Электронные аналоговыевольтметры являются первым примером электронных измерительных приборов,рассматриваемых в курсе. Среди них встречаются как вольтметры прямого преобразования,так и вольтметры сравнения. Рассмотрим принцип работы, структурные схемы иосновные функциональные узлы аналоговых вольтметров прямого преобразования исравнения.

АНАЛОГОВЫЕ ВОЛЬТМЕТРЫ ПРЯМОГОПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Структурнаясхема электронного аналогового вольтметра прямого преобразования соответствуеттиповой схеме рис. 2.1 и, как видно из рис. 3.13, в самом общем случае включаетвходное устройство (ВУ), на вход которого подается измеряемое напряжение Ux, ИП и магнитоэлектрический прибор, применяемый вкачестве ИУ.

Входное устройство представляет в простейшем случаеделитель измеряемого напряжения — аттенюатор, с помощью которого расширяютсяпределы измерения вольтметра. Помимо точного деления Ux, ВУ не должноснижать входной импеданс вольтметра, влияющий, как уже неоднократноподчеркивалось, на методическую погрешность измерения Ux- Таким образом,использование ВУ в виде аттенюатора является, в дополнение к добавочным

Р и с. 3.13. Обобщенная структурная схемааналогового вольтметра прямого преобразования.

сопротивлениям и измерительнымтрансформаторам напряжения, еще одним способом расширения пределов измерениявольтметров. Именно этот способ применяется в электронных вольтметрах и другихрадиоизмерительных приборах.

В качестве ИП в вольтметрахпостоянного тока (В2) применяется усилитель постоянного тока (УПТ), а ввольтметрах переменного и импульсного тока (ВЗ и В4) —детектор в сочетании сУПТ или усилителем переменного тока. Более сложную структуру имеютпреобразователи в вольтметрах остальных видов. В частности, преобразователиселективных вольтметров (В6) должны обеспечить, помимо детектирования иусиления сигнала, селекцию его по частоте, а преобразователи фазочувствительныхвольтметров (В5) — возможность измерения не только амплитудных, но и фазовыхпараметров исследуемого сигнала.

Структурная схема аналоговоговольтметра постоянного тока соответствует обобщенной схеме рис. 3.13. Основнымфункциональным узлом таких вольтметров является УПТ. Современные вольтметрыпостоянного тока разрабатываются в основном как цифровые приборы.

Вольтметры переменного иимпульсного тока в зависимости от назначения могут проектироваться по одной издвух структурных схем (рис. 3.14), различающихся типом ИП. В вольтметрахпервой модификации (рис. 3.14, а) измеряемое напряжение Ux^ преобразуется в постоянное напряжение Ux=, которое затем измеряется вольтметром постоянноготока. Наоборот, в вольтметрах второй модификации (рис. 3.14, б) измеряемоенапряжение сначала усиливается с помощью усилителя переменного тока, а затем детектируетсяи измеряется. При необходимости между детектором и ИУ может быть дополнительновключен УПТ.

Сравнивая структурные схемы рис.3.14, можно еще до рассмотрения схемных решений их функциональных узловсделать определенные выводы в отношении свойств вольтметров обеих модификаций.В частности, вольтметры первой модификации в отношении диапазона частотизмеряемых напряжений не имеют таких ограничений, как вольтметры второймодификации, где этот параметр зависит от полосы пропускания усилителяпеременного тока. Зато вольтметры второй модификации имеют высокую чувствительность.Из курса «Усилительные устройства» известно, что с помощью усилителяпеременного тока можно получить значительно больший коэффициент усиления, чем спомощью УПТ, т. е. проектировать микровольтметры, у которых нижний предел Ux^. ограничивается собственными шумами усилителя. Засчет изменения

Рис. 3.14. Структурные схемыаналоговых вольтметров переменного и импульсного тока:

а—с детектором на входе; б — сусилителем переменного тока на входе.

коэффициента деления ВУ икоэффициента усиления усилителей диапазон измеряемых напряжений может бытьбольшим у вольтметров обеих модификаций.

Тип детектора вструктурных схемах рис. 3.14 определяет принадлежность вольтметров обеихмодификаций к вольтметрам амплитудного, среднеквадратического илисредневыпрямленного напряжения. При этом вольтметры импульсного тока (В4)проектируются только как вольтметры первой модификации, чтобы избежатьискажений формы импульсов в усилителе переменного тока. При измерениинапряжения одиночных и редко повторяющихся импульсов применяются либодиодно-емкостные расширители импульсов в сочетании с детекторами, либоамплитудно-временное преобразование импульсов, характерное для цифровыхвольтметров.

Рассмотрим теперь типовуюструктурную схему селективных вольтметров, которые используются при измерениималых гармонических напряжений в условиях действия помех, при исследованииспектров периодических сигналов и в целом ряде других случаев. Как видно изрис. 3.15, вольтметр представляет собой по существу супергетеродинный приемник,принцип работы которого поясняется в курсе «Радиотехнические цепи и сигналы».

Частотная селекциявходного сигнала осуществляется с помощью перестраиваемого гетеродина,смесителя (См) и узкополосного усилителя промежуточной частоты (УПЧ), которыйобеспечивает высокую чувствительность и требуемую избирательность. Еслиизбирательность недостаточна, может быть применено двукратное, а иногда итрехкратное преобразование частоты. Кроме того, в селективных вольтметрахобязательно наличие системы автоматической подстройки частоты и калибратора. Калибратор— образцовый

источник (генератор) переменногонапряжения определенного уровня, позволяющий исключить систематические,погрешности из-за изменения напряжения гетеродина при его перестройке, изменениякоэффициентов передачи узлов вольтметра, влияния внешних факторов и т. д.Калибровка вольтметра производится перед измерением при установкепереключателя П из положения 1 в положение 2.

Рис. 3.15. Структурная схемаселективного вольтметра.

В заключение отметим, что в одномприборе нетрудно совместить функции измерения постоянных и переменныхнапряжений, а с помощью дополнительных функциональных узлов и соответствующихкоммутаций (по аналогии с выпрямительными приборами) образовать комбинированныеприборы, получившие название универсальных вольтметров (В7). Современные типытаких вольтметров, как правило, проектируются в виде цифровых приборов, чтопозволяет дополнительно расширить их функциональные возможности и повыситьточность. В связи с этим особенности построения структурных схем универсальныхвольтметров будут рассмотрены в работах коллег.

АНАЛОГОВЫЕ ВОЛЬТМЕТРЫ СРАВНЕНИЯ

Рис. 3.16.Схема измерительного потенциометра.

