- •Лекция 1. Основные сведения об измерениях. Основные понятия и определения Понятие об измерении
- •Основные элементы процесса измерения
- •Классификация измерений
- •Особенности электрорадиоизмерений
- •Лекция 2. Оценка и способы уменьшения случайных и систематических погрешностей Математическое описание случайных погрешностей
- •Оценка случайных погрешностей прямых равноточных измерений
- •Лекция 3. Общие сведения о методах и средствах измерения
- •1) Классификация средств измерений по их роли, выполняемой в процессе измерений
- •2) Классификация средств измерений по роли, выполняемой в системе обеспечения единства измерений
- •3) Классификация средств электрорадиоизмерений по измеряемой величине и принципу действия
- •Лекция 4. Обобщенные структурные схемы измерительных приборов
- •Структурная схема прямого преобразования
- •Структурная схема уравновешивающего преобразования
- •Аналоговые и дискретные физические величины
- •Квантование по значению и дискретизации по времени
- •Обобщенная структурная схема цип
- •Лекция 5. Общие методы повышения точности средств измерений
- •Основные принципы нормирования погрешностей
- •Формы выражения метрологических характеристик, классы точности
- •Лекция 6. Аналоговые электромеханические и змерительные преобразователи и приборы
- •Maгнитoэлeктpичecкиe пpибopы
- •Maгнитoэлeктpичecкиe ампepмeтpы
- •Maгнитoэлeктpичecкиe вoльтмeтpы
- •Элeктpoмaгнитныe пpибopы
- •Условные обозначения, наносимые на шкалы приборов
- •Детектор среднеквадратического значения
- •Детектор средневыпрямленного значения
- •Лекция 7. Измерение тока и напряжения особенности измерения силы тока и напряжения в радиоэлектронике
- •Структурные схемы и принцип действия электронных вольтметров
- •Лекция 8. Измерение постоянных напряжений Электронные вольтметры постоянного напряжения
- •Измерение переменных напряжений
- •Вольтметры амплитудных значений
- •Лекция 9 вольтметры средневыпрямленных и среднеквадратических значений Вольтметры среднеквадратических значений
- •Вольтметры средневыпрямленных значений
- •Цифровой вольтметр с времяимпульсным преобразователем
- •Лекция 10. Измерительные генераторы
- •Параметры генераторов синусоидальных колебаний
- •Нч генератор
- •Измерительные высокочастотные генераторы сигналов
- •Особенности измерительных генераторов свч
- •Генераторы импульсов
- •Генераторы шумовых сигналов
- •Лекция 11. Классификация приборов для исследования формы, спектра и нелинейных искажений сигналов
- •Электронно-лучевые осциллографические трубки
- •Структурная схема осциллографа
- •Канал вертикального отклонения
- •Канал горизонтального отклонения
- •Канал управления яркостью
- •Калибраторы амплитуды и длительности
- •Измерение напряжений методом прямого преобразования
- •Измерение напряжений методом сравнения
- •Измерение t методом прямого преобразования
- •Метод интерференционных фигур
- •Электрические характеристики и параметры осциллографа
- •Рекомендации по выбору осциллографа
- •Калориметрический метод
- •Болометрический (термисторный) метод
- •Термоэлектрический метод
Лекция 9 вольтметры средневыпрямленных и среднеквадратических значений Вольтметры среднеквадратических значений
Измерение среднеквадратического значения переменного напряжения требует применения измерительного преобразователя переменного напряжения в постоянное, имеющего квадратичную характеристику. Тогда если это постоянное напряжение подать на магнитоэлектрический вольтметр, то его показания будут пропорциональны квадрату среднеквадратического значения. Если при градуировке шкалы провести операцию извлечения корня, то показания вольтметра будут пропорциональны среднеквадратическому значению.
Вольтметры СКЗ обеспечивают наиболее высокую точность при измерении СКЗ переменных напряжений, имеющих большое число гармоник. В основном в таких вольтметрах используется детектор с диодной цепочкой и термоэлектрический преобразователь. Детектор с диодной цепочкой обладает значительной нестабильностью параметров, обусловленной нестабильностями элементов. Снизу частотный диапазон ограничен свойствами трансформатора, а сверху паразитными параметрами цепочки, индуктивностью проводов, собственной емкостью и составляет 20 Гц...100 кГц. Для создания вольтметров общего применения такой диапазон узок.
Лучшие показатели в отношении частотного диапазона имеют термоэлектрические преобразователи. Однако они имеют малую чувствительность, что требует для обеспечения широкого частотного диапазона вольтметра широкополосного усилителя.
Н а рис. 1 показана структурная схема вольтметра СКЗ переменных напряжений с использованием термоэлектрических преобразователей.
В данной схеме используются два одинаковых термопреобразователя ВК1 и ВК2 с косвенным подогревом и включены встречно на входе УПТ. На нагреватель ЕК1 поступает усиленный измеряемый сигнал KшUx, (где Кш–коэффициент преобразования входной цепи и усилителя), а нагреватель ЕК2 подключен к выходу УПТ. Каждый из термопреобразователей имеет квадратичную характеристику, так что
(1)
где ΚT – постоянная величина, характеризующая термопреобразователь;
β – коэффициент обратной связи.
Подставив значения U1 и U2 в уравнение связывающее U1 и U2, получим
(2)
поскольку , то
Входное устройство обычно включает в себя истоковый повторитель и Т-образные аттенюаторы на высокочастотных резисторах, переключением которых достигается изменение пределов измерения. Широкополосный усилитель переменного напряжения должен обеспечить стабильное усиление в полосе частот от 20 Гц до 50...60 МГц. Время измерения из-за инерционности термопреобразователей составляет 1...3 с.
Погрешность вольтметра включает следующие составляющие:
погрешность образцовой аппаратуры, по которой производится градуировка;
погрешность градуировки;
случайную составляющую погрешности стрелочного индикатора;
неидентичность термопар;
неравномерность частотной характеристики;
нестабильность элементов схемы.
Величина погрешности лежит в пределах 2,5...10% в диапазоне частот 20 Гц...50 МГц. Верхние значения погрешности имеют место на краях частотного диапазона. По схеме, аналогичной рассмотренной, построены вольтметры среднеквадратических значений В3-45, В3-48, В3-42, В3-40, В3-46.