Как измерять напряжение вольтметром. Род тока вольтметра

Вольтметр | Volt-info

Мы уже знаем, что такое электрическое напряжение, но пока не говорили, чем его можно обнаружить и оценить его величину. Сегодня речь пойдёт как раз о таком приборе.

 Вольтметр - измерительный прибор, предназначенный для определения величины измеряемого напряжения. На схемах обозначается как на рисунке 1. Подключается параллельно элементу, напряжение которого нужно измерить (рисунок 2).

Рисунок 1. Схематическое обозначение вольтметра.

Рисунок 2. Схематические примеры подключения вольтметров для измерения напряжений.

Из рисунка 2 мы видим, что вольтметры покажут следующие напряжения:PV1 - напряжение источника питания на его выходных клеммах;PV2 - напряжение на базе транзистора VT1 относительно минуса источника питания;PV3 - падение напряжения коллектор-эмиттер на транзисторе VT1;PV4 - напряжение на нагрузке (на лампе HL1).

Измерение напряжения на любом открытом участке схемы обычно не вызывает осложнений, т.к. может производиться на рабочей схеме без внесения в неё каких либо изменений.

Основными характеристиками вольтметров являются:- Внутреннее сопротивление;- Максимальное измеряемое напряжение;- Род измеряемого напряжения (постоянное, переменное, импульсное).Внутреннее сопротивление вольтметров делается по возможности больше, что бы при включении прибора к цепи он не оказывал влияние на рабочие режимы схемы.Максимальное измеряемое напряжение - предел напряжения, выше которого вольтметр не отобразит или отобразит величину некорректно (зашкалит).Род измеряемого напряжения так же имеет важное значение. Например, если измерять переменное напряжение вольтметром для постоянного, он покажет ноль или около нуля вместо реального действующего значения.

Это основные характеристики вольтметров. Существует ещё ряд характеристик, соответствующих приборам различных категорий и назначения, но в рамках “знакомства” с вольтметром мы рассматривать их не будем. При желании или необходимости можно изучить данный вопрос отдельно, благо Интернет даёт нам для этого практически безграничные возможности.В рамках данной статьи можно привести ещё классификацию вольтметров, опубликованную в википедии:

Классификация

• По принципу действия вольтметры разделяются на:

  • электромеханические — магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, электростатические, выпрямительные, термоэлектрические;

  • электронные — аналоговые и цифровые

• По назначению:

  • постоянного тока;

  • переменного тока;

  • импульсные;

  • фазочувствительные;

  • селективные;

  • универсальные

• По конструкции и способу применения:

  • щитовые;

  • переносные;

  • стационарные

Приведённая классификация позволит Вам умозрительно сформировать представление о том, какие вольтметры вообще бывают и под какие цели.

Всего доброго и до новых встреч.

volt-info.ru

Характеристики электроизмерительных приборов

Название прибора указано на его шкале в виде стандартного условного обозначения единицы величины, для измерения которой предназначен прибор:

A – амперметр; B – вольтметр;

mA – миллиамперметр; mB – милливольтметр;

µ A – микроамперметр; µB – микровольтметр .

Название многопредельных электроизмерительных приборов, предназначенных для измерения одной величины в одних и тех же единицах, обозначаются на шкалах в виде целого слова, например «Амперметр», «Вольтметр» и т.д. Название многопредельных измерительных приборов, предназначенных для измерения разных величин, указывается возле клемм или переключателя пределов.

Род тока. Приборы бывают постоянного тока ( – ), переменного тока ( ~ ), постоянного и переменного тока ( ) .

Типы отклоняющих систем стрелочных измерительных приборов.

Магнитоэлектрическая отклоняющая система;

 

Электромагнитная отклоняющая система;

 

Количество и числовое значение пределов измерения

У всякого прибора имеется нижний и верхний пределы измерения (Nн. – Nв.). Нижним пределом почти всегда является нуль (Nн. = 0). Верхних пределов бывает один или несколько, поэтому различают однопредельные и многопредельные приборы. Многопредельные приборы имеют три и более клеммы или переключатель пределов. Числовое значение верхнего предела (Nв.) указывается возле клемм или возле переключателя пределов.

