 |
Рисунок 6.8 - Схема цифрового вольтметра
|
|
|
|
Рисунок 6. 8 - Схема цифрового вольтметра
с комбинированным преобразованием
Погрешность измерения входного напряжения вольтметром с комбинированным преобразователем составляет ± 0, 01 %, при погрешности цифро-аналогового преобразователя ± 0, 002 % и преобразователя напряжения — частота ± 0, 3 %. Сложность преобразования снижает быстродействие.
6. 7 Цифровые вольтметры переменного тока
Цифровые вольтметры переменного тока строят в основном по принципу преобразования переменного напряжения в постоянное напряжение, которое затем измеряется вольтметром постоянного тока; частоту следования импульсов, измеряемую счетчиком импульсов, .
При создании преобразователей переменного тока в постоянный необходимо обеспечить высокую степень линейности амплитудной характеристики при большом динамическом диапазоне, постоянство характеристик в широком диапазоне частот, малые пульсации преобразованного напряжения и т. д.
Измерение переменного напряжения связано с необходимостью учета формы кривой сигнала и схемы преобразователя. Выходное напряжение пропорционально средневыпрямленному, среднеквадратичному, амплитудному значению измеряемого напряжения (в зависимости от схемы преобразователя). Информация о значениях измеряемой величины выводится на устройство цифрового отсчета в действующих значениях синусоидального напряжения.
Наибольшее распространение в универсальных цифровых вольтметрах в режиме измерения переменного напряжения (см. рис. 6. 5) получили двухполупериодные выпрямительные преобразователи среднего значения (см. п. 5. 2) с фильтром и усилителем, охваченным глубокой отрицательной обратной связью.
|
|
|
Большое значение имеют методы измерения среднеквадратичного значения переменного тока, результаты измерения которых не зависят от формы кривой измеряемого напряжения. В этом отношении интерес представляют цифровые вольтметры среднеквадратичного значения с автоматической обработкой результатов измерения ряда мгновенных значений напряжений; принципом компарирования переменного измеряемого напряжения с известным опорным напряжением постоянного тока; принципом компарирования переменного измеряемого напряжения с опорным переменным напряжением (равным опорному напряжению постоянного тока), сформированным из измеряемого.
Погрешность цифровых вольтметров переменного тока значительно больше погрешности цифровых вольтметров постоянного тока и зависит от частотного диапазона (частотный диапазон бывает чаще всего от десятков герц до десятков килогерц, вне этих пределов погрешность вольтметра возрастает). Верхний предел частоты измеряемого напряжения в цифровых вольтметрах не превосходит 30 МГц.
7. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА
7. 1 Общие сведения
Измерение тока и напряжения осуществляется в цепях постоянного, переменного токов широкого диапазона частот и импульсных.
Наиболее высокую точность измерений получают в цепях постоянного тока. При измерениях в цепях переменного тока точность измерений понижается с повышением частоты; здесь кроме оценки среднеквадратичного, средневыпрямленного, среднего и максимального значений иногда требуется наблюдение формы исследуемого сигнала и знание мгновенных значений тока и напряжения.
Измерители тока и напряжения независимо от их назначения должны при включении не нарушать режима работы цепи измеряемого объекта; обеспечивать малую погрешность измерений, исключив при этом влияние внешних факторов на работу прибора, высокую чувствительность измерения на оптимальном пределе, быструю готовность к работе и высокую надежность.
|
|
|
Выбор приборов, выполняющих измерения тока и напряжения, определяется совокупностью многих факторов, важнейшие из которых: род измеряемого тока; примерные диапазон частот измеряемой величины и амплитудный диапазон; форма кривой измеряемого напряжения (тока); мощность цепи, в которой осуществляется измерение; мощность потребления прибора; возможная погрешность измерения (ниже будут указаны требования к конкретным приборам).
Если необходимая точность измерения, допустимая мощность потребления и другие требования могут быть обеспечены амперметрами и вольтметрами электромеханической группы, то следует предпочесть этот простой метод непосредственного отсчета. В маломощных цепях постоянного и переменного токов для измерения напряжения обычно пользуются цифровыми и аналоговыми электронными вольтметрами. Если необходимо измерить напряжения с более высокой точностью, следует использовать приборы, действие которых основано на методах сравнения, в частности на методе противопоставления.
Измерение тока возможно методом непосредственной оценки аналоговыми и цифровыми амперметрами, а также косвенное. При этом напряжение измеряется на образцовом резисторе с известным сопротивлением. Для исследования формы и определения мгновенных значений напряжения и тока применяют осциллографы.
|
|
|
