Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Цифровой вольтметр. Устройство, принцип работы времяимпульсного вольтметра с двойным интегрированием

Цифровой вольтметр. Устройство, принцип работы времяимпульсного вольтметра с двойным интегрированием

Принцип работы любых цифровых вольтметров основан на дискретном и цифровом представлении сигналов отражающих непрерывные измеряемые физические величины.

Цифровой вольтметр. Устройство, принцип работы времяимпульсного вольтметра с двойным интегрированием - №1 - открытая онлайн библиотека

Входное устройство содержит делитель напряжения; в вольтметрах переменного тока она включает в себя также преобразователь переменного тока в постоянный. АЦП преобразует аналоговый сигнал в цифровой, представленный цифровым кодом. Цифровое отсчитывающее устройство (ЦОУ) регистрирует измеренную величину. Управляющее устройство объединяет и согласовывает работу всех устройств вольтметра.

По типу АЦП цифровые вольтметры можно разделить на ряд групп. Более распространены 2 типа вольтметров: кодоимпульсные (с поразрядным уравновешиванием), времяимпульсные (временные).

Поскольку АЦП цифровых вольтметров преобразуют постоянное напряжение в цифровой код, то и цифровые вольтметры считаются приборами постоянного тока. Для измерения переменного тока на входе вольтметра ставится преобразователь переменного в постоянное напряжение чаще всего средневыпремлянного значения.

Принцип работы вольтметра подобен принципу работы схемы с времяимпульсным преобразованием с тем отличием, что здесь в течение цикла измерения Тформируются два временных интервала Т1 и Т2. В первом интервале производится интегрирование измеряемого напряжения, а во втором — опорного напряжения. Для повышения помехоустойчивости длительность цикла Т устанавливают кратной периоду, воздействующему на код помехи.

Схема содержит входное устройство, двухпозиционный ключ, интегратор, источник образцового напряжения, устройство сравнения, триггер Т, генератор счетных импульсов, управляющее устройство, логическую схему И, счетчик импульсов и цифровое отсчетное устройство. В начале цикла измерения при t = t0 устройство управления вырабатывает калиброванный импульс U’упр с длительностью Т1 = T0-K, гдеТо -период следования счетных импульсов; К — емкость счетчика. В момент появления фронта импульса U’упр ключ переводится в положение 1, и с входного устройства на интегратор поступает напряжение U’x, пропорциональное измеряемому напряжению Ux.

Затем, на интервале времени равное (t- t0) происходит интегрирование напряжения U’x, (пропорционального измеряемому Ux) в результате чего нарастающее напряжение на выходе интегратора будет:

В момент t = t1, управляющий сигнал U’’упрпереводит ключ в положение 2и на интегратор с источника образцового напряжения подается образцовое отрицательное напряжение Uион. Одновременно с этим управляющий сигнал U"упропрокидывает триггер.

Интегрирование напряжения Uион происходит быстрее, так как в схеме ус-тановлено абсолютная величина ǀUионǀ > U’x. Интегрирование образцовогонапряжения продолжается до тех пор, пока выходное напряжение интегратора снова не станет равным нулю (при этом Т2 = t2- t1). Поэтому в течение времени второго интервала на выходе интегратора формируется спадающее напряжение:

При этом длительность интервала интегрирования Т2 тем больше, чем выше амплитуда измеряемого напряжения U’x.

В момент времени t = t2 напряжение Uи на выходе интегратора становится равным нулю и устройство сравнения (второй вход соединен с корпусом – подача нулевого потенциала) выдает сигнал на триггер, возвращая его в исходное состояние.Наеговыхо-деформируетсяимпульс UТ длительностью Т2, поступающий на вход схемы И. На другой ее вход подается сигнал UГСИ с генератора счетных импульсов. По окончании импульса UT, поступающего с триггера, процесс измерения прекращается.