Класс точности. Это характеристика прибора, определяемая погрешностью прибора. Существует восемь классов точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4. Класс точности указывается на шкале, например 0,5 или 1,5 . Зная класс точности, можно определить абсолютную и относительную погрешности, допускаемые прибором.

 

 

Абсолютная погрешность вычисляется по формуле:

ΔN = ± , (1)

где ΔN – абсолютная погрешность прибора, К% - класс точности прибора, Nв. – верхний предел измерения. Так как у многопредельного прибора несколько верхних пределов, ясно, что абсолютная погрешность вычисляется для каждого предела отдельно.

Относительная погрешностьопределяется по формуле:

ε = ∙100%, (2)

где ΔN – абсолютная погрешность, N – значение измеряемой величины. Из формулы (2) следует, что при N→Nв., т.е. стрелка прибора находится вблизи верхнего предела шкалы, относительная погрешность будет наименьшей.

Цена деления шкалы прибора. Под ценой деления понимают скольким единицам измеряемой величины соответствует наименьшее деление шкалы. Делением называется интервал между соседними штрихами.

 

Работа №2

 

ТИТУЛЬНЫЙ ЛИСТ.

 

ГОУВПО «СМОЛЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ РОСЗДРАВА»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ И СОЦИАЛЬНОМУ РАЗВИТИЮ»

 

 

Кафедра медицинской и биологической физики

 

Тема: Аналоговые измерительные приборы

 

Лабораторная работа 2а

 

Электроизмерительные приборы

 

Студент:_________________________

 

 

Группа: _________________________

 

 

Преподаватель:___________________

 

Дата:____________________________

 

 

Смоленск

 

Цели и задачи

Студент должен изучить основные характеристики приборов: название приборов, род тока, положение приборов при измерениях, класс точности прибора; научиться определять цену деления однопредельного и многопредельного приборов; должен научиться определять электрический сигнал (напряжение) многопредельным вольтметром и ламповым вольтметром.

Освоить:

1. Измерение величины электрического сигнала при помощи однопредельного прибора;

2. Измерение величины электрического сигнала при помощи многопредельного прибора;

3. Измерение напряжения ламповым вольтметром.

 

Приборы и принадлежности. Набор измерительных головок для измерения токов и напряжений; макет, состоящий из генератора синусоидальных колебаний, лампового многопредельного вольтметра и соединительных проводов.

Краткое теоретическое введение

Внешний вид измерительных головок различных систем рис.1.

 

 

Рис.1. Некоторые виды измерительных головок

 

 

(а)

 

 

(б)

Рис. 2. Внешний вид шкалы многопредельного (а) и однопредельного (б) приборов

Практическая часть

 

Задание 1. Определение цены деления и производство отсчётов по однопредельным электроизмерительным приборам.

 

Однопредельные электроизмерительные приборы имеют только два электрических зажима и их обозначение указано на его шкале в виде стандартного условного обозначения единицы величины, для измерения которой предназначен прибор. Цифры на шкале прибора – единицы измеряемой величины.

1.1. Определить название прибора, измеряемую величину, единицу измерения.

1.2. Определить цену деления прибора для этого:

a. Определить разность любых двух соседних чисел, обозначенных на шкале ( N2 – N1)

b. Сосчитать n – число маленьких делений, расположенных между этими числами.

c. Вычислить цену деления, а по формуле:

 

a = (1)

1.3. Измерить величину электрического сигнала N по указанию преподавателя. Для этого:

a. К ближайшему именованному штриху на шкале прибора, расположенному слева от стрелки прибора, прибавить число маленьких делений расположенных правее этого именованного штриха до стрелки прибора, умноженное на цену деления.

b. Определить абсолютную ∆N и относительную ε погрешности по формулам.

 

1.4. Начертить таблицу 1, занести в неё полученные данные.

Все расчёты записать ниже таблицы 1 по форме: формула в буквах, она же в цифрах, окончательный результат с указанием единиц измерений.

Задание 2. Определение цены деления и производство отсчётов по многопредельным электроизмерительным приборам.

