Лекция № 8.

Влияние входа прибора на показания и градуировку шкал.

На градуировку шкал кроме формы сигнала влияет еще и состояние входа. При открытом входе вольтметр измеряет весь сигнал, а при закрытом – только его переменную составляющую. Градуировочный коэффициент от этого не меняется. Меняются показания, на величину постоянной составляющей сигнала. Математически это записывается следующим образом:

Вольтметры на основе метода сравнения.

Данный метод нашел наибольшее применение при измерении постоянных напряжений. Он основан на сравнении измеряемого напряжения с образцовым, значение которого устанавливается с высокой точностью. Сравнение осуществляется нулевым методом (по нулевому результирующему воздействию на прибор сравнения). Это определяет главное достоинство этого метода измерения – измерение без потребления мощности от измеряемого объекта. Погрешность измерения по этому методу составляет 0,01%. Схема реализации:

Е сли показания гальванометра равны нулю, то значение Е_х равняется Е_о. На этой основе строятся компенсаторы постоянного напряжения.

24. Компенсатор постоянного напряжения.

Измерение производится в два этапа:

1. Установка рабочего тока.

И сходное состояние. Переключатель переводится в положение 1, и гальванометр сравнивает два напряжения: ЭДС нормального элемента и падение напряжения на сопротивление R_N. Изменяя сопротивление R₀, добиваются нулевого показания гальванометра. При этом

Значение рабочего тока устанавливается с большой точностью. Точность установки рабочего тока определяется точностью Е_н.э., образцового сопротивления R_N и чувствительностью гальванометра.

2. Измерение напряжения.

Исходное состояние. Переключатель переводим в положение 2, и гальванометр начинает сравнивать два напряжения: измеряемое и напряжение на сопротивление R_k. Потенциометр R_k выполняют по специальной схеме, обеспечивающим постоянное сопротивление между точками 1 и 2 и переменное сопротивление между точками 1 и 3. Изменяя сопротивление R_k, добиваемся нулевого показания гальванометра. При этом:

То есть, измеряемое напряж. выражается в единицах измерения R_k.R_k градуируется непосредственно в единицах напряжения.

Замечание: Если имеем напряжение сложной формы, то мы данное напряжение преобразуем в постоянное и далее его измеряем компенсатором постоянного напряжения. Здесь появляется дополнительная погрешность за счет не точности преобразования данного напряжения в постоянное.

25. Аналоговые вольтметры.

Они реализуются на основе метода непосредственной оценки. Обобщенная структурная схема аналогового вольтметра имеет вид:

В зависимости от назначения вольтметра, часть этих блоков может отсутствовать, за исключением электромеханического преобразователя. Данный блок присутствует всегда, по существу он является простейшим вольтметром. Характеристики блоков:

1. Входное устройство. Оно обеспечивает согласование входных параметров вольтметра с выходными параметрами источника сигнала (по сопротивлению и чувствительности).

2. Усилитель переменного тока. Он дает основное усиление входного сигнала, а также согласует параметры входного устройства с параметрами входа детектирующей системы.

3. Детектор (детектирующая система). Данный блок определяет напряжение отклика, то есть то напряжение, на которое реагирует вольтметр.

4. Усилитель постоянного тока. Он обеспечивает требуемый коэффициент градуировки и согласует выходные параметры детектирующего устройства с входными параметрами электромеханического преобразователя.

5. Электромеханический преобразователь. Он показывает напряжение, которое мы снимаем с вольтметра. Соотношение напряжений отклика и показания на выходе вольтметра определяют тип вольтметра. Эти два напряжения связаны между собой коэффициентом градуировки.

Пример 1: Вольтметр В7

Могут быть задействованы все блоки.

Пример 2: Вольтметр В2 Блоки У_~ и Д ненужны.