Магнитоэлектрические вольтметры

Последовательная схема.

Rд – добавочное сопротивление

R_х = измеряемое сопротивление

U_ип – дополнительный источник питания

 

 - угол поворота  - чувств. по току

α                                                    U_п – var!!! – при изменении Uп изменяется измеряемая величина

 

                                                                            I_max соответствует R_x=0

                                                                                                                           нуль справа

	∞                       0

 

 

                                                            R_x

Влияние источника питания на результат измерения убирается с помощью магнитного шунта, встроенного в конструкцию ИМ, который влияет на магнитное поле для компенсации напряжения питания.

 

 

Параллельная схема.

Шкала

                                                      - равномерная шкала

0                     ∞

                                                           - не равномерная шкала (класс точности  k)

 

                                                                           

 

Диапазон 1.5 - 2.5

Достоинства:

1) Высокая точность

2) Высокая надежность

Недостаток: зависимость от напряжения питания.

Возможно построение комбинированных приборов (тестеров), измеряющих одновременно напряжение, ток, сопротивление, (индуктивность, емкость). На основе МЭИМ строятся также такие высокочувствительные приборы, как гальванометры, а также приборы для измерения на переменном напряжении.

 

Электронные аналоговые приборы и преобразователи.

 

Электронные аналоговые приборы и преобразователи.

Средства измерения, в которых преобразование сигнала измерительной информации производится с помощью аналоговых электронных устройств. Выходной сигнал таких средств измерения является непрерывной функцией входного сигнала. Используются для измерения всех видов электрических сигналов: напряжение, ток, сопротивление, фаза, частота…

Электронные вольтметры – средства измерения, в которых измеряемое напряжение преобразуется в постоянный ток, который измеряется МЭИМ.

Шкала проградуирована в единицах измерения напряжения

Характеристики:

1) Широкий диапазон измеряемых значений напряжения, от 10^-9 В на постоянном токе до 10^3 В на переменном токе.

2) Высокая чувствительность за счет использования входных усилителей

3) Большое входное сопротивление

4) Широкий частотный диапазон измеряемого напряжения от 0 до 10^8 Гц

Напряжение зависит от частоты (график 1)

Неравномерность АЧХ не должна превышать ±3 дБ относительно опорной.  (график 2)

              U(f)                                                        U(f)

                                                              ∞                3дБ

                                                                                     3дБ

                                                                                                                                           h₁

                                                            t                                                                f_{верх гр}   t

                                                                                                                               f_оп – опорная частота

                                                           f_{верх гр} – верхняя граница частоты

                                                                          Δf = f_{в гр} – f_{н гр} = f_{в гр} (f_{н гр}=0) – полоса пропускания

Опорная часть – значение чистоты, которое заведомо лежит

почти в центре полосы пропускания ср-ва измерения

Электронные вольтметры подразделяются на:

1) Постоянного тока – для измерения постоянного напряжения

2) Переменного тока

3) Универсальные (также измеряют дополнительные величины)

4) Импульсные

5) Селективные

 

Электронные аналоговые вольтметры постоянного и переменного тока.

Постоянного тока.

ВД - Входной делитель с коэффициентом преобразования, УПТ - Усилитель постоянного тока, ИМ- Магнитоэлектрический измерительный механизм.

Обладают высокой чувствительностью.

Особенности:

1) 1)

2) Большое входное сопротивление

При  появляется дрейф нулевого уровня.

Для увеличения чувствительности используется модулятор, демодулятор. (микровольтметры)

U~ - переменное напряжение

U_вых – выходное напряжение

M- модулятор

Y~ - усилитель переменного тока

ДМ - демодулятор

Г – генератор

                                                                         U_x- измеряемое напряжение

                                                                         U_M – модуляционное напряжение

Усилитель усиливает переменную составляющую.

 

 

Функцию модулятора и демодулятора выполняют аналоговые ключи, которые управляются генератором синхронно. Позволяет получать величину коэффициента усиления до ~10^5. Зависит от полярности.