 

Многопредельные электроизмерительные приборы имеют либо несколько электрических зажимов, либо два электрических зажима и переключатель пределов измерений. В первом случае общий зажим для всех пределов обозначен «*», а возле каждого другого зажима указывается верхний предел измерения. Во втором случае - верхний предел измерения выбирается с помощью переключателя пределов.

Название многопредельных приборов, как правило, указывается под шкалой прописью. Цифры на шкале многопредельного прибора выражают не число единиц измеряемой величины, а показания прибора в делениях.

 

2.1. Определить название прибора, измеряемую величину, количество пределов измерения, единицы измерения.

2.2. Подобрать рабочий предел (Nн. – Nв.) так, чтобы при измерении стрелка прибора находилась на одной трети шкалы от начала отсчёта и далее. При этом относительная ошибка измерения будет минимальной.

2.3. Определить цену деления прибора, апри выбранном рабочем пределе, руководствуясь следующим правилом. Для определения цены делений многопредельного прибора нужно предел измерения Nв.разделить на число, стоящее у конца шкалы Nшк.., так как оно выражает общее число делений на шкале прибора. Понятно, что цены делений при различных пределах измерения будут разными, причём с увеличением предела в несколько раз во столько же раз увеличится и цена делений.

2.4. Определить показание прибора. Для этого число делений, указываемое стрелкой прибора, нужно умножить на цену деления прибора на данном рабочем пределе.

2.5. Определить абсолютную и относительную погрешности прибора.

2.6. Начертить таблицу 2, занести в неё полученные данные.

Все расчёты записать ниже таблицы 2 по форме: формула в буквах, она же в цифрах, окончательный результат с указанием единиц измерений.

Задание 3. Измерение напряжения многошкальным электроизмерительным прибором (ламповым вольтметром).

3.1. Ознакомиться с ламповым вольтметром.

3.2. Измерить напряжение, выдаваемое звуковым генератором на определённой частоте по указанию преподавателя. Для этого проделать следующее:

a. Выбрать рабочий предел, добившись с помощью переключателя пределов того, чтобы стрелка прибора находилась в рабочей области шкалы (не менее 1/3 части шкалы). При этом, если стрелка вольтметра находится в левой части шкалы – выбранный предел – велик и его необходимо уменьшить; если прибор зашкаливает – выбранный предел мал и его необходимо увеличить.

b. Определить рабочую шкалу при данном положении переключателя пределов, исходя из соображений удобства измерения величины напряжения. Если переключатель пределов находится в положениях 1, 10, 100 В или мВ, то рабочую шкалу выбираем ту, в конце которой стоит число 10. Если переключатель пределов находится в положении 3, 30, 300 В или мВ, измерения проводим по той шкале, в конце которой стоит число 30.

c. Определить по рабочей шкале показание вольтметра, считая его однопредельным прибором (это будет показание прибора в делениях).

d. Рассчитать коэффициент пересчёта по формуле:

Кпересчёта= , (2)

где Nв. – верхнее значение рабочего предела,

Nшк. – число, стоящее в конце рабочей шкалы.

e. Определить измеряемую величину, умножив показание прибора в делениях на Кпересчета.

f. Определить абсолютную и относительную погрешности прибора.

g. Записать в отчёт окончательный результат измерения с указанием абсолютной и относительной ошибки полученного результата.

 

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

zdamsam.ru

Напряжение электрическое – как измерять вольтметром, мультиметром или тестером

Вольтметр – это измерительный прибор, который предназначен для измерения напряжения постоянного или переменного тока в электрических цепях.

Вольтметр подключается параллельно к выводам источника напряжения с помощью выносных щупов. По способу отображения результатов измерений вольтметры бывают стрелочные и цифровые.

Величина напряжения измеряется в Вольтах, обозначается на приборах буквой В (в русском языке) или латинской буквой V (международное обозначение).

На электрических схемах вольтметр обозначается латинской буквой V, обведенной окружностью, как показано на фотографии.

Напряжение тока бывает постоянное и переменное. Если напряжение источника тока переменное, то перед значением ставится знак "~", если постоянного, то знак "–".