Электронныеаналоговые вольтметры сравнения в большинстве своем реализуют наиболеераспространенную модификацию метода сравнения — нулевой метод. Поэтому чаще ониназываются компенсационными вольтметрами. По сравнению с вольтметрамипрямого преобразования это более сложные, но и, как подчеркивалось ранееболее точные приборы. Кроме того, из схемы рис. 2.2 видно, что в момент компенсацииDХ=0 и прибор не потребляет мощностиот источника X. Применительно к компенсационным вольтметрам это означаетвозможность измерения не только напряжения, но и ЭДС маломощных источников. Впрактике электрорадиоизмерений подобные измерения выполняются как с помощьюэлектронных компенсационных вольтметров, так и электромеханических. Дляпояснения применения нулевого метода при измерении ЭДС и напряжения рассмотримвначале классическую схему электромеханического компенсатора постоянного тока,представленную на рис. 3.16.

Одним из основныхфункциональных узлов любого компенсатора является высокоточный переменныйрезистор R, по шкале которого отсчитывают измеряемое значениеЭДС (Ех) или напряжения (Ux). Поэтому компенсаторы принятоназывать по ГОСТ 9245—79 измерительными потенциометрами. В качестве образцовоймеры ЭДС применяется нормальный элемент (НЭ) — электрохимическийисточник, ЭДС (Еа) которого известна с очень высокой степенью точности.Однако емкость НЭ невелика, и длительное сравнение в процессе измерений Ex(Ux) с Ен невозможно. Поэтому схема потенциометрадополняется вспомогательным источником ЭДС (Еo) большой емкости. Для сравнения с Ex(Ux) используется падение напряжения на образцовомрезисторе Rн., создаваемое током от источника Eо—рабочим током (Iр), который предварительно устанавливается. Таким образом,процесс измерения Ex{Ux) должен состоять из двух этапов.

На первом этапеустанавливается требуемое значение Iр. Для этого переключатель устанавливается в положение 1 и с помощьюпотенциометра Rp добиваютсянулевого показания индикатора И (как правило, магнитоэлектрическийгальванометр). Как видно из рис. 3.16, этому соответствует IpRн=Eн, т. е. рабочий ток Iр, который далее должен оставаться постоянным, будетвоспроизводить в процессе измерений значение Ен.

На втором этапе измеряютзначение Ex(Ux). Для этого переключатель переводится в положение 2,и изменением сопротивления потенциометра R вновь добиваются нулевогопоказания И. При Iр = constэтому соответствует Ex(Ux) = IpR, т. е. искомое значение Ex(U^}^.R и может быть отсчитано по шкале R.

Таким образом, метрологическиехарактеристики измерительных потенциометров постоянного тока определяютсяпараметрами НЭ, образцовых резисторов, индикатора и источника Еу. Вкачестве НЭ применяются насыщенные и ненасыщенные обратимые гальваническиеэлементы, положительный электрод которых образуется ртутью, а отрицательный —амальгамой кадмия. Классы точности НЭ регламентируются ГОСТ 1954—82 в пределах0,0002...0,02 и определяют класс точности потенциометра в целом. Потенциометр Rвыполняется по специальной схеме, обеспечивающей постоянство /р при изменении Rи необходимое число знаков (декад) при отсчете Ex(Ux). Этим требованиям удовлетворяют схемы с замещающими ишунтирующими декадами.

Измерительные потенциометры могутиспользоваться и для измерения переменных напряжений. Однако компенсирующеенапряжение необходимо в этом случае регулировать не только по модулю, но и пофазе. Поэтому такие потенциометры имеют более сложную схему, чем потенциометрыпостоянного тока, а по точности значительно уступают им из-за отсутствия напеременном токе образцовой меры, аналогичной по своим характеристикам НЭ. Впрактике электрорадиоизмерений они полностью вытеснены электроннымикомпенсационными вольтметрами.

Вкомпенсационных вольтметрах измеряемое напряжение (постоянное, переменное,импульсное) сравнивается с постоянным компенсирующим напряжением, которое всвою очередь точно измеряется вольтметром постоянного тока и является мерой Ux.Типовая структурная схема такого вольтметра приведена на рис. 3.17.

Как видно из рис. 3.17, основувольтметра составляет компенсационный ИП, состоящий из измерительного диода Vс нагрузкой R, регулируемого источника постоянного компенсирующегонапряжения -Ек, усилителя и индикатора с двумя устойчивыми состояниями. Приотсутствии Ux индикатор, реализуемый с помощью

функциональных узлов находится впервом устойчивом состоянии, а при некотором пороговом значении переходит вовторое состояние. Процесс измерения Ux как раз и сводится к постепенномуувеличению Ек до тех пор, пока индикатор не перейдет во второеустойчивое состояние. Значение Ек, соответствующее моменту перехода,измеряется вольтметром постоянного тока и является мерой Ux.

Рис. 3.17. Структурная схемакомпенсационного вольтметра.

В сочетании с другими схемнымирешениями (применение индикатора с малым пороговым напряжением, ламповогоизмерительного диода со стабильной характеристикой и др.) оказываетсявозможным проектировать высокоточные компенсационные вольтметры.

Недостаток рассмотреннойсхемы — необходимость установки Ей вручную. Поэтому в большинствевольтметров схему ИП усложняют, обеспечивая автоматическую компенсацию Uxи Ек. Автокомпенсационные вольтметры являются прямопоказывающимиприборами и более удобны в эксплуатации.

ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ АНАЛОГОВЫХ ВОЛЬТМЕТРОВ

Рассмотримсхемные решения основных функциональных узлов, определяющих метрологическиехарактеристики аналоговых вольтметров. Большинство этих узлов применяются и вдругих видах электронных измерительных приборов.

Входное устройство

Как ужеуказывалось выше, ВУ предназначено для расширения пределов измерениявольтметра. В простейшем случае оно представляет собой аттенюатор, выполненныйпо резистивной (рис. 3.18, а), емкостной (рис. 3.18, б) или комбинированной(рис. 3.18, в) схемам.

Наиболеепростой и универсальной (для Uх= и Ux~) является схема, представленная на рис. 3.18, а, но навысоких частотах существенное влияние начинают оказывать паразитные емкости.Поэтому на высоких частотах переходят либо к емкостной схеме, либо ккомбинированной, которая при R1C1 = R2C2 оказывается частотно-компенсированной (коэффициентделения k = R2/(R1 + Р2), как и для схемы, изображенной нарис. 3.18, а).

