 |
Изучение структурной схемы и принципа действия.
|
|
|
|
Лабораторная работа №3.
Аналоговый электронный милливольтметр В3-38 и В3-48.
Цель работы.
Работа предназначена для изучения структурной схемы, принципа действия, порядка установки и подготовке к работе и методики измерения переменного напряжения милливольтметром В3-38 и В3-48.
Основные теоретические положения.
Для оценки величины переменного напряжения используют понятия действующего, амплитудного и среднего значений. Если сигнал синусоидален, то эти значения жестко связаны между собой через коэффициент формы кривой Кф = Uд/Uср = 1,11 и коэффициент амплитуды Ка = Umax/Uд = 1,41.
Значения этих коэффициентов зависят от формы кривой используемого сигнала. Чем острее форма исследуемого сигнала, тем больше будут значения Кф и Ка.
Для измерения переменного напряжения могут быть использованы измерительные механизмы всех систем.
В этом случае магнитоэлектрические приборы используются с преобразователями переменного тока в постоянный. Это выпрямительные, термоэлектрические и электронные приборы. Обычно они градуируются в действующих значениях напряжения. В приборах, предназначенных для измерения среднего и амплитудного значений, делается соответствующая отметка на шкале.
Назначение милливольтметра В3-38 и В3-48.
Милливольтметр предназначен для измерения среднеквадратического значения переменного напряжения синусоидальной формы и для преобразования среднеквадратического значения переменного напряжения синусоидальной формы в пропорциональное постоянное напряжение.
Шкалы прибора проградуированы в среднеквадратических значениях синусоидального напряжения и децибелах. Уровень 0 дБ равен 0,775 В.
|
|
|
Рабочие условия применения прибора:
- температура окружающего воздуха от 5 до 400 С;
- относительная влажность воздуха до 80% при температуре 250С;
- атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа (от 650 до 800 мм. Рт. Ст.);
- напряжение сети питания (220 ± 22) В частотой (50 ± 0,5) Гц.
Технические данные.
4.1. Диапазон измеряемых прибором напряжений от 100мкВ до 300 В перекрывается поддиапазонами с верхними пределами 1, 3, 10,30, 100, 300 мВ, 1, 3, 10, 30, 100 и 300 В.
4.2. Прибор измеряет напряжения в диапазоне частот от 20 Гц до 5 МГц. Диапазон частот прибора имеет рабочие области частот:
I от Гц до 1 МГц вкл.; II от 20 до 45 Гц искл.; III св. 1 до 3 МГц вкл.;IV св. 3 до 5 МГц вкл.
Частота градуировки 1 кГц.
4.3. Предел допускаемой основной погрешности прибора, выраженный в процентах от верхнего предела установленного поддиапазона измерения, равен ±2,5%.
4.4. Предел допускаемой погрешности прибора в рабочих областях частот, выраженный в процентах от верхнего предела установленного поддиапазона, и предел допускаемого изменения показаний прибора в пределах рабочих областей частот относительно показания на частоте градуировки в процентах, равны значениям, указанным в табл.1.
Таблица 1.
| Поддиа-пазоны | Пределы допускаемых погрешностей (пределы допускаемых изменений показаний), % | |||
| Рабочие области частот | ||||
| I | II | III | IV | |
| 1 – 300 мВ | ± 2,5 | ±4,0 (± 4,0) |
| ± 6,0 (± 6,0) |
| 1 – 300 В |
4.5. Прибор имеет выход широкополосного усилителя с напряжением (100 ± 20) мВ (при отклонении указателя на конечную отметку шкалы).
4.6. Выходное сопротивление преобразователя равно (1000 ± 100) Ом.
4.7. Прибор имеет выход преобразователя, у которого выходное напряжение Uвых соответствует значению, вычисленному по формуле
,
где Uк – напряжение, равное конечному значению шкалы на установленном поддиапазоне в В;
U – действительное значение входного (измеряемого) напряжения в В;
U0 – номинальное значение выходного напряжения, равное 1 В.
|
|
|
Выходное напряжение преобразователя при полном отклонении указателя равно (1000 ± 25) мВ.
4.8. Изменение показаний прибора, вызванное изменением температуры окружающего воздуха от нормальной до любой температуры в пределах рабочей области температур, не превышает половины предела допускаемой основной погрешности на каждые 100С изменения температуры.
4.9. Предел дополнительной погрешности при отклонении формы кривой измеряемого напряжения от синусоидального (коэффициент гармоник не более 20%) равен половине значения коэффициента гармоник, выраженного в процентах.
4.10. Отклонение указателя от нуля, вызванное собственными шумами не превышает 5% от значения верхнего предела установленного поддиапазона измерения при замкнутом накоротко входе.
4.11. Прибор сохраняет свои технические характеристики в пределах норм при наличии на его входе постоянной составляющей напряжения не более 250 В.
4.12. Время установления показаний прибора не превышает 4 с
Меры безопасности.
5.1. При измерении напряжения выше 42 В необходимо строго соблюдать все правила безопасности.
5.2. Корпус прибора необходимо заземлить. Клемма для защитного заземления находится на задней панели прибора.
5.3. Запрещается эксплуатировать прибор при снятом кожухе.
Лабораторное задание.
Изучение структурной схемы и принципа действия.
Структурная схема милливольтметра приведена на рисунке.
Основными составными частями прибора являются: ВДН – входной делитель напряжения; У1 – предварительный усилитель; А – аттенюатор; У2, У3, У4– усилители; ПСЗ – преобразователь средневыпрямленного значения; рА – миллиамперметр; БП – блок питания.
Измеряемое переменное напряжение поступает непосредственно (поддиапазоны 1 – 300 мВ) или через входной делитель напряжения ВДН (поддиапазоны 1 – 300 В) на вход предварительного усилителя У1. Далее сигнал поступает на вход аттенюатора А. С выхода аттенюатора сигнал поступает на усилитель У2 и далее на преобразователь средневыпрямленного значения ПСЗ, состоящий из усилителя У3 с диодным детектором Д в цепи отрицательной обратной связи (ООС), который обеспечивает линейное преобразование переменных напряжений в постоянное по уровню средневыпрямленного значения. Выходной ток ПСЗ измеряется миллиамперметром рА, отградуированным в среднеквадратических значениях синусоидального напряжения. С выхода ПСЗ сигнал поступает на вход усилителя У4, который обеспечивает выходное напряжение широкополосного усилителя прибора.
|
|
|
|
|
|