Например, переменное напряжение бытовой сети 220 Вольт кратко обозначается так: ~220 В или ~220 V. На батарейках и аккумуляторах при их маркировке знак "–" часто опускается, просто нанесено число. Напряжение боротой сети автомобиля или аккумулятора обозначается так: 12 В или 12 V, а батарейки для фонарика или фотоаппарата: 1,5 В или 1,5 V. На корпусе в обязательном порядке наносится маркировка возле положительного вывода в виде знака "+".

Полярность переменного напряжения изменяется во времени. Например, напряжение в бытовой электропроводке изменяет полярность 50 раз в секунду (частота изменения измеряется в Герцах, один Герц равен одному изменению полярности напряжения в одну секунду).

Полярность постоянного напряжения во времени не меняется. Поэтому для измерения напряжения переменного и постоянного тока требуются разные измерительные приборы.

Существуют универсальные вольтметры, с помощью которых можно измерять как переменное, так и постоянное напряжение без переключения режимов работы, например, вольтметр типа Э533.

Как измерять напряжение в электропроводке бытовой сети

Внимание! При измерении напряжения величиной выше 36 В недопустимо прикосновение человека к оголенным провода, так как можно получить удар током.

Согласно требованиям ГОСТ 13109-97 действующее значение напряжения в электрической сети должно быть 220 В ±10%, то есть может изменяться в пределах от 198 В до 242 В. Если в квартире стали тускло гореть лампочки или часто перегорать, стала не стабильно работать бытовая техника, то для принятия мер, требуется сначала измерять значение напряжения в электропроводке.

    Приступая к измерениям, необходимо подготовить прибор: – проверить надежность изоляции проводников с наконечниками и щупов; – установить переключатель пределов измерений в положение измерения переменного напряжения не менее 250 В;

– вставить разъемы проводников в гнезда прибора ориентируясь по надписям возле них;

– включить измерительный прибор (если необходимо).

Как видно на картинке, в тестере выбран предел изменения переменного напряжения 300 В, а в мультиметре 700 В. Во многих моделях тестеров, нужно установить в требуемое положение сразу несколько переключателей. Род тока (~ или –), вид измерений (В, А или Омы) и еще вставить концы щупов в нужные гнезда.

В мультиметре конец щупа черного цвета вставлен в гнездо COM (общее для всех измерений), а красного в V, общий для изменения постоянного и переменного напряжения, тока, сопротивления и частоты. Гнездо, обозначенное ma , используются для измерения малых токов, 10 А при измерении тока достигающего 10 А.

Внимание! Измерение напряжения, когда штекер вставлен в гнездо 10 А выведет прибор из строя. В лучшем случае перегорит вставленный внутри прибора предохранитель, в худшем придется покупать новый мультиметр. Особенно часто допускают ошибки при использовании приборов для измерения сопротивления, и, забыв переключить режим, измеряют напряжение. Встречал не один десяток таких неисправных приборов, с горелыми резисторами внутри.

После проведения всех подготовительных работ можно приступать к измерению. Если Вы включили мультиметр, а на индикаторе не появились цифры, значит, либо в прибор не установлена батарейка или она уже выработала свой ресурс. Обычно в мультиметрах применяется батарейка типа «Крона», напряжением 9 В, срок годности которой один год. По этому, даже если прибор не использовался долгое время, батарейка может быть неработоспособна. При эксплуатации мультиметра в стационарных условиях целесообразно вместо кроны использовать адаптер ~220 В/–9 В.

Вставляете концы щупов в розетку или прикасаетесь ними к проводам электропроводки.

Мультиметр сразу покажет напряжение в сети, а вот в стрелочном тестере показания надо еще уметь прочитать. На первый взгляд, кажется, что сложно, так как много шкал. Но если присмотреться, то становится ясно, по какой шкале считывать показания прибора. На рассматриваемом приборе типа ТЛ-4 (который безотказно мне служит более 40 лет!) есть 5 шкал.

