Файл: Попов В.С. Электрические измерения (с лабораторными работами) учебник.pdf

измеряемое напряжение сначала выпрямляется детектором

с.

Установ­ ка нуля

У \/ \/ \ ^

а)

б)

Рис. 3-37. Схемы днодных вольтметров переменного тока.

а — с детектором среднего значения; б — с амплитудным де­ тектором.

диапазон частот, что характерно для усилителей напря­ жения.

Схемы электронных вольтметров переменного тока, выполненные на двойном диоде, даны на рис. 3-37.

107

В первой схеме (рис. 3-37, а) через измерительный меха­ низм ток проходит только при положительной полуволне напряжения Ux. Вращающий момент и угол поворота подвижной части пропорциональны среднему зпачеииго измеряемого напряжения. Так как шкала вольтметра градуируется в действующих значениях при синусоидальной форме кривой, то показания такого вольтметра с детектором среднего значения зависят от формы кривой измеряемого напряжения^.

Начальный ток / 0 , идущий через измеритель при Ux = О, компенсируется начальным током / к второго диода, направ­ ление которого в измерителе противоположно току / 0 . Небольшой начальный ток 10 при замкнутых зажимах вольтметра вызывается тем, что часть электронов, вылета­ ющих из катода, имеет достаточную начальную скорость для достижения анода при нулевом и даже при некотором

четверти перпода потенциал сра выше tpB , то через диод идет ток и конденсатор С быстро заряжается до амплитудного значения входного напряжения Ux, так как сопротив­ ление открытого диода мало. Во вторую четверть периода входное напряжение их меньше напряжения на копдеисаторе й-с и последний разряжается. При этом потенциал анода (точка ?г) отрицателен по отношению к катоду (точка в), такиж образом, диод заперт и конденсатор разряжается через-измеритель И и относительно большое сопротивление г, при котором процесс разрядки замедлен.

Если выполнено условие Cr ^> Т, то за время полупери­ ода 772 напряжение на конденсаторе изменится очень незна­ чительно (рис. 3-37, б). Таким образом, показания вольт­ метра (измерительного механизма) будут пропорциональны амплитудному значению измеряемого напряжения Umx. .

Шкала вольтметра градуируется в действующих зна­ чениях синусоидального напряжения U, тогда при любой

рис. 3-38. Измеряемое напряжение Ux подводится к сетке триода, начальный потенциал которой Ux = 0 можно изме­ нять делителем напряжения г0 .

108

на «условный нуль» шкалы. После включения измеряемого напряжения (кривая

1—2—3—4—5 на рис. 5-39) напряжение на

анодной цепи будет пульсирующий ток, зависящий от измеряемого напряжения. Вследствие нелинейности ха­

Д-^а= Ли ср -^ао независимо от формы кривой входного измеряемого напря-

4 0 9

жения может быть получена примерно пропорциональной квадрату действующего значения напряжения, т. е.

Д / а = /сЩ,

если соответствующим образом выбрать характеристику триода га = / (мс ) и начальное сеточное смещение Uco- Таким образом, шкала прибора имеет квадратичный характер.

Так как при Ux = 0 анодный ток лампы не равен нулю, то обычно через выходной прибор пропускают ток компен­ сации iK = ho, направленный встречно.

Электронные вольтметры, имеющие высокую чувстви­ тельность и большое входное сопротивление, широко применяются для измерений в цепях малой мощности, например для радиотехнических измерений.

Отечественная промышленность выпускает большое число различных электронных приборов, например вольт­ метры типа Ф-505 класса точности 1,5 при номинальной области частот 45—5 ООО Гц и многопредельные высоко­ чувствительные миллиамперметры типа Ф-58. Они пред­ назначены для измерений действующих значений напряже­ ний и токов в цепях переменного тока при несинусондальной форме кривых. Приборы представляют собой двухкаскадный усплитель напряжения низкой частоты, на выходе которого включеп электростатический измеритель.

Положительные свойства электропных вольтметров: высокая чувствительность, независимость показаний от частоты и формы кривой измеряемой величины, ничтож­ ная мощность потерь.

Отрицательные свойства: невысокая точность (класс точности 1—2,5), наличие вспомогательного источника питания, необходимость новой градуировки при замене ламп.

Глава четвертая

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

4 - 1 . ТРАНСФОРМАТОРЫ Н А П Р Я Ж Е Н И Я

Измерительные трансформаторы, представляющие собой измерительные преобразователи, делят на транс­ форматоры напряжения и трансформаторы тока. Транс-

110