Вольтметров переменного

В приведенной методике величины Р, Q и S измеряются косвенно. Однако величина активной мощности может быть измерена и непосредственно. На 9 она измеряется вольтметром постоянного напряжения, подключенным на выход умножителя. Хотя авторы Workbench не ввели в состав компонентов ваттметра, его несложно создать в виде блока (subcircuit). Структура такого блока с потенциально развязанными входами тока и напряжения представлена на 27a, a схема измерения активной мощности с его помощью на 276. Некоторое несоответствие заключается в том, что на показывающем приборе вы-

Подлежащее измерению напряжение выпрямляется двухполу-периодным выпрямителем, постоянная составляющая напряжения отфильтровывается с помощью фильтра нижних частот и измеряется стандартным (аналоговым или цифровым) вольтметром постоянного напряжения. Если напряжение сигнала достаточно велико (2—3 В и выше), то выпрямление может быть выполнено обычным двухполупсриодным выпрямителем. Если сигналы малы* то погрешности из-за нелинейности вольт-амперных характеристик диодов могут быть очень велики. Поэтому малые напряжения обычно выпрямляются с помощью активных схем выпрямителей с компенсацией нелинейности диодов. Одна из таких схем приведена на 152, б. Стандартный мостиковый выпрямитель, собранный на диодах VD1 ... VD2, подключен на выход операционного усилителя А таким образом, что через него замыкается цепь отрицательной обратной связи, практически полностью компенсирующей нелинейность выпрямительных диодов. Недостаток этой схемы — симметричный (относительно общего корпуса) выход, что требует дифференциального (симметричного) входа у подключенного к нему вольтметра.

на противоположную. Таким образом на выходе действует только положительное выпрямленное напряжение i/B, постоянная составляющая которого затем отфильтровывается фильтром нижних частот и измеряется вольтметром постоянного напряжения (на 152 не показано).

Снятие характеристики холостого хода (XX) производится для проверки общего состояния магнитопровода и обмоток, а также паспортных данных. Характеристика представляет собой зависимость ЭДС генератора от тока возбуждения. Для снятия характеристики в цепи обмотки возбуждения устанавливается лабораторный шунт (соответствующий максимальному току возбуждения), к которому присоединяется милливольтметр с пределами, соответствующими указанным на шунте. Напряжение на якоре измеряется вольтметром постоянного тока. При ответственных испытаниях, какими являются испытания возбудителей синхронных генераторов, приборы должны быть класса 0,2—0,5; в менее ответственных случаях (зарядные агрегаты и т.п.) могут применяться приборы класса 0,5—1. Характеристика снимается при устойчивой частоте вращения первичного двигателя (или турбины —у возбудителей генераторов) плавным поднятием тока возбуждения с помощью регулировочного реостата возбуждения (шунтового реостата) до максимальной ЭДС при полностью выведенном реостате возбуждения, затем плавным снижением его

Выходное напряжение преобразователя делится на J/ 2 с помощью резисторов /?ф и Ru, в результате чего на вход УПТ поступает 0,707 ?/пиК и магнитоэлектрический индикатор градуируется в действующих значениях измеряемого напряжения. Градуировка всегда производится при синусоидальной форме напряжения, поэтому при измерении напряжения другой формы необходимо показание вольтметра а умножить на 1,41 (-получится пиковое значение измеряемого напряжения) и разделить на коэффициент амплитуды измеряемого напряжения К^х (получится действующее значение: Ux = a l,41//CaT). Усилитель постоянного тока с магнитоэлектрическим: индикатором является электронным вольтметром постоянного напряжения, поэтому амплитудные вольтметры часто делают универсальными ( 3-24). При положении «~» переключателя Я измеряется переменное напряжение, при «—» — постоянное. Шкала для постоянного напряжения градуируется отдельно.

ницы пикофарад). На конденсаторе С2 образуется напряжение t/C2, которое через резистор Р\ поступает на конденсатор Сг в качестве компенсирующего. Элементы нагрузки второго детектора R2 и С3 выбираются так, чтобы их постоянная времени была много большей длительности периода следования измеряемых импульсов: т2 =/?2С2 ^> TMaKC. Конденсатор С2 в интервалах между импульсами разряжается незначительно. На вход усилителя У поступает разность напряжений t/BX == t/MSKC — I/a', выходное напряжение усилителя детектируется и подзаряжает конденсатор С2. Чем больше коэффициент усиления усилителя, тем ближе значение ?/С2 к ?/какс. Напряжение (/с2 измеряется цифровым вольтметром постоянного тока ЦВ.