Верхняя шкала используется для снятия показаний, когда переключатель стоит в положениях кратных 1 (0,1, 1, 10, 100, 1000). Шкала, расположенная чуть ниже, кратных 3 (0,3, 3, 30, 300). При измерениях напряжения переменного тока величиной 1 В и 3 В, нанесены еще 2 дополнительные шкалы. Для измерения сопротивления имеется отдельная шкала. Аналогичную градуировку имеют все тестеры, но кратность может быть любая.

Так как предел измерений был выставлен ~300 В, значит, отсчет нужно производить по второй шкале с пределом 3, умножив показания на 100. Цена маленького деления равна 0,1, следовательно, получается 2,3 + стрелка стоит посередине между штрихами, значит, берем значение показаний 2,35×100=235 В.

Получилось, что измеренное значение напряжения составляет 235 В, что в пределах допустимого. Если в процессе измерений наблюдается постоянное изменение значения цифр младшего разряда, а у тестера стрелка постоянно колеблется, значит, имеются плохие контакты в соединениях электропроводки и необходимо провести ее ревизию.

Как измерять напряжение батарейкиаккумулятора или блока питания

Так как напряжение источников постоянного тока обычно не превышает 24 В, то прикосновение к клеммам и оголенным проводам не опасно для человека и особых мер безопасности соблюдать не требуется.

Для того, чтобы оценить годность батарейки, аккумулятора или исправность блока питания требуется измерять напряжение на их выводах. Выводы у круглых батареек находятся по торцам цилиндрического корпуса, положительный вывод обозначен знаком «+».

Измерение напряжения постоянного тока практически мало чем отличается от измерения переменного. Нужно просто переключить прибор в соответствующий режим измерения и соблюдать полярность подключения.

Величина напряжения, которое создает батарейка обычно нанесена на ее корпусе. Но даже если результат измерений показал достаточное напряжение, это еще не говорит о том, что батарейка хорошая, так как измерена ЭДС (электро движущая сила), а не емкость батарейки, от которой зависит продолжительность работы изделия, в которое она будет установлена.

Для более точной оценки емкости батарейки нужно напряжение измерять, подсоединив к ее полюсам нагрузку. В качестве нагрузки для батарейки 1,5 В хорошо подходит лампочка накаливания для фонарика, рассчитанная на напряжение 1,5 В. Для удобства работы нужно припаять к ее цоколю проводники.

Если напряжение под нагрузкой снижается менее, чем на 15%, то батарейка или аккумулятор вполне пригодны для эксплуатации. Если нет измерительного прибора, то можно судить о годности к дальнейшей эксплуатации батарейки по яркости свечения лампочки. Но такая проверка не может гарантировать продолжительность работы батарейки в устройстве. Она лишь свидетельствует, что в настоящее время батарейка еще пригодна к эксплуатации.

ydoma.info

95 фото разновидностей аналоговых и цифровых приборов

Цифровой вольтметр является незаменимым прибором для поддержания технического состояния электрических приборов. Он позволяет выявить любые скачки напряжения, тем самым предотвращая преждевременную поломку устройства.

Перед тем как провести исследование, необходимо соблюдать правильную схему подключения вольтметра. Для этого рекомендуется провести пробное тестирование данной установки на обычной щелочной батарее. Здесь отображается её техническое состояние и способность питания любого устройства.

При положительном значении происходит движение стрелки в одну из сторон полюса.

Краткое содержимое статьи:

Правильная настройка прибора

Перед тем как приступить к исследованию состояния электрического прибора, необходимо произвести правильную настройку оборудования. Многие приборы являются мультиметрами. Они показывают несколько параметров электрического и постоянного тока

Электронные вольтметры оснащены дисплеем и переключателем напряжения. Помимо этого на поверхности прибора имеется небольшой дисплей, который отображает точные измерения. Для исследования технического состояния, необходимо соблюдать следующую очередность действий:

Для измерения переменного тока на приборе устанавливают переключатель в положение V или AV. Все бытовые электросети обладают переменным током.

Чтобы проверить постоянное электрическое напряжение, необходимо переключить рукоятку на положение V, V-, DCV. Практически все батарейки оснащены постоянным током;

Далее выбирают необходимый диапазон измерения. Цифровые вольтметры, как правило, обладают высокой чувствительностью по отношению к скачкам напряжения. Это помогает своевременно выявить поломку электрического прибора.