Выполнение остальных требований и прежде всегообеспечение высокого входного сопротивления и минимальной входной емкостивольтметра приводит в ряде случаев к усложнению структуры ВУ. Наиболееуниверсальным и часто применяемым в современных вольтметрах переменного токаявляется ВУ, структурная схема которого представлена на рис. 3.19.

Принципиальнойособенностью данной схемы является изменение Uв с помощью низкоомного резистивного аттенюатора с постояннымвходным и выходным импедансом. Это повышает точность измерения Ux~, но требует введения в структуру ВУ преобразователя импеданса (ПИ),обеспечивающего трансформацию высокого входного сопротивления вольтметра вмалое входное сопротивление аттенюатора. В качестве ПИ наиболее частоиспользуют повторитель напряжения на полевом транзисторе с глубокойотрицательной обратной связью. С помощью

Рис. 3.18. Схемы аттенюатороввольтметров:

а—на резисторах; б — наконденсаторах; в — комбинированная.

Рис. 3.19. Структурнаясхема универсального входного устройства.

входного делителянапряжения (ВДН) предусматривается дополнительная возможность расширенияпределов измерения вольтметра. ВДН представляет собой фиксированный делительрезистивно-емкостного типа (см. рис. 3.18, в)

На высоких частотах входноесопротивление вольтметра уменьшается, а входная емкость и индуктивностипроводников образуют последовательный колебательный контур, который нарезонансной частоте имеет практически нулевое сопротивление. Для нейтрализацииэтих эффектов ПИ конструктивно выполняется как выносной пробник с ВДН ввиде насадки.

Усилители

Усилителипостоянного тока, как видно из структурных схем (см. рис. 3.13 и 3.14, о),обеспечивают получение мощности, достаточной для приведения в действие ИМмагнитоэлектрического прибора, и согласование входного сопротивления ИУ свыходным сопротивлением ВУ или детектора. К УПТ предъявляются два основныхтребования: высокое постоянство коэффициента усиления и пренебрежимо малыефлюктуации выходной величины при отсутствии Ux= (Дрейф нуля). Поэтому все практические схемы УПТимеют глубокую отрицательную обратную связь (ООС), обеспечивающую стабильнуюработу их и нечувствительность к перегрузкам. Радикальными методами борьбы сдрейфом нуля являются его периодическая коррекция, а также преобразование Uх=в переменное напряжение с последующим усилением и выпрямлением этого напряжения.

Усилители переменного тока в соответствии со своимфункциональным назначением (см. рис. 3.14, б) должны иметь высокуючувствительность, большое значение и высокую стабильность коэффициентаусиления, малые нелинейные искажения и широкую полосу пропускания (заисключением УПЧ селективного вольтметра). Удовлетворить этим противоречивымтребованиям могут только многокаскадные усилители с ООС и звеньями длякоррекции частотной характеристики. В некоторых случаях применяютсялогарифмические усилители для получения ^линейной шкалы в децибелах. Еслиставится задача минимизации аддитивной погрешности вольтметра, усилители могутбыть двухканальными с усилением основного сигнала и сигнала, корректирующегоаддитивную погрешность. Для расширения функциональных возможностей многиевольтметры имеют специальный выход усилителя и могут использоваться какширокополосные усилители. Более того, усилители могут выпускаться каксамостоятельные измерительные приборы, образуя подгруппу У.

Детально усилители постоянного ипеременного тока рассматриваются в курсе «Усилительные устройства».

Детектор

Тип детектора определяет, как ужеуказывалось, принадлежность вольтметров переменного тока к вольтметрамамплитудного, среднеквадратического или средневыпрямленного напряжения. Всоответствии с этим сами детекторы классифицируются следующим образом: попараметру Ux~^ которому соответствует ток или напряжение в выходнойцепи детектора: пиковый детектор, детекторы среднеквадратического исредневыпрямленного значений напряжения; по схеме входа: детекторы с открытым изакрытым входом по постоянному напряжению;

по характеристике детектирования:линейные и квадратичные детекторы.

Рис. 3.20. Схемы пикового детектора:

А — с открытым входом; Б — сзакрытым входом.

Пиковыйдетектор — этодетектор, выходное напряжение которого непосредственно соответствует t/max или <7min (Ов или Us). Пиковый детектор относится к линейным и может иметьоткрытый (рис. 3.20, а) или закрытый (рис. 3.20, б) вход по постоянномунапряжению.

Принцип работы пиковыхдетекторов специфичен и заключается в заряде конденсатора С через диод Vдо максимального (пикового) значения Ux~, которое затем запоминается, если постоянная времени разряда С(через R) значительно превышает постоянную времени заряда.Полярность включения V определяет соответствие Ux=, либо Umax(Uв), либо Umin(Uн), а возможные пульсации Uх= сглаживаются цепочкой Рф, Сф. Если детекторимеет открытый вход, Uх= определяется суммой U и Uв(Uн), т. е. соответствует Umax (Umin)При закрытом входе Uх= соответствует Uв(Uн). Если же Ux~не содержит постоянной составляющей, то схемы, изображенные на рис. 3.20, а,б, идентичны, а Uх= соответствует Um. В некоторых случаях применяютдвухполупериодные пиковые детекторы с удвоением напряжения, позволяющие прямоизмерять значение размаха напряжения.

Существенным достоинствомпиковых детекторов являются большое входное сопротивление (равное R/2 для схемы на рис. 3.20, а и R/3—для схемы на рис.3.20, б) и наилучшие по сравнению с другими типами детекторовчастотные свойства. Поэтому пиковые детекторы наиболее часто применяют ввольтметрах первой модификации (см. рис. 3.14, о), конструктивно оформляясовместно с ВУ в виде выносного пробника. В этом случае по кабелю, соединяющемупробник с прибором, передается Uх=.

Детекторсреднеквадратического значения—это преобразователь переменного напряжения в постоянный ток(напряжение), пропорциональный U2ск .Характеристика детектирования в этом случае должна быть квадратичной, а прина. личии U- необходим детектор с открытым входом.В современных типах вольтметров применяются в основном квадратичные детекторыс термопреобразователями, аналогичными преобразователям термоэлектрическихамперметров. Основным недостатком их, как отмечалось ранее, являетсяквадратичный характер шкалы прибора. В вольтметрах этот недостаток устраняетсяприменением дифференциальной схемы включения двух (или более)термопреобразователей, как показано на рис. 3.21.

Рис. 3.21. Структурная схемадетектора среднеквадратического значения напряжения.

При подаче на термопреобразовательТП1 измеряемого напряжения Uх~ выходноенапряжение ТП1 по аналогии с (3.26) U1=ktU2ск .