Преобразование временного интервала Т2 в эквивалентное число импуль-сов N осуществляется так же, как и в предыдущем методе — путем заполнения интервала Т2 импульсами генератора счетных импульсов и подсчета их числа счетчиком. На счетчике, а значит и на цифровом отсчетном устройстве записывается число импульсов NUсч, пропорциональное измеряемому напряжению Ux:

Это выражение приводит к следующим формулам:

Т1 = T0-K; Т2≈ T0-N; U’x-Т1 = Uион-T2

Из последних соотношений получим

Из приведенных соотношений видно, что погрешность результата измерения зависит только от уровня образцового напряжения (а не от нескольких, как в кодоимпульсном приборе). Однако здесь также имеет место погрешность дискретности. Достоинство прибора — высокая помехозащищенность, так как он интегрирующий. На основе схем с двойным интегрированием выпускают приборы с более высоким классом точности, чем приборы с ГЛИН. Вольтметры этого типа имеют погрешность измерения 0,005. 0,02 %.

Читайте так же:
Устройство штангенциркуля и микрометра

Цифровые вольтметры наивысшего класса точности создаются комбини-рованными: в схемах сочетаются методы поразрядного уравновешивания и времяимпульсного интегрирующего преобразования.

12. Общая структурная схема цифрового вольтметра. Методы преобразования напряжения в цифровой вид.

Принцип работы цифровых измерительных приборов основан на дискретном и цифровом представлении непрерывных измеряемых физических величин. Упрощенная структурная схема цифрового вольтметра (рис. 2.12) состоит из входного устройства, АЦП, цифрового отсчетного устройства ЦОУ и управляющего устройства. Входное устройство содержит делитель напряжения; в вольтметрах переменного тока оно включает в себя также преобразователь переменного тока в постоянный.

Рисунок 2.12 Упрощенная структурная схема цифрового вольтметра

Аналого-цифровой преобразователь преобразует аналоговый сигнал в цифровой, представляемый цифровом кодом. Процесс аналого-цифрового преобразования составляет сущность любого цифрового прибора, в том числе и вольтметра. Использование в АЦП цифровых вольтметров двоичнодесятичного кода облегчает обратное преобразование кода в десятичное число, отражаемое цифровым отсчетным устройством. Цифровое отсчетное устройство регистрирует измеряемую величину. Управляющее устройство объединяет все узлы вольтметра. По типу АЦП цифровые вольтметры делят на две основные группы:

• кодоимпульсные (с поразрядным уравновешиванием);

Метод порязрядного кодирования (уравновешенному )

Предусматривает наличие нескольких эталонов пропорциональных по величине в степени числа 2 и сравнения этих эталонов с аналоговой величиной, сравнение осуществляется последовательно с каждым эталоном от больших к меньшему сравнивающим ус-вом, так происходит до тех пор, пока не будут доступна достаточно точное совпадение измеряемого напр с эталоном.

Времяимпульсный метод

При таком преобразовании напр соответсвующее измеряемому преобразуется в некоторый интервал времени, пропорциональный величине этого напр, после чего величина этого интервала контролируется подсчётом размещающихся в нём импульсов в строго определённой частоты.

13. Измерение напряжения при помощи цифрового вольтметра с времяимпульсным преобразованием. Назначение блоков и принцип действия прибора.

ВУ – входное устройство; СУ1, СУ2 – сравнивающие устройства; ГИОЧ – генератор импульсов образцовой частоты; ГЛН – генератор линейно-изменяющегося напряжения; Т – триггер; ВС – временной селектор; УУ – управляющее устройство; СИ – счетчик импульсов; УЦО – устройство цифрового отсчета.

Рисунок 4 – Структурная схема цифрового вольтметра с времяимпульсным преобразованием.

Измерение производится под воздействием некоторого запускающего напряжения, подаваемого на вход УУ. Запуск может быть ручным или автоматическим. Ux через малые интервалы времени поступает в ВУ. УУ воздействует своим импульсом на СИ, сбрасывая предыдущий результат измерения. СИ готов к приему новой информации. Вторым импульсом УУ воздействует на ГЛН, включая его. От ГЛН напряжение поступает на входы СУ1 и СУ2.