В некоторых моделях, невозможно установить соответствующий диапазон. Это свидетельствует об автоматическом регулировании нужного уровня электроэнергии.

После чего специальные щупы устанавливают в соответствии с указанной полярностью.  Неправильная установка приводит к отсутствию движения стрелки или циферблата.

Процесс измерения электрического напряжения

При работе с электроприборами, необходимо соблюдать особую аккуратность. Любое резкое движение может привести к короткому замыканию. Что учитывать в ходе рабочего процесса? Техника безопасности включается в себя несколько простых правил:

Правильная фиксация щупов. В момент изучения напряжения, необходимо безопасно держать измерительные части. Не стоит соприкасать их между собой. Не рекомендуется прикасаться к щупам при подключении вольтметра к электронной схеме.Это может спровоцировать короткое замыкание.

Черный щуп устанавливают к одной из частей проводника постоянного тока. Правильно измерить перепады напряжения можно в параллельном положении измерителей.

Красным щупом производят касательное движение. Если в устройстве присутствует максимальное напряжение, то на приборе появятся его точные значения.

На приборе устанавливают максимальный измерительный диапазон. Если на электросхеме имеются какие-либо неполадки, то отмечают активное движение стрелки в сторону высокой отметки.

Когда исследование подошло к концу, переходят к его расшифровке.

Разновидности цифрового вольтметра

Все модели делятся на несколько разновидностей, которые отличаются между собой по их функциональному использованию.  По измерению напряжения эти приборы различаются на:

• цифровой вольтметр для измерения постоянного тока;
• цифровой вольтметр для изучения переменного электрического тока.

Для самостоятельного использования оптимальным выбором будут универсальные модели. Технические характеристики вольтметра предназначены для измерения напряжения в электронных схемах различного рода устройств.

По количеству фазовых измерения они подразделяются:

• трехфазный;
• однофазный.

Первая разновидность подходит для правильного подключения частного дома к трехфазному кабелю. Здесь важно учитывать полярность трёхжильного провода.

Как выбрать вольтметр

Перед тем как осуществить покупку данного устройства, необходимо определиться с областью его применения.

Если прибор будет предназначен для домашнего использования, то оптимальным вариантом будет цифровой вольтметр, который устанавливают в электрический щиток. Это устройство помогает регулировать скачки электрического тока, тем самым предотвращая короткое замыкание.

Для контроля автомобильного напряжения постоянного тока, подойдут специальные приборы, которые можно подсоединить к прикуривателю. Здесь можно регулировать постоянный и переменный ток в зависимости от технического состояния автомобиля. На фото вольтметра изображена модель с цифровым механизмом.

Фото вольтметра

Инструменты из раздела:

zdesinstrument.ru

Электронные вольтметры

ЭЛЕКТРОННЫЕ ВО ЛЬТМЕТРЫ

Определение и классификация. Электронным вольтмет­ром называется прибор, показания которого вызываются током электронных приборов, т. е. энергией источника пи­тания вольтметра. Измеряемое напряжение управляет то­ком электронных приборов, благодаря чему входное сопро­тивление электронных вольтметров достигает весьма боль­ших значений и они допускают значительные перегрузки.

Электронные вольтметры делятся на аналоговые и дис­кретные. В аналоговых вольтметрах измеряемое напряже­ние преобразуется в пропорциональное значение постоян­ного тока, измеряемое магнитоэлектрическим микроампер­метром, шкала которого градуируется в единицах напряже­ния (вольты, милливольты, микровольты). В дискретных вольтметрах измеряемое напряжение подвергается ряду преобразований, в результате которых аналоговая измеряе­мая величина преобразуется в дискретный сигнал, значение которого отображается на индикаторном устройстве в виде светящихся цифр. Аналоговые и дискретные вольтметры ча­сто называют стрелочными и цифровыми соответственно.

По роду тока электронные вольтметры делятся на вольт­метры постоянного напряжения, переменного напряжения, Универсальные и импульсные. Кроме того, имеются вольт­метры с частотно-избирательными свойствами — селектив­ные.

