Делители напряжения

Ø Делители напряжения являются простейшими масштабирующими из­мерительными преобразователями, которые(рис.) используются при из­мерениях напряжения постоянного и переменного тока в случаях, когда измеряемое напряжение превосходит максимально допусти­мое значение напряжения на входе прибора или его верхний предел измерения.

Например, делитель напряжения необходим, если требуется измеритьение на­пряжения в бытовой электрической сети (220 В) цифровым прибором, который допускает напряжение на их входе не более, чем 100(3-10) В. Использо­вание делителей напряжения практически обяза­тельно при работе с электронными, цифровыми или микропроцессорными приборами, входное напряже­ние которых не должно превышать 3-10 В.

Делитель напряжения состоит (рис.2.30) из двух сопротивлений R ₁ и R ₂, подключенных парал­лельно нагрузке (или источнику сигнала), а измери­тельный прибор подключается параллельно сопро­тивлению R ₂, причем обычно R ₁ > R ₂, Из схемы подключения делителя напряжения видно, что он представляет собой последовательно соединенные добавочное сопротивление и измерительный шунт. Отсюда сразу следует, что для корректной работы дели­теля напряжения необходимо одновременное выполнение двух условий:

2.21

Т.е. полное сопротивление делителя напряжения должно быть много больше сопротивления нагрузки и (или) внутреннего сопротивления источника сигнала, а сопротивление меньшего плеча делителя должно быть много меньше внутреннего сопротивления измерительного прибора. Тогда, величина напряже­ния, измеряемая прибором U будет связана с напряжением в цепи U ₀ соотноше­нием:

и 2.22

где где U_вх - напряжение на входе делителя (измеряемое напряжение), U _вых - напряжение на выходе делителя (напряжение на входе измерительного прибора), К_д – коэффициент деления (ослабления) сигнала.

Для того, чтобы делитель напряжения не искажал истинную величину измеряемого сигнала и формулы (), определяющие коэффициент деления, были верны необходимо выполнение двух условий:

·входное сопротивление делителя напряжения должно быть много больше внутреннего сопротивления источника сигнала R_д = R₁+R₂>> R_вн,

·сопротивление меньшего плеча делителя напряжения должно быть много больше входного сопротивления измерительного прибора R₂>> R_вх

Погрешность измерения напряжения с исполь­зованием делителя определяется точностью с кото­рой известны сопротивления R ₁ и R ₂ и точностью, с которой выполняются условия (2.20). Если условия условие (2.20) и () не выполняеются, то коэффициент деления К_д бу­дет сильно зависеть от значений внутреннего сопротивления источника сигнала и соотношения между входного внутренним сопротивлениемя прибора R _вн и сопротивлением делителя (рис.). В общем этом случае при расчете параметров дели­теля напряжения нужно одновременно учитывать определе­нии коэффициента ослабления необходимо учитывать сопротивление нагрузки и внутреннее сопротивление источника сигналов. и сопротивление подводящих проводов и в формуле () вместо величин сопротивлений плечей делителя R₁ и R₂ должны использоваться их эквивалентные значения R_{1эк в} = R_1экв = R₁+R_вн +R_п и R_{2эк в} = (1/R₂+1/R_вх).

Делители напряжения обычно изготавливаются из стандартных высокоточных резисторов с повы­шенной температурной и временной стабильностью.

· Электронные приборы для наладки и испытаний электротехнического и электронного оборудо­вания (рис. 2.31а)

· Цифровые и микропроцессорные электроизмери­тельные приборы (рис. 2.32)

· Измерения напряжения выше 1000 В и другая вы­соковольтная электроизмерительная аппара­тура (рис. 2.32 в).

· Многопредельные электромеханические измери­тельные приборы

Для элек­тромеханических приборов часто не выполняется одно из условий возможности использования делителей напряжения – доста­точно высокое внутренние сопротивление измерительного прибора. В этом случае в его цепь по­следовательно включается высокоомное добавочное сопротивление. В резуль­тате внутреннее сопротивление измерительной цепи увеличивается до вели­чины, которая будет удовлетворять условиям (2.20, 2.21).

Дата добавления: 2015-03-31