Кроме ТП1, в схемеимеется второй термопреобразователь ТП2, включенный встречно с ТП1. На ТП2подается напряжение обратной связи, поэтому его

выходное напряжение U2 == ktBU23.

Таким образом, на входе УПТ имеетместо результирующее напряжение

U1 — U2 = kt(U2ск — BU23)

чему соответствует

U3 = kуптkт(U2ск — BU23).

Если параметры схемы выбрать так,чтобы

kуптkт BU23>> U3,

то тогда окончательно U3ºUск, т. е. шкала ИУ будет равномерной.

Детекторсредневыпрямленного значения— это преобразователь переменного напряжения в постоянный ток,пропорциональный Uсв. Схемно онбазируется на двухполупериодном полупроводниковом выпрямителе, рассмотренномпри анализе выпрямительных амперметров (см. § 3.4.1). Необходимо, однако,добавить, что линейность характеристики таких детекторов будет тем лучше, чембольше Uх~ (при малых Ux~ детектор становится квадратичным). Поэтому детекторысредневыпрямленного значения, как правило, применяют в вольтметрах второй модификации(рис. 3.14, б).

www.ronl.ru

Реферат: Электронные вольтметры

Определение и классификация. Электронным вольтметром называется прибор, показания которого вызываются током электронных приборов, т. е. энергией источника питания вольтметра. Измеряемое напряжение управляет током электронных приборов, благодаря чему входное сопротивление электронных вольтметров достигает весьма больших значений и они допускают значительные перегрузки.

Электронные вольтметры делятся на аналоговые и дискретные. В аналоговых вольтметрах измеряемое напряжение преобразуется в пропорциональное значение постоянного тока, измеряемое магнитоэлектрическим микроамперметром, шкала которого градуируется в единицах напряжения (вольты, милливольты, микровольты). В дискретных вольтметрах измеряемое напряжение подвергается ряду преобразований, в результате которых аналоговая измеряемая величина преобразуется в дискретный сигнал, значение которого отображается на индикаторном устройстве в виде светящихся цифр. Аналоговые и дискретные вольтметры часто называют стрелочными и цифровыми соответственно.

При разработке электронных вольтметров учитываются следующие основные технические требования: высокая чувствительность; широкие пределы измеряемого напряжения; широкий диапазон рабочих частот; большое входное сопротивление и малая входная емкость; малая погрешность; известная зависимость показаний от формы кривой измеряемого напряжения. Перечисленные требования нельзя удовлетворить в одном приборе, поэтому выпускаются вольтметры с разными структурными схемами.

Вольтметры переменного напряжения. Электронный вольтметр переменного напряжения состоит из преобразователя переменного напряжения в постоянное, усилителя и магнитоэлектрического индикатора. Часто на входе вольтметра устанавливается калиброванный делитель напряжения. с помощью которого увеличивается верхний предел измеряемого напряжения. В зависимости от вида преобразования показание вольтметра может быть пропорционально амплитудному (пиковому), средневыпрямленному или среднеквадратическому значению измеряемого напряжения.

Рис.1. Структурная схема аналогового электронного вольтметра с амплитудным преобразователем

Возможно вы искали - Реферат: Стандарт сотовой связи CDMA, проблема внедрения и эксплуатации в России

Вольтметр амплитудного (пикового) значения (рис.1) состоит из амплитудного преобразователя АПр, усилителя постоянного тока УПТ и магнитоэлектрического индикатора, градуированного в вольтах. На входе вольтметра иногда предусматривается делитель напряжения ДН. Амплитудный преобразователь выполняют по схеме с открытым или закрытым входом.

Амплитудный преобразователь с открытым входом (рис.2, а) представляет собой последовательное соединение вакуумного диода Д с параллельно соединенными резистором Л? и конденсатором С. Если к зажимам 1—2 приложено напряжение u = Um sinwt от источника с внутренним сопротивлением ri , то конденсатор через диод заряжается до некоторого значения Uc , которое приложено к электродам диода так, что он большую часть периода закрыт, т. е. работает в режиме отсечки (рис. 2, б). В течение каждого периода диод открывается на некоторый промежуток времени 't1 - 't2 тогда и > U c и конденсатор подзаряжается импульсом тока iД до напряжения Uc • постоянная времени заряда tз = (Ri +RД ) С, где R Д — сопротивление открытого диода. Затем диод закрывается и конденсатор разряжается через резистор R в течение интервала t2 - 't1 постоянная времени разряда tp = RC.

Постоянные времени должны отвечать следующим условиям: tз < 1/f в и tp > I/f н где f в и f н — границы частотного диапазона вольтметра. Очевидно, что tз << tp и R >> Ri +RД. В широкодиапазонных вольтметрах неравенство: tз < 1/f в выполнить не удается, и потому на высоких частотах процесс установления длится в течение нескольких периодов измеряемого напряжения.

Похожий материал - Реферат: Разработка сенсора на поверхностно-акустических волнах. Автоматизация измерительной установки

а) б)

Рис.2. Амплитудный преобразователь с открытым входом

Результатом амплитудного преобразования является среднее значение слабопульсирующего напряжения Uc, которое в отличие от Um называют пиковым значением Uпик .

Uпик = Um cos q

Где q - угол отсечки диода.

Очень интересно - Реферат: Сумматор с параллельным переносом и автомат Мили

Напряжение Uпик поступает на вход усилителя постоянного тока, входное сопротивление которого большое, а выходное — малое. УПТ служит для согласования выходного сопротивления преобразователя с сопротивлением индикатора и для повышения чувствительности вольтметра.

Амплитудный преобразователь с закрытым входов (рис. 3) представляет собой последовательное соединение конденсатора постоянной емкости С с параллельно соединенными диодом Д и резистором R. Процесс преобразования переменного напряжения в постоянное Uпик аналогичен рассмотренному выше, с тем отличием, что на зажимах 3—4 имеются значительные пульсации напряжения, для сглаживания которых предусмотрен фильтр.

