Электронные измерительные приборы

Uизм

а — схема, б — график напряжения Рисунок 8.15—Измерительный амплитудный выпрямитель

После нескольких периодов постоянное напряжение на конденсаторе U_с возрастает и становится почти равным амплитудному значению измеряемого напряжения U_m. При большом сопротивлении резистора R ток через него I = U _c /R≈ U _m /R. Таким образом, ток через резистор и постоянное выходное напряжение на нем пропорциональны амплитуде измеряемого переменного напряжения или переменной составляющей пульсирующего напряжения.

Конденсатором С вход схемы закрыт для постоянного напряжения или постоянной составляющей пульсирующего напряжения. Фильтр R _ф С _ф, включенный на выходе схемы, снижает пульсации выпрямленного напряжения. Схема с параллельным включением диода и нагрузочного резистора R имеет входное сопротивление R _Вх ≈ R /3, которое можно увеличить, выбрав сопротивление R порядка мегаома и выше, что вполне допустимо, поскольку схемы современных УПТ имеют очень большое входное сопротивление и не оказывают заметного шунтирующего действия. Входная емкость достаточно мала (порядка 2‒3 пФ), так как применяются ВЧ‒ или СВЧ-диоды, имеющийе малые паразитные емкости, а также малогабаритные резисторы и конденсаторы.

Амплитудные выпрямители, смонтированные в выносном пробнике, используют не только в вольтметрах, но и в других приборах, когда требуется преобразование переменного напряжения высокой частоты в постоянное, например в некоторых электронных осциллографах, измерителях частотных характеристик и др.

Все схемы измерительных выпрямителей оценивают по входному напряжению U_Bх, вызывающему полное отклонение стрелочного указателя измерительного механизма, и сопротивлению R_Bх со стороны входных зажимов. Если к входным зажимам приложить напряжение U_Bх, появившийся входной ток I _Вх вызовет полное отклонение указателя.

I Вх = Ubх/R B х

Следовательно, эти схемы можно применять для измерения напряжений и токов соответственно на пределах до U_Bх и I_Вх.

Измерительные приборы, в которых при измерениях используются различные преобразователи с выходыми электрическими сигналами, называют электронными. В настоящее время электронными являются большинство измерительных приборов: осциллографы; генераторы сигналов; универсальные аналоговые вольтметры; универсальные цифровые вольтметры; кондуктометры; частотомеры и т.д.

Измерение постоянного тока электронным микроамперметром

Для измерения очень малых токов используют электронный микроамперметр, состоящий из магнитоэлектрического прибора и усилителя постоянного тока (УПТ), который повышает чувствительность, т.е. позволяет уменьшить входной ток полного отклонения

где К — коэффициент усиления по току УПТ.

Так, для измерительного механизма, имеющего параметры I_и = 50 мкА и R_к= 2000 Ом, при К = 10 предел измерения I_вх = I_и /K = 50/10 = = 5 мкА, а при К = 25 он равен I_вх = 50/25 = = 2 мкА. Таким образом, без усилителя прибором измеряют токи от 10 до 50 мкА, а с усилителем при К = 10 ‒ от 1 до 5 мкА и при К = 25 ‒ от 0,4 до 2 мкА.

В настоящее время в качестве УПТ наиболее широкое применение получил микросхемы на основе дифференциальных усилителей, называемые операционными усилителями (ОУ).

Оценку электронного микроамперметра производят по входному току I_вх, вызывающему полное отклонение стрелочного указателя измерительного прибора и входному сопротивлению R_вх. Если к входным зажимам подвести напряжение U_вх = I_вх∙ R_вх, входной ток I_вх вызовет полное отклонение указателя. Следовательно, прибор можно использовать также для измерения напряжений.

Измерение постоянного напряжения электронным вольтметром

Для измерения малых величин постоянного напряжения применяют электронные микро/милливольтметры, схема которых состоит из УПТ с магнитоэлектрическим прибором ИП (рис. 5).

Дата добавления: 2014-12-08