При разработке электронных вольтметров учитываются следующие основные технические требования: высокая чувствительность; широкие пределы измеряемого напряжения; широкий диапазон рабочих частот; большое входное сопро­тивление и малая входная емкость; малая погрешность; известная зависимость показаний от формы кривой измеря­емого напряжения. Перечисленные требования нельзя удов­летворить в одном приборе, поэтому выпускаются вольт­метры с разными структурными схемами.

Вольтметры переменного напряжения. Электронный вольтметр переменного напряжения состоит из преобразова­теля переменного напряжения в постоянное, усилителя и магнитоэлектрического индикатора. Часто на входе вольт­метра устанавливается калиброванный делитель напряже­ния. с помощью которого увеличивается верхний предел измеряемого напряжения. В зависимости от вида преобразования показание вольтметра может быть про­порционально амплитудно­му (пиковому), средневыпрямленному или среднеквадратическому значению измеряемого напряжения.

Рис.1. Структурная схема ана­логового электронного вольтметра с амплитудным преобразователем

Однако следует иметь в виду, что шкалу любого электронного вольтметра градуируют в среднеквадратических (действующих) значениях напряже­ния синусоидальной формы. Исключение составляют им­пульсные вольтметры, шкалу которых градуируют в ам­плитудных значениях.

Вольтметр амплитудного (пикового) значения (рис.1) состоит из амплитудного преобразователя АПр, усилителя постоянного тока УПТ и магнитоэлектрического индика­тора, градуированного в вольтах. На входе вольтметра иногда предусматривается делитель напряжения ДН. Ам­плитудный преобразователь выполняют по схеме с откры­тым или закрытым входом.

Амплитудный преобразователь с открытым входом (рис.2, а) представляет собой последовательное соеди­нение вакуумного диода Д с параллельно соединенными ре­зистором Л? и конденсатором С. Если к зажимам 1—2 при­ложено напряжение u = Um sinwt от источника с внутрен­ним сопротивлением ri , то конденсатор через диод заря­жается до некоторого значения Uc , которое приложено к электродам диода так, что он большую часть периода закрыт, т. е. работает в режиме отсечки (рис. 2, б). В те­чение каждого периода диод открывается на некоторый промежуток времени 't1 - 't2 тогда и > U c и конденсатор подзаряжается импульсом тока iД до напряжения Uc • постоянная времени заряда tз = (Ri +RД ) С, где R Д — сопротивление открытого диода. Затем диод закрывается и конденсатор разряжается через резистор R в течение ин­тервала t2 - 't1 постоянная времени разряда tp = RC.

Постоянные времени должны отвечать следующим усло­виям: tз < 1/f в и tp > I/f н где f в и f н — границы частотного диапазона вольтметра. Очевидно, что tз << tp и R >> Ri +RД. В широкодиапазонных вольтметрах неравенство: tз < 1/f в выполнить не удается, и потому на высоких ча­стотах процесс установления длится в течение нескольких периодов измеряемого напряжения.

а) б)

Рис.2. Амплитудный преобразователь с открытым входом

Результатом амплитудного преобразования является среднее значение слабопульсирующего напряжения Uc, которое в отличие от Um называют пиковым значением Uпик .

Uпик = Um cos q

Где q - угол отсечки диода.

Напряжение Uпик поступает на вход усилителя постоян­ного тока, входное сопротивление которого большое, а выходное — малое. УПТ служит для согласования выходного сопротивления преобразователя с сопротивлением индика­тора и для повышения чувствительности вольтметра.

Амплитудный преобразователь с закрытым входов (рис. 3) представляет собой последовательное соединение конденсатора постоянной емкости С с параллельно соеди­ненными диодом Д и резистором R. Процесс преобразова­ния переменного напряжения в постоянное Uпик аналогичен рассмотренному выше, с тем отличием, что на зажимах 3—4 име­ются значительные пульсации напряжения, для сглаживания которых предусмотрен фильтр.