В некоторый момент, соответствующий началу измеряемого напряжения СУ1 выдает импульс, под действием которого срабатывает электронный ключ. Триггер Т переходит в состояние «1», выдавая стробирующий импульс, который открывает ВС (временной селектор). ВС начинает пропускать импульсы в СИ от непрерывно действующего генератора импульсов ГИОЧ. СИ считает до тех пор, пока измеряемое напряжение не сравняется по величине и знаку с опорным (Ux =U), U – линейно-меняющееся опорное напряжение, поступающее от ГЛН. Когда U — Ux = 0, срабатывает СУ2, который своим импульсом закрывает электронный ключ. В это время триггер Т переходит в состояние «0», снимает с ВС стробирующий импульс. ВС закрывается, на этом счет импульсов прекращается. На некотором числе n за промежуток времени Dt = t2 – t1 измеряемое напряжение определится как Ux= 10 n × m, где (n = 0,1,2… — пределы измерений). m – число импульсов, умещающихся на промежутке Dt. Результат измерения прочитается по УЦО.

Вольтметр

Вольтметр (вольт + греч. μετρεω «измеряю») — электроизмерительный прибор непосредственного отсчёта для определения напряжения или ЭДС в электрических цепях. Подключается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии.

Идеальный вольтметр должен обладать бесконечно большим внутренним сопротивлением. Поэтому чем выше внутреннее сопротивление в реальном вольтметре, тем меньше влияния оказывает прибор на измеряемый объект и, следовательно, тем выше точность и разнообразнее области применения.

Читайте так же:
Смазка для пары металл пластик

Содержание

История [ править | править код ]

Первым в мире вольтметром был «указатель электрической силы» русского физика Г. В. Рихмана (1745). Принцип действия «указателя» используется в современном электростатическом вольтметре.

Классификация и принцип действия [ править | править код ]

Классификация [ править | править код ]

  • По принципу действия вольтметры разделяются на:
    • электромеханические — магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, электростатические, выпрямительные, термоэлектрические;
    • электронные — аналоговые и цифровые
    • постоянного тока;
    • переменного тока;
    • импульсные;
    • фазочувствительные;
    • селективные;
    • универсальные
    • щитовые;
    • переносные;
    • стационарные

    Аналоговые электромеханические вольтметры [ править | править код ]

    • Магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические и электростатические вольтметры представляют собой измерительные механизмы соответствующих типов с показывающими устройствами. Для увеличения предела измерений используются последовательно включённые добавочные сопротивления. Технические характеристики аналогового вольтметра во многом определяются чувствительностью магнитоэлектрического измерительного прибора. Чем меньше его ток полного отклонения, тем более высокоомные добавочные резисторы можно применить. А значит, входное сопротивление вольтметра будет более высоким. Тем не менее, даже при использовании микроамперметра с током полного отклонения 50 мкА (типичные значения 50..200 мкА), входное сопротивление вольтметра составляет всего 20 кОм/В (20 кОм на пределе измерения 1 В, 200 кОм на пределе 10 В). Это приводит к большим погрешностям измерения в высокоомных цепях (результаты получаются заниженными), например при измерении напряжений на выводах транзисторов и микросхем, и маломощных источников высокого напряжения.
      • ПРИМЕРЫ: М4265, М42305, Э4204, Э4205, Д151, Д5055, С502, С700М
      • ПРИМЕРЫ: Ц215, Ц1611, Ц4204, Ц4281
      • ПРИМЕРЫ: Т16, Т218

      Микровольтметр В3-57

      Аналоговые электронные вольтметры общего назначения [ править | править код ]

      Аналоговые электронные вольтметры содержат, помимо магнитоэлектрического измерительного прибора и добавочных сопротивлений, измерительный усилитель (постоянного или переменного тока), который позволяет иметь более низкие пределы измерения (до десятков — единиц милливольт и ниже), существенно повысить входное сопротивление прибора, получить линейную шкалу на малых пределах измерения переменного напряжения.

      Цифровые электронные вольтметры общего назначения [ править | править код ]

      Принцип работы вольтметров дискретного действия состоит в преобразовании измеряемого постоянного или медленно меняющегося напряжения в электрический код с помощью аналого-цифрового преобразователя, который отображается на табло в цифровой форме.