Рис. 3. Принципиальная схема амплитудного преобразователя с закрытым входом

Процессы преобразования пульсирующего напряжения преобразователем с открытым и закрытым входом различны и зависят от полярности подключения к входным зажимам /—2 постоянной составляющей пульсирующего напряжения. Если на вход амплитудного преобразователя с открытым входом включено пульсирующее напряжение так,

Рис. 4. Диаграммы напряжении в амплитудных преобразователях: а—с открытым входом; б — с закрытым входом

что «+» постоянной составляющей приложен к аноду| диода, то выходное напряжение Uпик »Umax =U0 +Um+, где Uo — постоянная составляющая, а Um+ — амплитуда положительного полупериода переменной составляющей (рис.4, а). Если к аноду диода приложен «—» постоянной составляющей, то диод закрыт все время и преобразования нет. Если к аноду амплитудного преобразователя с закрытым входом приложено пульсирующее напряжение, то конденсатор С заряжен постоянной составляющей U0 преобразователь реагирует только на переменную составляющую. если к аноду диода приложен «+», то выходное напряжение Uпик » Um+, a если «—», то Uпик » Um- (рис. 4, б). Это полезное свойство вольтметров с закрытым входом измерять отдельно значения напряжения положительного или отрицательного полупериодов широко используется для определения симметричности амплитудной модуляции, наличия ограничения сигналов и т.д. Амплитудные (пиковые вольтметры характеризуются невысокой чувствительностью (порог чувствительности »0.1В) и широкой полосой частот (до 1 ГГц).

Вольтметр средневыпрямленного значения (рис.6) состоит из входного делителя напряжения ДЯ, широкополосного транзисторного усилителя ШУ, выпрямительного преобразователя Пр и магнитоэлектрического индикатора.

Рис.5. Структурная схема универсального вольтметра

Вам будет интересно - Реферат: Сумматор с параллельным переносом и автомат Мили

Входное сопротивление делителя напряжения высокое, и если усилитель имеет низкое входное сопротивление, то между ними ставится узел согласования — преобразователь сопротивлений (с высоким входным и низким выходным сопротивлениями). Выходное напряжение усилителя поступает на выпрямительный преобразователь, и через микроамперметр протекает постоянная составляющая выпрямленного тока, пропорциональная средневыпрямленному значению измеряемого напряжения.

Рис.6. Структурная схема вольтметра высокой чувствительности

Шкалу индикатора градуируют в среднеквадратических значениях синусоидального напряжения.

Вольтметры, построенные по такой структурной схеме, характеризуются высокой чувствительностью (микро- и милливольты) и сравнительно узкой полосой частот измеряемых напряжений (1; 5; 10МГц). Обе эти характеристики определяются усилителем переменного напряжения.

Вольтметр среднеквадратического (действующего) значения строится по структурной схеме рис.6. Применяются преобразователи с квадратичной характеристикой, обеспечивающей измерение среднеквадратического значения напряжения любой формы. К таким преобразователям относятся, в первую очередь, термоэлектрические и оптронные. На базе термоэлектрических преобразователей (см. рис-. 3-15, г) создан преобразователь среднеквадратического значения [б], работающий на двух идентичных элементах ТПр1 и ТПр2 (рис. 7) и дифференциальном усилителе ДУ (микросхеме). Нагреватель первого термопреобразователя подключен к выходу широкополосного усилителя, т. е. в цепь измеряемого напряжения Ux, а нагреватель второго — к выходу дифференциального усилителя ДУ, т. е. в цепь отрицательной обратной связи. ТермоЭДС первого преобразователя Ет1 =aт U2x второго — Ет2 =aт U2вых , где Ux и (Uвых —среднеквадратические значения измеряемого и выходного напряжений соответственно.

Рис.7. Схема термоэлектрического преобразователя среднеквадратического значения напряжения

Термопары включены встречно. Применяют дифференциальный усилитель с большим коэффициентом усиления. Выходное напряжение среднеквадратического преобразователя связано линейной зависимостью со среднеквадратическим значением измеряемого напряжения.

Похожий материал - Реферат: Сумматор с параллельным переносом и автомат Мили

Основная погрешность преобразования обусловлена не идентичностью параметров термопреобразователей, увеличивающейся с их старением, и составляет 2,5—6 %.

Цифровые электронные вольтметры. Принцип работы вольтметров дискретного действия состоит в преобразовании измеряемого постоянного или медленно меняющегося напряжения в электрический код, который отображается на табло в цифровой форме. В соответствии с этим обобщенная структурная схема цифрового вольтметра состоит из входного устройства ВхУ, аналого-цифрового преобразователя АЦП и цифрового индикатора Ц И.

Рис.8 Обобщенная структурная схема цифрового вольтметра.

Цифровые вольтметры с время-импульсным преобразованием. Принцип работы заключается в преобразовании измеряемого напряжения Ux в пропорциональный интервал времени ДГ, измеряемый числом N заполняющих его импульсов со стабильной частотой следования.

cwetochki.ru

Цифровой вольтметр — реферат

Введение

Основной задачей при проектировании измерительных приборов было и остается достижение определенных метрологических характеристик. На разных этапах развития вычислительной техники эта задача решалась различными методами. Эти и технологические методы, сводились к совершенствованию технологии и конструктивные, и структурные. Структурные методы получили особое развитие при создании цифровых измерительных приборов. Улучшение метрологических характеристик и расширение функциональных возможностей приборов достигалось реализацией определенных структур, которые находятся в большинстве случаев эвристическим путем. Совершенствование элементной базы и большая интеграция цифровых схем привели к разработке структурно-алгоритмических методов, в которых усовершенствованные структуры сочетаются с реализацией вычислительных операций. Использование указанных методов позволило выполнять автоматическую коррекцию ряда производных измерений, сочетать различные методы преобразования формы информации и обеспечивать при этом высокое быстродействие и расширение функциональных возможностей приборов.

Последние годы отмечены массовым наполнением рынка всевозможной автоматизированной аппаратурой различного назначения и различной сложности.

Микроконтроллеры входят во все сферы жизнедеятельности человека, их насыщенность в нашем окружении растет ежегодно.

Широкой областью применения микроконтроллеров является измерительная техника. Появление первых микроконтроллерных измерительных приборов, так называемых "интеллектуальных" устройств, определило новое направление развития приборостроения.

По мере совершенствования микропроцессорной техники сложность таких приборов растет и это еще в большей степени реализуются возможности микроконтроллеров. Использование микроконтроллеров определило новый подход как к проектированию, так и к эксплуатации измерительных приборов.

Микроконтроллер (англ. microcontroller), или однокристальная микроЭВМ - выполнена в виде микросхемы специализированная микропроцессорная система, включающая процессор, блоки памяти для сохранения кода программ и данных, порты ввода-вывода и блоки со специальными функциями (счетчики, компараторы, АЦП и другие).

Используется микроконтроллер для управления электронными устройствами. По сути, это - однокристальный компьютер, способный выполнять простые задачи. Использование одной микросхемы значительно снижает размеры, энергопотребление и стоимость устройств, построенных на базе микроконтроллеров.

Микроконтроллеры можно встретить во многих современных приборах, таких как телефоны, стиральные машины, они отвечают за работу двигателей и систем торможения современных автомобилей, с их помощью создаются системы контроля и системы сбора информации. Подавляющее большинство процессоров, выпускаемых в мире - микроконтроллеры.