Рис. 3. Принципиальная схема амплитудного преобра­зователя с закрытым входом

Процессы преобразования пульсирующего напряжения преобразователем с открытым и закрытым входом различны и зависят от полярности подключения к входным зажи­мам /—2 постоянной составляющей пульсирующего напря­жения. Если на вход амплитудного преобразователя с от­крытым входом включено пульсирующее напряжение так,

Рис. 4. Диаграммы напряжении в амплитудных преоб­разователях: а—с открытым входом; б — с закрытым входом

что «+» постоянной составляющей приложен к аноду| диода, то выходное напряжение Uпик »Umax =U0 +Um+, где Uo — постоянная составляющая, а Um+ — амплитуда положительного полупериода переменной составляющей (рис.4, а). Если к аноду диода приложен «—» постоянной составляющей, то диод закрыт все время и преобразования нет. Если к аноду амплитудного преобразователя с закры­тым входом приложено пульсирующее напряжение, то кон­денсатор С заряжен постоянной составляющей U0 преобразователь реагирует только на переменную составляющую. если к аноду диода приложен «+», то выходное напряже­ние Uпик » Um+, a если «—», то Uпик » Um- (рис. 4, б). Это полезное свойство вольтметров с закрытым входом из­мерять отдельно значения напряжения положительного или отрицательного полупериодов широко используется для определения симметричности амплитудной модуляции, на­личия ограничения сигналов и т.д. Амплитудные (пиковые вольтметры характеризуются невысокой чувствительностью (порог чувствительности »0.1В) и широкой полосой частот (до 1 ГГц).

Вольтметр средневыпрямленного значения (рис.6) состоит из входного делителя напряжения ДЯ, широкопо­лосного транзисторного усилителя ШУ, выпрямительного преобразователя Пр и магнитоэлектрического индикатора.

Рис.5. Структурная схема универсаль­ного вольтметра

Входное сопротивление делителя напряжения высокое, и если усилитель имеет низкое входное сопротивление, то между ними ставится узел согласования — преобразователь сопротивлений (с высоким входным и низким выходным сопротивлениями). Выходное напряжение усилителя посту­пает на выпрямительный преобразователь, и через микроамперметр протекает постоянная со­ставляющая выпрямленно­го тока, пропорциональная средневыпрямленному зна­чению измеряемого напряжения.

Рис.6. Структурная схема вольтметра высокой чувствительности

Шкалу индикатора градуируют в среднеквадратических значениях синусоидального напряжения.

Вольтметры, построенные по такой структурной схеме, характеризуются высокой чувствительностью (микро- и милливольты) и сравнительно узкой полосой частот изме­ряемых напряжений (1; 5; 10МГц). Обе эти характеристики определяются усилителем переменного напряжения.

Вольтметр среднеквадратического (действующего) зна­чения строится по структурной схеме рис.6. Применя­ются преобразователи с квадратичной характеристикой, обеспечивающей измерение среднеквадратического значе­ния напряжения любой формы. К таким преобразователям относятся, в первую очередь, термоэлектрические и оптронные. На базе термоэлектрических преобразователей (см. рис-. 3-15, г) создан преобразователь среднеквадратического значения [б], работающий на двух идентичных элементах ТПр1 и ТПр2 (рис. 7) и дифференциальном усилителе ДУ (микросхеме). Нагреватель первого термопреобразова­теля подключен к выходу широкополосного усилителя, т. е. в цепь измеряемого напряжения Ux, а нагреватель вто­рого — к выходу дифференциального усилителя ДУ, т. е. в цепь отрицательной обратной связи. ТермоЭДС первого преобразователя Ет1 =aт U2x второго — Ет2 =aт U2вых , где Ux и (Uвых —среднеквадратические значения измеряе­мого и выходного напряжений соответственно.

mirznanii.com

---

• 
  Льготы по жкх
• 
  Передать показания волгоэнерго
• 
  Ультразвуковые датчики уровня жидкости в резервуаре
• 
  Стабилитрона схема
• 
  Ксо 399
• 
  Кабель высокого напряжения
• 
  Размеры заземления треугольник
• 
  Проверить счетчик
• 
  Люминесцентные лампы 18 вт характеристики
• 
  Моэк официальный сайт ювао
• 
  Какие лучше электроды для инвертора