      Диодно-компенсационные вольтметры переменного тока [ править | править код ]

      Принцип действия диодно-компенсационных вольтметров состоит в сравнении с помощью вакуумного диода пикового значения измеряемого напряжения с эталонным напряжением постоянного тока с внутреннего регулируемого источника вольтметра. Преимущество такого метода состоит в очень широком рабочем диапазоне частот (от единиц герц до сотен мегагерц), с весьма хорошей точностью измерения, недостатком является высокая критичность к отклонению формы сигнала от синусоиды.

      • ПРИМЕРЫ: В3-49, В3-63 (используется пробник 20 мм)

      В настоящее время разработаны новые типы вольтметров, такие как В7-83 (пробник 20 мм) и ВК3-78 (пробник 12 мм), с характеристиками аналогичными диодно-компенсационным. Последние в скором времени могут быть допущены к применению в качестве рабочих эталонов. Из иностранных аналогов можно выделить вольтметры серии URV фирмы Rohde&Schwarz с пробниками диаметром 9 мм.

      Импульсные вольтметры [ править | править код ]

      Импульсные вольтметры предназначены для измерения амплитуд периодических импульсных сигналов с большой скважностью и амплитуд одиночных импульсов.

      Фазочувствительные вольтметры [ править | править код ]

      Фазочувствительные вольтметры (векторметры) служат для измерения квадратурных составляющих комплексных напряжений первой гармоники. Их снабжают двумя индикаторами для отсчета действительной и мнимой составляющих комплексного напряжения. Таким образом, фазочувствительный вольтметр дает возможность определить комплексное напряжение, а также его составляющие, принимая за нуль начальную фазу некоторого опорного напряжения. Фазочувствительные вольтметры очень удобны для исследования амплитудно-фазовых характеристик четырехполюсников, например усилителей.

      Селективные вольтметры [ править | править код ]

      Селективный вольтметр способен выделять отдельные гармонические составляющие сигнала сложной формы и определять среднеквадратичное значение их напряжения. По устройству и принципу действия этот вольтметр аналогичен супергетеродинному радиоприёмнику без системы АРУ, в качестве низкочастотных цепей которого используется электронный вольтметр постоянного тока. В комплекте с измерительными антеннами селективный вольтметр можно применять как измерительный приёмник.

      Вольтметры. Виды и работа. Устройство и маркировка. Особенности

      Вольтметры являются измерительными приборами, которые предназначены для измерения электродвижущей силы в электрической цепи на некотором ее участке, то есть, для измерения разности электрических потенциалов, которое называется напряжением. Единицей измерения этого параметра является Вольт. Такой измерительный прибор должен подключаться параллельно измеряемому участку или нагрузке. Если вольтметр подключить к выводам батарейки или блока питания, то прибор покажет не напряжение, а электродвижущую силу, так как при подключении в цепь с нагрузкой напряжение меняется.

      Классификация

      Вольтметры в идеале должны иметь большое внутреннее сопротивление, для обеспечения точных показаний, и не воздействовать на измеряемую цепь. Поэтому в высокоточных приборах стремятся к наибольшему внутреннему сопротивлению.

      Voltmetry risunok

      По принципу действия:
      • Электромеханические.
      • Электронные.
      По назначению:
      • Для постоянного тока.
      • Для переменного тока.
      • Импульсные.
      • Фазочувствительные.
      • Селективные.
      • Универсальные.
      По способу исполнения:
      • Переносные.
      • Стационарные.
      • Щитовые.
      Устройство и работа

      Основные виды вольтметров.

      Электромеханические

      Процесс измерения основан на прямой линейной зависимости движения механического вида от напряжения. Стрелка прибора находится на рамке с обмоткой, расположенной на вращающейся оси внутри постоянного магнита.

      Voltmetry elektromekhanicheskie

      При возникновении в рамке напряжения, вокруг нее появляется электромагнитное поле. В результате рамка со стрелкой поворачивается в магнитном поле на определенный угол, величина которого зависит от измеряемой величины. Чувствительностью прибора называется коэффициент пропорциональности между значением угла поворота рамки и напряжением. Чтобы не было колебаний вращающейся рамки со стрелкой, используют магнитно-индукционный демпфер.