Измерение физических величин обычно осуществляется путем эксперимента и вычислений с помощью специальных технических средств. В зависимости от вида измеряемых величин, необходимой точности их, условий проведения эксперимента и вида необходимой информации используются различные средства измерительной техники, которые выдают соответствующие сигналы измерительной информации. Любая физическая измеряемая величина благодаря средствам измерения превращается в соответствующий сигнал,наблюдатель воспринимает непосредственно на шкале прибора, или после преобразования и обработки передается через каналы связи на другие средства измерения в виде сигнала совершенно другой физической величины.

Стремительный ход цифровых технологий привел к интенсивному использованию приборов с цифровой формой представления результатов измерений. Цифровые вольтметры прочно вошли в метрологии, что стало следствием таких их достоинств, как высокая точность и разрешение, широкий диапазон измерений, представление результатов измерений в цифровой форме (что сводит к минимуму ошибки и считывания показаний прибора на расстоянии), возможность получения результатов наблюдений в форме, удобной для ввода в компьютер, и возможность включения их в состав вычислительных комплексов.

Рассматриваемый в дипломном проекте электронной цифровой милливольтметр постоянного тока с светодиодным дисплеем является примером широкого применения микроконтроллеров. Благодаря тому, что микроконтроллер легко перепрограммировать, прибор можно усовершенствовать, изменив только программу.

Описываемая часть

Ремонт, наладка и регулирование любого радиоэлектронного устройства невозможны без радиоизмерительных приборов, среди которых вольтметр, амперметр и омметр.

Электронные вольтметры составляют наиболее многочисленную группу среди радиоизмерительных приборов. Эти вольтметры имеют большое сопротивление, как на низких, так и на высоких частотах, высокую чувствительность, потребляют малую мощность от измерительной цепи, пригодные для измерения средних выпрямительных, средних квадратических и максимальных значений переменных напряжений и импульсных сигналов длительностью, начиная с наносекунд.

Электронным вольтметром называется прибор, показания которого соответствуют величине измеряемого напряжения. Измеряемое напряжение поступает на входы высокоомных схем электронных приборов, благодаря чему входное сопротивление электронных вольтметров достигает весьма больших значений и они допускают значительные перегрузки.

Электронные вольтметры по роду измеряемого напряжения подразделяют на виды:

- Вольтметры постоянного напряжения;

- Вольтметры переменного напряжения;

- Вольтметры импульсного напряжения;

- Селективные вольтметры;

- Универсальные вольтметры;

- Измерители отношения напряжений и их разности.

Электронные вольтметры делятся на аналоговые и дискретные. В аналоговых вольтметрах измеряемое напряжение преобразуется в пропорциональное значение постоянного тока, измеряемое магнитоэлектрическим микроамперметром, шкала которого градуируется в единицах напряжения (вольты, милливольт, микровольт). В дискретных вольтметрах измеряемое напряжение подвергается ряду преобразований, в результате которых аналоговая измеряемая величина преобразуется в дискретный сигнал, значение которого отображается на индикаторном устройстве в виде цифр, светящиеся. Аналоговые и дискретные вольтметры часто называют стрелочными и цифровыми соответственно.

В настоящее время цифровые измерительные приборы применяются очень широко, поскольку имеют такой ряд преимуществ по сравнению с аналоговыми приборами - высокая точность и разрешение, широкий диапазон измерений, представление результатов измерений в цифровой форме.

К недостаткам использования цифровых вольтметров относят сложность схем и конструкции, высокой стоимости, малой надежности, поскольку использование высококачественных электронных приборов всегда требовало высокой точности и качества работы. По сути, эти недостатки являются ретроспективой данного вида измерительных приборов. Их можно отнести к разряду временных, поскольку уже в настоящее время они устраняются благодаря быстрому развитию микроэлектроники. И чем интенсивнее будет развиваться эта наука, тем эффективнее будет становиться использование всего семейства электронных измерительных приборов.

Принцип работы ГО состоит в преобразовании измерительной постоянной или напряжения, медленно меняется в электрический код, который отображается на табло в цифровой форме. Согласно этим обобщенная структурная схема цифрового вольтметра состоит из входного устройства (ВХП), аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и цифрового индикатора (ЦИ).

Аналого-цифровые преобразователи предназначены для преобразования аналоговых сигналов в соответствующих им цифровые, то есть для преобразования сигналов с непрерывной шкале значений в сигналы, имеющие дискретную шкалу значений. А на отчетном экране отображается значение измеряемой величины в цифровой форме.

В измерительных вольтметрах используются, в основном, схемы интегрирующего АЦП, и проектируемый прибор не является исключением. В состав двухтактных интегрирующих АЦП обычно входят операционные усилители, компаратор напряжения, аналоговые ключи, источник опорного напряжения, двоично-десятичный счетчик, регистр дешифратор, генератор тактовых импульсов, выходные схемы управления.

Вольтметры переменного напряжения. Электронный вольтметр переменного напряжения состоит из преобразователя переменного напряжения в постоянное, усилителя и магнитоэлектрического индикатора. Часто на входе вольтметра устанавливается делитель напряжения, калибруется. с помощью которого увеличивается верхний предел измеряемого напряжения. В зависимости от вида преобразования показания вольтметра может быть пропорционально амплитудному, средневыпрямленному или среднестатистическому значению напряжения, которое измеряется.

При разработке электронных вольтметров учитываются следующие основные технические требования: высокая чувствительность; широкие пределы измеряемого напряжения; широкий диапазон рабочих частот, большой входное сопротивление и малая входная емкость; малая погрешность; известна зависимость показаний от формы кривой измеряемого напряжения.

Аналитический обзор

Наиболее удобными в эксплуатации приборами для измерения напряжения являются цифровые вольтметры. Они могут измерять как постоянные, так и переменные напряжения. Класс точности - до 0,001, диапазон - от единиц микровольт до нескольких киловольт. Современные микропроцессорные цифровые вольтметры оснащены клавиатурой и часто позволяют проводить измерения не только напряжения, но и тока, сопротивления и т.п., то есть являются многофункциональными измерительными приборами - тестерами (мультиметр или авометр).

Среди измерительных приборов цифровые вольтметры занимают особое место, так как они позволяют обеспечить автоматический выбор предела и полярности измеряемых напряжений; автоматическую коррекцию ошибок; малые погрешности измерения (0,01 - 0,001%) при широком диапазоне измеряемых напряжений (от 0,1 мкВ до 1000 В), выдачу результатов измерения в цифровом виде, документальную регистрацию, ввод измерительной информации в ЭВМ и сложные информационно-измерительные системы. Цифровой вольтметр по сравнению с аналоговым содержит аналогово-цифровой преобразователь (кодирующее устройство) (АЦП), устройство цифровой отсчета.

