- •Лекция 1. Основные сведения об измерениях. Основные понятия и определения Понятие об измерении
- •Основные элементы процесса измерения
- •Классификация измерений
- •Особенности электрорадиоизмерений
- •Лекция 2. Оценка и способы уменьшения случайных и систематических погрешностей Математическое описание случайных погрешностей
- •Оценка случайных погрешностей прямых равноточных измерений
- •Лекция 3. Общие сведения о методах и средствах измерения
- •1) Классификация средств измерений по их роли, выполняемой в процессе измерений
- •2) Классификация средств измерений по роли, выполняемой в системе обеспечения единства измерений
- •3) Классификация средств электрорадиоизмерений по измеряемой величине и принципу действия
- •Лекция 4. Обобщенные структурные схемы измерительных приборов
- •Структурная схема прямого преобразования
- •Структурная схема уравновешивающего преобразования
- •Аналоговые и дискретные физические величины
- •Квантование по значению и дискретизации по времени
- •Обобщенная структурная схема цип
- •Лекция 5. Общие методы повышения точности средств измерений
- •Основные принципы нормирования погрешностей
- •Формы выражения метрологических характеристик, классы точности
- •Лекция 6. Аналоговые электромеханические и змерительные преобразователи и приборы
- •Maгнитoэлeктpичecкиe пpибopы
- •Maгнитoэлeктpичecкиe ампepмeтpы
- •Maгнитoэлeктpичecкиe вoльтмeтpы
- •Элeктpoмaгнитныe пpибopы
- •Условные обозначения, наносимые на шкалы приборов
- •Детектор среднеквадратического значения
- •Детектор средневыпрямленного значения
- •Лекция 7. Измерение тока и напряжения особенности измерения силы тока и напряжения в радиоэлектронике
- •Структурные схемы и принцип действия электронных вольтметров
- •Лекция 8. Измерение постоянных напряжений Электронные вольтметры постоянного напряжения
- •Измерение переменных напряжений
- •Вольтметры амплитудных значений
- •Лекция 9 вольтметры средневыпрямленных и среднеквадратических значений Вольтметры среднеквадратических значений
- •Вольтметры средневыпрямленных значений
- •Цифровой вольтметр с времяимпульсным преобразователем
- •Лекция 10. Измерительные генераторы
- •Параметры генераторов синусоидальных колебаний
- •Нч генератор
- •Измерительные высокочастотные генераторы сигналов
- •Особенности измерительных генераторов свч
- •Генераторы импульсов
- •Генераторы шумовых сигналов
- •Лекция 11. Классификация приборов для исследования формы, спектра и нелинейных искажений сигналов
- •Электронно-лучевые осциллографические трубки
- •Структурная схема осциллографа
- •Канал вертикального отклонения
- •Канал горизонтального отклонения
- •Канал управления яркостью
- •Калибраторы амплитуды и длительности
- •Измерение напряжений методом прямого преобразования
- •Измерение напряжений методом сравнения
- •Измерение t методом прямого преобразования
- •Метод интерференционных фигур
- •Электрические характеристики и параметры осциллографа
- •Рекомендации по выбору осциллографа
- •Калориметрический метод
- •Болометрический (термисторный) метод
- •Термоэлектрический метод
Детектор среднеквадратического значения
Детектор среднеквадратического значения (СКЗ) – это измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное, пропорциональное квадрату СКЗ переменного напряжения. Измерение СКЗ напряжения связано с выполнением квадрирования, усреднения и извлечением квадратного корня [см. формулу]. Первые операции осуществляются детектором, а операция извлечения корня должна осуществляться градуировкой аналогового измерительного прибора, подключаемого к выходу детектора СКЗ. Таким образом, детектор СКЗ должен иметь квадратичную функцию преобразования, а сам нелинейный элемент квадратичную вольтамперную характеристику.
В качестве нелинейного элемента детектора, имеющего квадратичную вольтамперную характеристику (ΒΑΧ), можно, например, использовать начальный участок ΒΑΧ полупроводникового диода. Однако этот участок имеет очень малую протяженность. Полупроводниковые диоды имеют большой разброс параметров на этом участке характеристики. Поэтому большее распространение получили детекторы на основе диодной цепочки. Такая цепочка позволяет получить квадратичную ΒΑΧ в результате кусочно-линейной аппроксимации параболической кривой. Схема квадратичного преобразователя с диодной цепочкой показана на рис. 4.9.
В ходное напряжение uВХ подводится к широкополосному трансформатору Т1. С помощью диодов VD1 и VD2 во вторичной обмотке осуществляется двухполупериодное выпрямление.
Выпрямленное напряжение действует на цепь, состоящую из диодной цепочки VD3...VD8, R3...R14 и резистора нагрузки R15. Падение напряжения на нагрузке через фильтр нижних частот Ζ1 подается на выход преобразователя.
Выходное напряжение пропорционально среднему значению тока диодной ячейки. Диодная цепочка имеет близкую к параболической вольтамперную характеристику. Поэтому среднее значение выходного напряжения оказывается пропорциональным квадрату среднеквадратического значения входного напряжения.
Рассмотрим как обеспечивается квадратичная вольтамперная характеристика. Делители напряжения R3...R14 подключены к общему стабилизированному источнику напряжения Е. Делители подобраны так, что смещения Ui, подаваемые на диоды, удовлетворяют соотношению U1<U2<…<U6. Пока входное напряжение цепочки U не достигает U1 (см. график), все диоды закрыты и начальная часть ΒΑΧ является прямой линией с наклоном, зависящим от сопротивлений резисторов R1, R2 и R15. Когда напряжение U превысит U1, откроется диод VD3 и параллельно R2 подключится делитель R3, R9. Крутизна ΒΑΧ на участке от U1 до U2 возрастает, ток в цепи станет i∑=i0+i1 (рис. 4.10). Когда выполнится условие U>U2, в цепи преобразователя будет протекать ток i∑=i0+i1+i2. Крутизна ΒΑΧ будет увеличиваться с ростом U. Выбирая соответствующим образом сопротивления делителей, можно получить ΒΑΧ в виде ломаной линии, приближающейся к квадратичной параболе. Таким образом, квадратичная характеристика синтезируется из начальных участков характеристик ряда диодных ячеек, что показано на рис.
К оэффициент преобразования детектора по току Кд=I/U2, где I–среднее значение тока на выходе преобразователя; U–СКЗ входного напряжения.
Погрешность преобразования таких преобразователей определяется нестабильностью ΒΑΧ диодов, непостоянством сопротивлений резисторов и она составляет 3...5%. Частотный диапазон определяется свойствами трансформатора – индуктивностью (снизу) и паразитными параметрами диодной цепочки (сверху) и составляет интервал от нескольких герц до 1 МГц.