема сравнения вырабатывает сигнал, выключающий этот разряд из дальнейшего рассмотрения. Если U_K<U_X, то он остает­ся включенным. На втором такте U_x сравнивается с величиной U_K/2 и происходят те же операции. На третьем такте происходит сравнение U_x и U_K/4 и т.д. Результат измерения считывается по числу оставшихся включенными разрядов.

Функционирует схема рис.27 следующим образом; в начале измерения запускается устройство управления, которое пооче­редно вырабатывает параллельные коды, соответствующие вели­чинам U_K, U_K /2; U_K/4 и т.д. Под воздействием этих кодов ГКН формирует компенсирующие напряжения U_K, U_K/2 и т.д. до тех пор, пока очередное напряжение не окажется менее измеряемого U_x и на уравновешивающую цепь не поступит соответствующее напряжение. В этом случае разряд, подаваемый на ГКН, не сни­мается, а указанная процедура повторяется для следующего младшего разряда.

  При измерении напряжения по методу последовательного счета (рис.27) в момент начала измерения запускается (вручную или автоматически) пусковое устройство, вырабатывающее им­пульс, определяющий момент начала работы генератора линейно изменяющегося напряжения U_K, поступающего на компаратор. Одновременно этот же импульс открывает схему совпадения и на вход электронного отсчетного устройства начинают поступать от кварцевого генератора счетные импульсы. В момент равенства измеряемого напряжения U_x и U_K компаратор вырабатывает сигнал, запирающий схему совпадения. Таким образом, электронное отсчетное устройство фиксирует число импульсов, прошедших завремя, пока открыта схема совпадения. Это время пропорцио­нально измеряемой величине напряжения U_K. Выходное сопротивление электронных вольтметров составляет десятки кОм. Ими можно измерять сопротивления от единиц мкВ до нескольких кВ. Основные источники погрешностей здесь: нестабильность элементов и собственные шумы электронных схем. Класс точности таких приборов – до 1,5. И магнитоэлектрическим и электронным вольтметрам присуща температурная погрешность, а также механические погрешности измерительного механизма и погрешности шкалы.