Цифровые вольтметры классифицируют по способу преобразования непрерывной величины в дискретную; структурной схемы АЦП; техническими средствами; способа компенсации.

По способу преобразования различают цифровые вольтметры с поразрядным кодированием и частотно-импульсными преобразованиями.

По способу структурной схемы АЦП цифровые вольтметры делятся на вольтметры прямого преобразования и уравновешивающего преобразования.

Под техническими средствами цифровые вольтметры делятся на электромеханические вольтметры и электронные вольтметры.

По способу в равновесие цифровые вольтметры делятся на вольтметры с следящей и разворачивающей в равновесие.

Основные параметры цифрового вольтметра

Точность преобразования определяется погрешностью квантования по уровню, что характеризуется количеством разрядов в исходном коде.

Погрешность цифрового вольтметра имеет две составляющие, одна из которых зависит от измеряемой величины (мультипликативная), а другая зависит (аддитивное). Такое представление связано с дискретным принципу измерения непрерывной величины, так как в процессе квантования возникает абсолютная погрешность, обусловленная конечным количеством уровней квантования. Абсолютная погрешность измерения напряжения:

ΔU = ± (yвидн Ux + m знаков), или ΔU = ± (yивидн Uкз + m знаков),

где, yвидн - относительная погрешность измерения; Ux-значение измеряемого напряжения; Uкз - конечное значение на выбранной предела измерения; m знаков - значение, определяет его единицей младшего разряда цифрового отсчетного устройства (аддитивная погрешность дискретности).

Основная допустимая относительная погрешность представляется и в другом виде: yвидн = ± (a + bUкз / Ux), где а и b - постоянные числа, характеризующие класс точности прибора. Первый член погрешности не зависит от показаний прибора, а второй увеличивается при уменьшении Ux, по гиперболическому закону.

В качестве примера рассмотрим схему цифрового вольтметра с время-импульсным преобразованием (рис.1.2.1) и цифрового вольтметра с двойным интегрированием (ис.1.2.2).

Рис.1.2.1 Схема цифрового вольтметра с время-импульсным преобразованием и временные диаграммы напряжений, поясняющие принцип компенсации

В основу работы цифрового вольтметра постоянного тока с время-импульсным преобразованием положений время-импульсный метод преобразования постоянного тока прямопропорционален интервалу времени с последующим измерением длительности интервала.

Погрешности прибора зависят от линейности и скорости измерений компенсирующего напряжения, стабильности генератора, генератора счетных импульсов, чувствительности устройства уравнивания, точности установки нуля или опорного напряжения.

referat911.ru

Реферат: Электронные вольтметры

ЭЛЕКТРОННЫЕ ВО ЛЬТМЕТРЫ

По роду тока электронные вольтметры делятся на вольтметры постоянного напряжения, переменного напряжения, Универсальные и импульсные. Кроме того, имеются вольтметры с частотно-избирательными свойствами — селективные.При разработке электронных вольтметров учитываются следующие основные технические требования: высокая чувствительность; широкие пределы измеряемого напряжения; широкий диапазон рабочих частот; большое входное сопротивление и малая входная емкость; малая погрешность; известная зависимость показаний от формы кривой измеряемого напряжения. Перечисленные требования нельзя удовлетворить в одном приборе, поэтому выпускаются вольтметры с разными структурными схемами.

Вольтметры переменного напряжения. Электронный вольтметр переменного напряжения состоит из преобразователя переменного напряжения в постоянное, усилителя и магнитоэлектрического индикатора. Часто на входе вольтметра устанавливается калиброванный делитель напряжения. с помощью которого увеличивается верхний предел измеряемого напряжения. В зависимости от вида преобразования показание вольтметра может быть пропорционально амплитудному(пиковому), средневыпрямленному или среднеквадратическому значению измеряемого напряжения.

Рис.1. Структурная схема аналогового электронного вольтметра с амплитудным преобразователем

Однако следует иметь в виду, что шкалу любого электронного вольтметра градуируют в среднеквадратических (действующих) значениях напряжения синусоидальной формы. Исключение составляют импульсные вольтметры, шкалу которых градуируют в амплитудных значениях.Вольтметр амплитудного (пикового) значения (рис.1) состоит из амплитудного преобразователя АПр, усилителя постоянного тока УПТ и магнитоэлектрического индикатора, градуированного в вольтах. На входе вольтметра иногда предусматривается делитель напряжения ДН. Амплитудный преобразователь выполняют по схеме с открытым или закрытым входом.Амплитудный преобразователь с открытым входом (рис.2, а) представляет собой последовательное соединение вакуумного диода Д с параллельно соединенными резистором Л? и конденсатором С. Если к зажимам 1—2 приложено напряжение u = Um sin(t от источника с внутренним сопротивлением ri, то конденсатор через диод заряжается до некоторого значения Uc, которое приложено к электродам диода так, что он большую часть периода закрыт, т. е. работает в режиме отсечки (рис. 2, б). В течение каждого периода диод открывается на некоторый промежуток времени 't1 - 't2 тогда и>Uc и конденсатор подзаряжается импульсом тока iД до напряжения Uc • постоянная времени заряда (з = (Ri +RД ) С, где RД — сопротивление открытого диода.Затем диод закрывается и конденсатор разряжается через резистор R в течение интервала t2 - 't1 постоянная времени разряда (p = RC.Постоянные времени должны отвечать следующим условиям: (з I/fн где fв и fн — границы частотного диапазона вольтметра. Очевидно, что(з > Ri +RД. В широкодиапазонных вольтметрах неравенство: (з 1/fв выполнить не удается, и потому на высоких частотах процесс установления длится в течение нескольких периодов измеряемого напряжения.[pic]

а) б)

Рис.2. Амплитудный преобразователь с открытым входомРезультатом амплитудного преобразования является среднее значение слабопульсирующего напряжения Uc, которое в отличие от Um называют пиковым значением Uпик.Uпик = Umcos (Где ( - угол отсечки диода.Напряжение Uпик поступает на вход усилителя постоянного тока, входное сопротивление которого большое, а выходное — малое. УПТ служит для согласования выходного сопротивления преобразователя с сопротивлением индикатора и для повышения чувствительности вольтметра.Амплитудный преобразователь с закрытым входов (рис. 3) представляет собой последовательное соединение конденсатора постоянной емкости С с параллельно соединенными диодом Д и резистором R. Процесс преобразования переменного напряжения в постоянное Uпик аналогичен рассмотренному выше, с тем отличием, что на зажимах 3—4 имеются значительные пульсации напряжения, для сглаживания которых предусмотрен фильтр.