      Он выполнен в виде алюминиевой пластины, закрепленной на оси, и движется совместно со стрелкой в магнитном поле. Вихревые токи при этом препятствуют колебаниям рамки, поэтому возникающие колебания стрелки затухают. Воздушные демпферы вольтметров состоят из цилиндров с поршнями, которые связаны механическим путем со стрелкой. При возникающих колебаниях стрелки поршень сглаживает их путем затормаживания в цилиндре. Чтобы точность измерений была высокой, прибор не должен зависеть от силы тяжести, стрелка должна отклоняться только от действия катушки в поле магнита, а не от силы тяжести. Поэтому подвижные элементы оснащают специальными грузиками, играющими роль противовесов.

      Для уменьшения трения металлические наконечники изготавливают из прочной стали, затем полируют их. Подпятники выполняют из твердых камней. Зазор между подпятником и полированным наконечником регулируется винтом. Направление поворота стрелки зависит от полярности тока, протекающего через катушку. Поэтому для правильных измерений необходимо соблюдать полярность.

      Электронные вольтметры

      Приборы с электронной начинкой делятся в свою очередь на аналоговые и цифровые. Они отличаются тем, что в аналоговых приборах имеется стрелка и шкала, а в цифровых приборах значение напряжения выводится на цифровой экран. Аналоговые приборы работают по принципу преобразования переменного входного напряжения в постоянное. Затем оно усиливается и поступает на детектор, сигнал от которого отклоняет стрелку. Чем выше напряжение входа, тем больше отклонится стрелка.

      Цифровые

      Такие приборы работают с большей точностью, в отличие от аналоговых моделей. Принцип их работы заключается в изменении аналогового входного сигнала в цифровой вид. При этом кодированный цифровой сигнал приходит на устройство, преобразующее двоичный код в цифры, отображаемые на экране. Точность измерений цифровых вольтметров зависит от дискретности аналого-цифрового устройства, преобразующего сигнал.

      Voltmetry tsifrovye

      Вольтметры в сети переменного тока

      Работа таких устройств заключается в преобразовании переменного значения напряжения в постоянное. После этого сигнал усиливается и поступает на измерительный механизм магнитоэлектрического действия.

      Импульсный вольтметр

      Такой прибор способен измерить короткие импульсы напряжений в сети. Разберем устройство и работу импульсного вольтметра на примере устройства для поиска неисправностей в электрической сети автомобиля. Он служит для поиска импульсных помех.

      Около 5% неисправностей автомобиля возникают из-за неисправностей электрической проводки в виде помех и исчезающего контакта. У старого автомобиля таких неисправностей больше. Простыми вольтметрами и тестерами такие неисправности невозможно, так как они не реагируют на одиночные импульсы, приводящие к сбою и выходу из строя оборудования.

      Бортовой компьютер автомобиля при неисправностях выдает сигнал. При проверке выясняется, что это коды – ошибки. Ремонтники меняют свечи, сам компьютер, выполняют другие работы. Но по-прежнему выдается «ошибка двигателя», а кодов неисправностей нет, так как импульсы, вызванные неисправностями, не улавливаются.

      Для решения этих проблем существует прибор, измеряющий импульсные сигналы напряжения. Он срабатывает при появлении одиночного импульса. На корпусе устройства имеется переключатель чувствительности.

      Voltmetry impulsnye

      Порядок работы:
      • Большие «крокодилы» подключить на аккумуляторные клеммы.
      • Провод с небольшим «крокодилом» подключить на положительную клемму батареи.
      • Чувствительность установить на «0».
      • Двигатель запустить.
      • При нормальном аккумуляторе при запуске двигателя красный индикатор на приборе не должен светиться. В противном случае необходимо искать неисправность на клеммах батареи или в ее внутреннем состоянии.
      • При запущенном двигателе чувствительность установить на «1», покачать кузов машины, легко постучать по аккумулятору деревянной палкой. Если импульсный вольтметр не сработал, то в аккумуляторе нет проблем.
      • Подобным образом проверяют электропроводку, лампочки, электронные узлы и потребители энергии.

