- •Введение
- •История развития электрорадиоимерений.
- •Раздел 1. Основы метрологии
- •1.1. Основные метрологические понятия.
- •1.2. Погрешности измерений и обработка результатов измерений.
- •1.3 Способы выражения погрешностей измерения.
- •Раздел 2. Аналоговые электромеханические измерительные приборы
- •2.1.Общие сведения об аналоговых электромеханических измерительных приборах Единицы физических величин
- •Классификация средств измерений по измеряемой величине. Система обозначений.
- •2.2 Измерительные механизмы магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической: электростатической систем
- •Магнитоэлектрический логометр
- •Измерительный механизм электродинамической системы.
- •Измерительный механизм ферромагнитной системы
- •Измерительный механизм электростатической системы
- •Раздел 4. Электронные вольтметры
- •4.1. Аналоговые электронные вольтметры постоянного и переменного напряжения.
- •Структурная схема вольтметра переменного тока (детектор- усилитель)
- •Детекторы электронных вольтметров.
- •1) Амплитудный (пиковый)- детектор с открытым и закрытым входом.
- •2) Детектор средневыпрямленных значений.
- •3) Детектор среднеквадратичных значений.
- •4.2. Импульсные вольтметры.
- •4.3. Цифровые вольтметры
- •Цифровой вольтметр с времяимпульсным преобразованием.
- •Калибровка в7-26
- •Селективные вольтметры.
- •Раздел 5. Измерение мощности
- •5.1 Измерение мощности
- •Измерение в цепях мощности постоянного тока ваттметрами.
- •Измерение в цепях мощности переменного тока ваттметрами.
- •Раздел 6. Измерительные генераторы.
- •6.1 Классификация генераторов. Назначение.
4.2. Импульсные вольтметры.
При измерении напряжения импульсной формы требуются определить Umax. Для этой цели применяют ЭВ с амплитудным преобразователем с открытым входом. Результат измерений содержит погрешность возникшую в результате неполного заряда конденсатора в течении длительности импульса t и значительного разрядом конденсатора в интервале между импульсами T-t; ∆U=Uпик- Umax, относительная погрешность . Поэтому в технических характеристиках импульсных вольтметров с амплитудным преобразователем указывают предельное значение длительностей импульсов и их скважность, при которых показания вольтметра содержат нормированные погрешности.
Д ля точных измерений импульсных напряжений применяются компенсационные вольтметры, измеряют импульсы микросекундной и наносекундной длительности. В компенсационном вольтметре измеряемое напряжение (постоянное, переменное, импульсное) сравниваются с постоянным компенсирующим напряжением, которое в свою очередь точно измеряется вольтметром постоянного тока и является мерой Ux.
VD
Rн
Основу вольтметра составляет компенсационный преобразователь , состоящий из измерительного диода VD1 (часто называемого дискриминатором) с нагрузкой Rн, регулируемого источника постоянного компенсирующего напряжения Ek, усилителя, индикатора с двумя устойчивыми состояниями. При отсутствии Ux индикатор находится в первом устойчивом состоянии, допустим 0, а при некотором пороговом напряжении переходит во второе устойчивое состояние - 1. Процесс измерения Ux, как раз сводится к постепенному увеличению Ek до тех пор, пока индикатор не перейдет во второе устойчивое состояние, (напряжение сравнивается на VD- дискриминаторе).
Недостаток рассмотренной схемы – необходимость установки Ek вручную. Поэтому в большинстве вольтметров схему усложняют, обеспечивая автоматическую компенсацию Ux и Ek. Автокомпенсационные вольтметры являются прямо показывающими приборами и более удобны в эксплуатации.
4.3. Цифровые вольтметры
ЦВ получили широкое распространение для измерения постоянных и переменных напряжений. Кроме того ЦВ часто изготавливаются в виде мультиметров, измеряющих, кроме напряжения, постоянные и переменные токи, сопротивление, частоту, временные интервалы, отношение двух напряжений и другие параметры.
Достоинства:
- высокая точность измерений (нет погрешностей отсчета результата, исключаются грубые ошибки)
- быстродействие
- удобство цифровой индикации
- возможность полной автоматизации процесса измерений
- возможность измерения малых приращений измерений
Достоинства цифровых вольтметров не исключают возможности применения аналоговых вольтметров, а в некоторых случаях, когда необходимо следить за уровнями изменяющихся во времени сигналов аналоговые вольтметры предпочтительнее из-за наглядности.
Принцип работы ЦИП заключается в преобразовании непрерывной аналоговой величины в цифровой код. Осуществляется эта операция с помощью основного функционального узла ЦИП аналого-цифрового преобразователя, в котором исследуемый сигнал подвергается дискретизации, квантованию и кодированию.
Д искретизация- это процесс преобразования непрерывной аналоговой величины в дискретную, путем сохранения ее истинных мгновенных значений и только в определенные моменты времени, которые называют моментами дискретизации. Интервал времени между двумя ближайшими моментами дискретизации называют шагом дискретизации, который может быть постоянным или переменным.
Квантование- это операция замены истинных мгновенных значений, ближайшими фиксированными величинами, которые называются уровнями квантования. С математической точки зрения операция квантования аналогична операции округления .
Цифровое кодирование квантованных уровней заключается в формировании дискретных сигналов несущих информацию о значении этих уровней, это может быть последовательность кратковременных импульсов, число которых соответствует числу квантования.
Для преобразования кодированного сигнала в цифровые показания используется – дешифратор.
В зависимости от способа преобразования непрерывного сигнала в цифровой код, различают следующие типы цифровых вольтметров:
- ЦВ с времяимпульсным преобразованием.
- ЦВ с поразрядным уравновешиванием.
- ЦВ с преобразованием напряжения в частоту.
- ЦВ с интегрированием.