Електронни волтметри
ЕЛЕКТРОНЕН ВОЛТМЕТЪР
Определение и класификация.Електронният волтметър е устройство, чиито показания се дължат на тока на електронните устройства, тоест енергията на захранващия източник на волтметъра. Измереното напрежение контролира тока на електронните устройства, поради което входното съпротивление на електронните волтметри достига много големи стойности и те позволяват значителни претоварвания.
Електронните волтметри се делят нааналоговиидискретни.При аналоговите волтметри измереното напрежение се преобразува в пропорционална DC стойност, измерена от магнитоелектрически микроамперметър, чиято скала е калибрирана в единици напрежение (волтове, миливолта, микроволта). При дискретните волтметри измереното напрежение претърпява поредица от трансформации, в резултат на което аналоговата измерена стойност се преобразува в дискретен сигнал, чиято стойност се показва на индикаторното устройство под формата на светещи числа. Аналоговите и дискретните волтметри често се наричат съответнопоказателицифров.
Според вида на тока електронните волтметри се разделят на волтметри за постоянно напрежение, променливо напрежение, универсални и импулсни. Освен това има волтметри с честотно-селективни свойства - селективни.
При разработването на електронни волтметри се вземат предвид следните основни технически изисквания: висока чувствителност; широки граници на измереното напрежение; широк диапазон от работни честоти; висок входен импеданс и нисък входен капацитет; малка грешка; известна зависимост на показанията от формата на кривата на измереното напрежение. Следователно тези изисквания не могат да бъдат изпълнени в едно устройствоВолтметрите се произвеждат с различни блокови схеми.
AC волтметри.Електронният AC волтметър се състои от AC-към-DC преобразувател, усилвател и магнитоелектричен индикатор. Често на входа на волтметъра е инсталиран калибриран делител на напрежение. което увеличава горната граница на измереното напрежение. В зависимост от вида на преобразуването показанието на волтметъра може да бъде пропорционално на амплитудата (пикова), средната коригирана или средноквадратична стойност на измереното напрежение.
Фиг. 1. Структурна схема на аналогов електронен волтметър с амплитуден преобразувател
Трябва обаче да се има предвид, че скалата на всеки електронен волтметър е калибрирана в средноквадратични (rms) синусоидални стойности на напрежението. Изключение правят импулсните волтметри, чиято скала е калибрирана в амплитудни стойности.
Волтметър за амплитудна (пикова) стойност(Фиг.1) се състои от преобразувател на амплитудаApr,DC усилвателUPTи магнитоелектричен индикатор, градуиран във волтове. На входа на волтметъра понякога се осигурява делител на напрежениеDN.Амплитудният преобразувател се изпълнява по схема с отворен или затворен вход.
Амплитуден преобразувател с отворен вход (фиг. 2,a)е последователно свързване на вакуумен диодDс паралелно свързан резистор L? и кондензаторС.Ако към клеми 1—2се подаде напрежение u = Um sinwt от източник с вътрешно съпротивлениеri ,, то кондензаторът се зарежда през диода до определена стойностUc ,която се прилага към диодните електроди, така чечаст от периода е затворен, т.е. работи в режим на прекъсване (фиг. 2, b). По време на всеки период диодът се отваря за определен период от време 't1 - 't2, след товаи>Ucи кондензаторът се презарежда чрез токов импулс iD до напрежениеUc• времева константа на зареждане tc = (Ri +RD )C,къдетоRD—съпротивителен отворен диод. След това диодът се затваря и кондензаторът се разрежда през резистораRпо време на интервала t2 - 't1 константа на времето за разреждане tp =RC.
Времеконстантите трябва да отговарят на следните условия: tз I/fn къдетоfv иfn са границите на честотния диапазон на волтметъра. Очевидно, tg > Ri + RD. При волтметри с широк диапазон неравенството е: tz 2 x от секундата - Et 2 \u003d при U 2 out, където Ux и (Uout са средните квадратни стойности на измереното и съответно изходното напрежение.