      На этом примере становится понятно, для чего нужны и как работают импульсные вольтметры.

      Фазочувствительные

      Такие приборы называют векторметрами. Они предназначены для замеров квадратурных составляющих напряжений первой гармоники. Они оснащаются двумя индикаторами для показаний мнимой и действительной составляющей комплексного напряжения.

      Фазочувствительный вольтметр определяет общее напряжение в комплексе. При этом начальная фаза опорного напряжения принимается за ноль. Такие типы приборов нашли применение в лабораторных исследованиях фазоамплитудных характеристик четырехполюсных усилителей и т.п.

      Селективные

      Вольтметры, способные избирательно выделить гармонические составляющие сложного сигнала и среднеквадратичную величину напряжения, называют селективными. По конструктивным особенностям и принципу работы такие приборы подобны устройству супергетеродинного радиоприемника, без регулятора усиления.

      Voltmetr selektivnyi

      Универсальные

      Название прибора говорит само за себя. С помощью такого вольтметра можно измерить ЭДС в любых цепях и при любых условиях. Чаще всего они имеют в комплекте набор различных шунтов в виде гасящих резисторов.

      Voltmetr universalnyi

      Универсальные измерители напряжения обладают множеством функций и возможностей, имеют незначительный расход энергии, и могут определить напряжение, как в аналоговом, так и в цифровом виде. Они применяются в различных сферах производства, науки, техники, лабораторных исследованиях.

      Переносные вольтметры

      Такие приборы являются автономными, так как не требуют для своей работы внешнего питания. Они имеют небольшие габаритные размеры и заключены в удобный эргономичный корпус. Одним из видов переносных вольтметров можно назвать мультиметр, или тестер. Он также имеет компактные размеры, однако его точность работы достаточно высокая, и позволяет получить точные результаты при выполнении ответственных заданий.

      Voltmetr perenosnoi

      Стационарные вольтметры

      Приборы стационарного типа обычно размещают в большом металлическом корпусе с большой шкалой измерений. Их можно устанавливать и подключать в различных положениях, для этого на корпусе имеются соответствующие крепления. Стоят такие приборы значительно дороже переносных моделей. Однако высокая точность работы позволяет применять их в различных сферах: лабораториях, крупных производственных объектах, научных центрах и т.д.

      Voltmetr statsionarnyi

      Щитовые

      Внешний вид щитовых вольтметров аналогичен переносным приборам, с отличием в том, что устанавливаются они в специальные шкафы для контрольных приборов.

      Voltmetr shchitovoi

      Маркировка вольтметров
      Для определения типа прибора можно посмотреть его обозначение маркировки. Если первая буква в названии:
      • «Д» — это вольтметр электродинамического действия.
      • «М» — прибор магнитоэлектрический.
      • «Т» — термоэлектрический.
      • «С» — электростатический.
      • «Ц» — приборы выпрямители.
      • «Э» — электромагнитные.
      • «Щ», «Ф» — электронные.

      Радиоизмерительные вольтметры маркируются по-другому. Вначале стоит буква «В», а далее цифра обозначает тип. Затем идут символы модели прибора.

      Вольтметр. Устройство, принцип работы, виды и характеристики

      Вольтметр. Устройство, принцип работы, виды и характеристики

      Вольтметр, что это такое? В первую очередь это прибор, который служит в качестве измерительного устройства величины напряжения до 1000В в сетях постоянного и переменного тока, промышленной частоты и используется в информационно-измерительных системах. Идеальный вольтметр обладает чрезвычайно высоким, бесконечным сопротивлением, за счет большого сопротивления прибора достигается наиболее высокая точность и широкие сферы использования.

      Прибор предназначен для обеспечения математической и логической обработки измерений.

      Виды вольтметров

      Существует два вида вольтметров:

      1. Портативные или переносные вольтметры, предназначенные для проверки (тестирования) напряжения в сети. Как правило, такой прибор включается в конструкцию тестера, различаются цифровые или стрелочные приборы, кроме измерения напряжения они выполняют функцию по измерению токов нагрузки, сопротивления цепи, температуры и т. д.
        Если цифровые приборы отличаются точностью показаний то типы вольтметров, относящиеся к аналоговым (стрелочным) приборам, способны реагировать на малейшие отклонения параметров, не определяемых цифровым прибором.
      2. Стационарные приборы устанавливаются на приборных панелях в электрораспределительных щитах для контроля работы оборудования, эти приборы принадлежат к электромагнитному типу.