Рис. 3. Принципиальная схема амплитудного преобразователя с закрытым входом

[pic]Рис. 4. Диаграммы напряжении в амплитудных преобразователях: а—с открытым входом; б — с закрытым входом что «+» постоянной составляющей приложен к аноду| диода, то выходное напряжение Uпик(Umax=U0+Um+, где Uo — постоянная составляющая, а Um+ — амплитуда положительного полупериода переменной составляющей (рис.4, а).Если к аноду диода приложен «—» постоянной составляющей, то диод закрыт все время и преобразования нет. Если к аноду амплитудного преобразователя с закрытым входом приложено пульсирующее напряжение, то конденсатор С заряжен постоянной составляющей U0 преобразователь реагирует только на переменную составляющую. если к аноду диода приложен «+», то выходное напряжение Uпик(Um+, a если «—», то Uпик( Um- (рис. 4, б). Это полезное свойство вольтметров с закрытым входом измерять отдельно значения напряжения положительного или отрицательного полупериодов широко используется для определения симметричности амплитудной модуляции, наличия ограничения сигналов и т.д. Амплитудные (пиковые вольтметры характеризуются невысокой чувствительностью (порог чувствительности (0.1В) и широкой полосой частот(до 1 ГГц).Вольтметр средневыпрямленного значения (рис.6) состоит из входного делителя напряжения ДЯ, широкополосного транзисторного усилителя ШУ, выпрямительного преобразователя Пр и магнитоэлектрического индикатора.

[pic]

Рис.5. Структурная схема универсального вольтметра

Рис.6. Структурная схема вольтметра высокой чувствительности

Шкалу индикатора градуируют в среднеквадратических значениях синусоидального напряжения.Вольтметры, построенные по такой структурной схеме, характеризуются высокой чувствительностью (микро- и милливольты) и сравнительно узкой полосой частот измеряемых напряжений (1; 5; 10МГц). Обе эти характеристики определяются усилителем переменного напряжения.Вольтметр среднеквадратического (действующего) значения строится по структурной схеме рис.6. Применяются преобразователи с квадратичной характеристикой, обеспечивающей измерение среднеквадратического значения напряжения любой формы. К таким преобразователям относятся, в первую очередь, термоэлектрические и оптронные. На базе термоэлектрических преобразователей (см. рис-. 3-15, г) создан преобразователь среднеквадратического значения [б], работающий на двух идентичных элементахТПр1 и ТПр2 (рис. 7) и дифференциальном усилителе ДУ (микросхеме).Нагреватель первого термопреобразователя подключен к выходу широкополосного усилителя, т. е. в цепь измеряемого напряжения Ux, а нагреватель второго — к выходу дифференциального усилителя ДУ, т. е. в цепь отрицательной обратной связи. ТермоЭДС первого преобразователя Ет1 =aтU2x второго — Ет2=aтU2вых, где Ux и (Uвых —среднеквадратические значения измеряемого и выходного напряжений соответственно.

[pic]

Рис.7. Схема термоэлектрического преобразователя среднеквадратического значения напряжения

Вольтметры постоянного напряжения. Рассмотренный выше (рис.5) универсальный вольтметр позволяет измерять постоянное напряжение от десятых долей вольта и выше. Для измерения меньших значений (от 0,5 мкВ) применяют высокочувствительные электронные вольтметры с преобразованием постоянного напряжения в переменное, которое после значительного усиления вновь преобразуется в постоянное и измеряется магнитоэлектрическим микроамперметром.Цифровые электронные вольтметры. Принцип работы вольтметров дискретного действия состоит в преобразовании измеряемого постоянного или медленно меняющегося напряжения в электрический код, который отображается на табло в цифровой форме. В соответствии с этим обобщенная структурная схема цифрового вольтметра состоит из входного устройства ВхУ, аналого-цифрового преобразователя АЦП и цифрового индикатора Ц И.

Рис.8 Обобщенная структурная схема цифрового вольтметра.Цифровые вольтметры с время-импульсным преобразованием. Принцип работы заключается в преобразовании измеряемого напряжения Ux в пропорциональный интервал времени ДГ, измеряемый числом N заполняющих его импульсов со стабильной частотой следования.Вольтметр (рис. 3-30, а) работает циклами, длительность которых Т устанавливается с помощью управляющего устройства УУ и обычно равна или кратна периоду питающей сети. Для единичного измерения Ux предусмотрен ручной запуск.Погрешность измерения возникает вследствие нелинейности изменения линейнопадающего напряжения, нестабильности порога срабатывания сравнивающих устройств.

[pic]

Рис. 3-30. Цифровой вольтметр с время-импульсным преобразованием

и возможности потери счетного импульса, т. е. погрешности дискретности.Основная погрешность составляет обычно 0,1 %. Помехоустойчивость вольтметров с время-импульсным преобразованием низкая, так как любая помеха вызывает изменение момента срабатывания сравнивающего устройства. Главным достоинством этих вольтметров является их сравнительная простота.

Цифровой вольтметр с частотным преобразованием. Принцип действия заключается в преобразовании измеряемого напряжения в пропорциональную ему частоту следования импульсов, измеряемую цифровым частотомером.

Цифровой вольтметр с двойным интегрированием. Принцип его работы подобен принципу времямпульсного преобразования, с тем отличием, что здесь образуются два временных интервала в течение цикла измерения, длительность которого устанавливается кратной периоду помехи. Таким образом определяется среднее значение измеряемого напряжения, а помеха подавляется. Эти вольтметры являются более точными и помехоустойчивыми по сравнению с рассмотренными выше, однако время измерения у них больше.Вольтметр следящего уравновешивания работает не циклами, а непрерывно реагируя на изменение измеряемого напряжения: сумма образцовых напряжений принимает большее или меньшее значение в зависимости от значения измеряемого напряжения. Когда достигается равенство Ux=(Uобр. код преобразуется в показание, а состояние прибора остается неизменным до тех пор, пока не изменится значение Ux.Преимущество вольтметров следящего уравновешивания заключается в уменьшении статической и динамической погрешности и в повышении быстродействие.-----------------------

ДН

УПТ

АПр

1 Д

U~ Ri + C R Uпик

1 С 3 Rф

RдU~ Д R СФ Uпик

2 4

Пр

ШУ

ДН

ЦИ