Электронных вольтметров

В электронных вольтметрах переменного напряжения обычно используются амплитудные выпрямители. Показания таких вольтметров зависят от амплитудного значения измеряемого напряжения, если применен амплитудный выпрямитель с «открытым входом», или от амплитудного значения переменной составляющей измеряемого напряжения, если применен амплитудный выпрямитель

В показывающих приборах различных систем, кроме электронной, для этого предназначен корректор, управление которым производится специальным винтом на корпусе прибора. Причина аддитивных погрешностей — изменение упругих свойств спиральных пружин или растяжек, создающих противодействующий момент. Последние отличаются высокой стабильностью, и пользоваться корректором практически приходится очень редко. Поэтому винт корректора выполнен с «уточненным» монтажом и его поворот (коррекция) производится отверткой. В электронных вольтметрах основным источником аддитивных погрешностей является ИП в виде усилителя постоянного тока или диодного детектора, здесь коррекцией приходится пользоваться чаще, примерно 1 раз в час. Схема коррекции выглядит так, как показано на 6.9, а, но управление резистором R вынесено на лицевую панель прибора и снабжено удобной ручкой. В цифровых вольтметрах постоянного тока стабильность нулевого уровня требуется гораздо более высокая и про-

Преобразователи средневыпрямленного значения (ПСЗ), используемые в электронных вольтметрах, в большинстве случаев строятся на основе усилителей переменного тока, охваченных ООС по току, причем в качестве нагрузки используется двухполупериодная (мостовая) или однополупериодная выпрямительная цепь с магнитоэлектрическим измерительным механизмом — микроамперметром в качестве выходного прибора ( 8.8). В соответствии с (8.8)

Так как УПТ прямого усиления, рассмотренные в § 19.5, обладают рядом существенных недостатков, главным из которых является заметный дрейф нуля, в электронных вольтметрах., как правило, используют мостовые схемы. Рассмотрим одну из возможных схем такого УПТ ( 20.19).

Структурная схема электронного вольтметра постоянного тока ( 3.36, в) включает в себя усилитель постоянного тока, построенный по типу предварительного преобразования постоянного напряжения в переменное с помощью электромеханического или полупроводникового модулятора М, усиления усилителем У с последующим выпрямлением выпрямителем В. Применение усилителя с преобразованием усиливаемого напряжения позволяет существенно стабилизировать коэффициент преобразования схемы и, следовательно, повысить точность вольтметра. Схема УПТ с предварительной модуляцией усиливаемого напряжения используется также, в универсальных электронных вольтметрах.

В основном схемы выпрямителей среднего значения используются в высокочувствительных электронных вольтметрах с предварительным усилением сигнала ( 3.36, б). При градуировке шкалы вольтметра в действующих значениях напряжения в показаниях прибора появится погрешность за счет несинусоидальности измеряемого напряжения.

Схемы с открытым и закрытым входом получили распространение в универсальных электронных вольтметрах.

Схемы амплитудных выпрямителей с закрытым входом применяют в импульсных электронных вольтметрах, используемых для .измерения, амплитуд,импульсов.

Таким образом, с учетом отмеченных ограничений применение схемы уравновешивающего преобразования является действенным путем повышения точности приборов и широко используется на практике. Например, в электронных вольтметрах, автоматических мостах ваттметров СВЧ и т. д.

В электронных вольтметрах меньшей чувствительности в УПТ вместо конвертирования применяются высокостабильные устройства с отрицательной обратной связью и операционные усилители.

Вольтметры амплитудных значений. Отклонение указателя амплитудного вольтметра прямо пропорционально амплитудному (пиковому) значению переменного напряжения, независимо от формы кривой напряжения. Таким свойством не обладает ни одна из систем электромеханических измерительных приборов. В электронных вольтметрах амплитудного значения используются пиковые детекторы с открытым и закрытым входом.

У электронных вольтметров большие входные сопротивления (до 10 МОм), что существенно расширяет возможную область их примене-

Существует много разновидностей электронных вольтметров. Рассмотрим одну из возможных схем ( 12.25), выполненную как мост постоянного тока. В два плеча моста включены одинаковые полевые транзисторы - VTl и VT2 с управляющим р-п переходом и /г-каналом (см. 10.19, 10.20 и 10.25). Потенциометр RPV служит для компенсации различия параметров транзисторов. Равновесие моста определяется по нулевому положению стрелки включенного в диагональ моста показывающего прибора с электромеханическим измерительным механизмом (например, магнитоэлектрическим гальванометром) при короткозамкнутых входных выводах, т. е. Ux =0. В этом случае, пренебрегая токами в цепях затворов, на основании уравнений по второму закону Кирхгофа, составленных для контуров, которые отмечены на 12.25 птриховой линией, напряжения между затворами и истоками обоих транзисторов будут одинаковыми:

На 15.31 приведены структурные схемы электронных вольтметров, в которых используют электронные выпрямитель В и усилитель У, а также магнитоэлектрический измерительный механизм И. Питание электронных блоков производится от блока питания (на схеме не показан).

15.31. Структурные схемы электронных вольтметров

15.32. Структурные схемы электронных вольтметров:

ния переменного напряжения в постоянное. На 15.32 показаны структурные схемы таких электронных вольтметров.

Основные достоинства электронных вольтметров: высокая чувствительность (от 10 мВ на всю шкалу) и удобство ее регулирования в широких пределах; большое входное сопротивление (на электронных лампах до 109 Ом, на транзисторах меньше 0,5 МОм); практическое отсутствие потребляемой мощности; широкий диапазон частот.

К недостаткам электронных вольтметров относят сложность устройств, наличие источника питания, ограниченную точность (классы точности 2,5; 4,0).

ствительности, например, электронных вольтметров составляет 0,1—10 мкВ;

ки, детектор. Он пред- рис ш 6. Структурные схемы аналоговых ставляет собой выпрями- электронных вольтметров переменного напря-тель с фильтром. В качест- жения:

В табл. 10.1 приведены основные технические характеристики некоторых аналоговых электронных вольтметров переменного тока и универсальных вольтметров.