      Классификация вольтметров

      Приборы различаются по принципу действия, бывают электромеханические и электронные.

      По назначению, приборы – импульсные, измеряющие сеть постоянного и переменного тока.

      Как подключить вольтметр

      Вольтметр включают в цепь параллельно нагрузке и источнику напряжения, это делается для того чтобы высокое сопротивление, используемое в приборе не оказывало влияние на показания прибора. Величина тока протекающего через прибор должна быть минимальной.

      Рис. №1. Схема подключения вольтметра в электрическую сеть.

      Рис. №1. Схема подключения вольтметра в электрическую сеть.

      Технические характеристики вольтметра

      Нормальная работа вольтметра возможна при температуре воздуха не превышающая 25 – 30 о С с относительной влажностью воздуха до 80% при атмосферном давлении 630 – 800мм рт. ст. Частота питающей сети 50 Гц и с напряжением 220В (частотой до 400 Гц). На измерение большое влияние оказывает форма кривой переменного напряжения питающей сети – синусоида с коэффициентом гармоник не более 5%.

      Возможности прибора оцениваются при помощи следующих показателей:

      1. Сопротивление прибора.
      2. Диапазон измеряемых величин напряжения.
      3. Класс точности измерений.
      4. Предельные границы частот напряжения переменной цепи.

      Принцип действия прибора

      В основу работы вольтметра заложен метод аналогово-цифрового преобразования с двухтактным интегрированием. Рассмотрим работу прибора на примере В7-35. Преобразователи установленные в конструкции, измеряя величины напряжения постоянного и переменного тока, силу тока, сопротивление, преобразуют в нормализованное напряжение и при использовании АЦП преобразуют в цифровой код.

      Функциональная схема цифрового вольтметра работает на использовании 4 преобразователей это:

      1. Масштабирующий преобразователь.
      2. Низкочастотный прибор, преобразующий напряжение переменного тока в постоянный ток.
      3. Преобразователь силы постоянного и переменного тока в напряжение.
      4. Преобразователь сопротивления в напряжение.

      Рис. №2.Схема цифрового вольтметра

      Рис. №2.Схема цифрового вольтметра

      Вольтметр переменного тока

      Широкополосные электронные вольтметры, используемые в сетях переменного тока, имеют свои конструктивные особенности и свойственную только им градуировку. Степень воздействия на измеряемую цепь при исследовании зависит от входных параметров комплексное, это: входное активное сопротивление (Rв), при этом сопротивление должно быть наиболее высоким, емкость на входе (Cв), она должна быть как можно меньше и индуктивность (Lпр), она вместе с емкостью создает последовательный колебательный контур, отличающийся своей резонансной частотой.

      Рис. №3. Схема подключения высокочастотного вольтметра.

      Рис. №3. Схема подключения высокочастотного вольтметра.

      Измерение сопротивления вольтметром

      Низкоомный вольтметр с сопротивлением не более 15 Ом пригоден для измерения сопротивлений и выполняется при помощи формулы:

      Rx = Rи * (U1/U2 – 1)

      Для формулы используются сопротивление вольтметра Rв, а также 1 и 2 показания вольтметра, точность измерения не всегда соответствует действительности, так как замер осуществляется без учета внутреннего сопротивления прибора. Более точный результат достигается при использовании формулы:

      Rx = (Rв + r ) * (U1/U2 — 1), внутреннее сопротивление – r.

      При замере каждое последующее сопротивление должно быть большим по сопротивлению вольтметра и выполнятся с фиксацией каждого замера.

      Для того чтобы определить какое напряжение показывает вольтметр руководствуются шкалой вольтметра, при помощи цены деления прибора. Она определяется по верхнему пределу замеряемого значения, которое делится на количество делений шкалы.

      голоса
      Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector