5.1.4 Квадратичный детекторный вольтметр

К вадратичный вольтметр служит для измерения среднеквадратического (действующего) напряжения.

Рисунок 5.1.11 Схема детекторного квадратичного вольтметра

 

 

Диоды Д1 и Д2 выполняют роль двухполупериодного выпрямителя.

Так как вольт-амперная характеристика диода квадратична, I_инд ~ u² _изм(t). Но ВАХ диода квадратична только на начальном участке.

Для получения квадратичной зависимости во всем диапазоне измерения напряжения используется метод аппроксимации (сложения или наложения) токов.

Рисунок 5.1.12 Порядок формирования квадратичной характеристики вольтметра

 

• если измеряемое напряжение u_изм £ Е _см1 открыты диоды Д1 (или Д2), через индикатор протекает ток i_инд = i₁;

• если измеряемое напряжение Е _см1£u_изм £ Е _см2 открыты диоды Д1(Д2) и Д3, через индикатор протекает ток i_инд = i₁+i₂;

• если измеряемое напряжение Е _см2£u_изм £ Е _см3 открыты диоды Д1(Д2), Д3 и Д4, через индикатор протекает ток i_инд = i₁+i₂+i₃;

• если измеряемое напряжение u_изм ³ Е _см3 открыты диоды Д1(Д2), Д3, Д4 и Д5, через индикатор протекает ток i_инд = i₁+i₂+i₃+i₄.

Таким образом, ток индикатора пропорционален среднеквадратичному значению напряжения измеряемого сигнала.

Так как шкала индикатора отградуирована в действующих (среднеквадратичных) значениях синусоидального напряжения и отклонение стрелки пропорционально среднеквадратичному значению, коэффициент градуировки квадратичного вольтметра равен 1.

 

5.1.5 Порядок измерения напряжения аналоговыми вольтметрами и обработки результатов измерения

Порядок подготовки прибора к работе

• Заземлить корпус прибора.

• Проверить установку стрелки индикатора на «ноль», при необходимости произвести регулировку механическим корректором.

• Включить питание.

• Произвести калибровку прибора в соответствии с правилами его эксплуатации.

• Установить переключатель пределов измерения в соответствии с максимально возможным напряжением.

• Подключить вольтметр к объекту измерения (параллельно).

• Подобрать предел измерения, добиваясь максимально возможного отклонения стрелки.

• Снять показания прибора.

• Рассчитать измеряемое напряжение.

• Оценить погрешность измерения.

• Сформулировать результат.

Порядок обработки результатов измерения

Основные параметры пиковых вольтметров и формулы расчета параметров измеряемых напряжений представлены ниже:

 

Тип V	Назначение	Градуировка шкалы	Коэфф. град	Показание прибора	Расчет измеряемого напряжения
ЛВ	Изм. Uср.в.	Шкала индикатора градуируется в действующих значениях напряжения синусоидального сигнала - U	1,11
ПВ	Изм. Umax		0,707
КВ	Изм. U		1

Д ля определения допустимой погрешности измерения используют значение класса точности прибора.

или

Погрешность индикатора определяется по классу точности.

Если класс точности задан в виде допустимой приведенной погрешности, то

 

 

 

Если класс точности задан в виде допустимой относительной погрешности, то

Погрешность измеряемого напряжения определяется с учетом коэффициента градуировки вольтметра:

 

Например:

 

 

При необходимости по заданной форме и параметрам сигнала можно рассчитать показание аналоговых вольтметров:

Тип V	Назначение	Коэфф. град	Расчет показания вольтметра
			с открытым входам	с закрытым входом
ЛВ	Измерение Uср.в.	1,11
ПВ	Измерение  Umax	0,707	Uпво = 0,707´Umax	Uпвз = 0,707´(Umax—U0)
КВ	Измерение  U	1

 

11