 |
Рисунок 5.6 – Временные диаграммы напряжения, поясняющие работу пикового преобразователя с открытым входом
|
|
|
|
Рисунок 5. 6 – Временные диаграммы напряжения, поясняющие работу пикового преобразователя с открытым входом
Если измеряемое напряжение, подаваемое на вход преобразователя пикового значения с открытым входом, содержит кроме переменной еще и постоянную составляющую, т. е. , то показания микроамперметра будут пропорциональны сумме .
Большое практическое применение имеет преобразователь пикового значения с закрытым входом (рис. 5. 5 б), в котором диод Д включен параллельно высокоомному резистору (такая схема используется в универсальных аналоговых электронных вольтметрах). При положительной полуволне измеряемого напряжения конденсатор заряжается через диод Д сопротивлением приблизительно до амплитудного значения, а при отрицательной полуволне измеряемого напряжения диод Д будет заперт, поэтому заряженный конденсатор разряжается на резистор , но так как постоянная времени разряда конденсатора велика по сравнению с периодом измеряемого напряжения, то конденсатор не успевает разрядиться за период и напряжение на нем остается примерно равным .
Рисунок 5. 7 – Временные диаграммы напряжений, поясняющие работу пикового преобразователя с закрытым входом
К резистору приложено напряжение, равное разности измеряемого напряжения и напряжения на конденсаторе
, т. е. .
Напряжение на резисторе повторяет форму измеряемого напряжения, но смещено на амплитудное значение (рис. 47), т. е. пульсирует от . Микроамперметр, включенный в цепь , реагирует на среднее значение тока в цепи . Так как напряжение пульсирует от, то, чтобы уменьшить пульсации тока через прибор, в реальных схемах аналоговых электронных вольтметров напряжение подается на вход усилителя постоянного тока через сглаживающий фильтр низкой частоты, а микроамперметр уже включается на выходе УПТ (рис. 5. 8).
|
|
|
Рисунок 5. 8 – Реальная схема пикового преобразователя
с закрытым входом
Если измеряемое напряжение, поданное на преобразователь пикового значения с закрытым входом, содержит кроме переменной еще и постоянную составляющую, т. е. , то при действии напряжения конденсатор зарядится до значения , напряжение на резисторе будет .
Постоянные составляющие измеряемого напряжения и напряжения на конденсаторе друг друга взаимно компенсируют на резисторе . Таким образом, микроамперметр в преобразователе пикового значения c закрытым входом реагирует только на переменную составляющую напряжения .
Рисунок 5. 9 – Схема линейного преобразователя
В преобразователях средневыпрямленного значения (рис. 5. 9) показания α микроамперметра пропорциональны средневыпрямленному значению измеряемого напряжения, т. е. Преобразователи выполняются на полупроводниковых диодах, работающих в цепях одно- и двухполупериодного выпрямления. Работа диодов осуществляется на линейном участке вольтамперной характеристики.
Наиболее распространенные схемы - мостовые. Они работают следующим образом. Ток через микроамперметр протекает в одном и том же направлении в течение обоих полупериодов переменного напряжения (в положительный полупериод по цепи, а в отрицательный полупериод - по цепи ). При использовании линейного участка характеристики диода и при открытом входе показания микроамперметра пропорциональны средневыпрямленному значению измеряемого напряжения. Если же вход преобразователя закрытый, то показания микроамперметр пропорциональны только средневыпрямленному значению переменной составляющей измеряемого напряжения.
|
|
|
В преобразователях среднеквадратичного значения, (рис. 5. 10, а)показания α пропорциональны квадрату среднеквадратичного значения измеряемого напряжения, т. е. . Преобразователи выполняются на элементах с квадратичной вольтамперной характеристикой, при этом ток через микроамперметр пропорционален квадрату среднеквадратичного значения измеряемого напряжения, поданного на вход преобразователя, т. е. .
При ток.
Поскольку выходной прибор - магнитоэлектрический микроамперметр, он будет реагировать на среднее значение тока.
Аналогичное доказательство можно выполнить для измеряемого напряжения любой формы: , где - номер гармоники; соответственно максимальное и среднеквадратичное значения измеряемого напряжения.
|
|
|