В настоящее время наибольшее применение получили вольтметры с промежуточным преобразованием напряжения переменного тока в постоянное напряжение, измеряемое цифровым вольтметром постоянного тока. В этих вольтметрах измеряемое напряжение преобразуется в постоянное напряжение, пропорциональное либо среднему, либо амплитудному, либо действующему значению, в зависимости от типа используемого преобразователя. Основные характеристики таких вольтметров практически определяются свойствами преобразователей. Известны преобразователи с погрешностью не более ±0,01%, а также преобразователи с верхним частотным диапазоном 30 МГц, но с большей погрешностью.

Видим, что на резисторе выделяется пульсирующее напряжение. Среднее значение этого напряжения примерно равно Um. Заметим, что измерить его с помощью магнитоэлектрического прибора затруднительно, поскольку на низких частотах заметно колеблется стрелка. В связи с этим напряжение UR сначала подается на фильтр нижних частот, который .пропускает постоянную составляющую Uc~Um, а затем измеряется вольтметром постоянного тока.

Расширение сводится к увеличению длительности измеряемого импульса до значения, достаточного для измерения его вольтметром постоянного напряжения. При использовании 'цифровых вольтметров эта длительность должна составить несколько миллисекунд.

для каскада ОЭ измеряется электронным вольтметром постоянного напряжения.

роамперметр ИМ, градуированный в единицах сопротивления, включен в балансный выходной каскад. Регулируемые сопротивления Уст. «оо» и Уст. «1» при соответствующих положениях переключателя П («оо» и «1») необходимы для градуировки прибора. Остальные положения переключателя /7 позволяют изменять пределы измерения прибора. По аналогичной принципиальной схеме строятся и мегаомметры, в которых U\ измеряется электронным вольтметром постоянного тока.

Следует иметь в виду, что шкалы большинства стрелочных вольтметров переменного напряжения проградуированы именно в эффективных значениях. Чтобы измерить амплитуду напряжения, показание вольтметра нужно умножить на 1,414.

некоторых других приборах переменного тока (для амперметров и вольтметров переменного тока /i=/2 и cos (^1/2) = 1); W — удельный противодействующий момент пружин или растяжек; Mi2 — взаимная индуктивность между подвижной рамкой и неподвижной катушкой.

Градуировку электродинамических и ферродинамических миллиамперметров, амперметров и вольтметров переменного тока классов точности 1,0; 1,5; 2,5 выполняют с помощью образцовых приборов электродинамической или электромагнитной системы классов точности 0,2 или 0,5. Ток источника питания должен иметь .практически синусоидальную форму.

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.

Структурные схемы цифровых вольтметров переменного тока отличаются наличием преобразователя переменного напряжения в постоянное, включаемого после входного устройства. Кроме выпрямителя с фильтром преобразователь может содержать операционный усилитель, охваченный отрицательной обратной связью вместе с выпрямителем в целях повышения линейности и стабильности.

Для расширения пределов измерения вольтметров переменного тока применяются измерительные трансформаторы напряжения.

Индуктивные делители напряжения (ИДИ) находят в настоящее время широкое применение в устройствах и системах метрологического обеспечения средств электроизмерительной техники и автоматики, в том числе как преобразовательные элементы средств поверки цифровых вольтметров переменного тока, калибраторов напряжения и других устройств. Применение ИДН в автоматических цифровых мостах переменного тока позволило создать приборы, обеспечивающие измерение параметров электрических цепей и их отношение в широких, ранее недостижимых пределах и с высокой точностью.

Все это создает предпосылки к перспективному использованию их в качестве преобразователей напряжения (тока) в различных электрических цепях и устройствах, в частности при создании точных делителей, работающих в импульсном режиме, в автоматических трансформаторных мостах и в системах поверки цифровых вольтметров переменного тока с программным управлением коэффициентом деления.

Все это создает предпосылки к перспективному использованию их в качестве преобразователей напряжения (тока) в различных электрических цепях и устройствах, в частности при создании точных делителей, работающих в импульсном режиме, в автоматических трансформаторных мостах и в системах поверки цифровых вольтметров переменного тока с программным управлением коэффициентом деления.

Структурные схемы вольтметров переменного тока даны на 3.36, аи б. Основными узлами схем являются: выпрямитель В, усилитель переменного тока У, усилитель постоянного тока УПТ и магнитоэлектрический измерительный механизм ИМ.