Меню

Структурные схемы электронных вольтметров постоянного тока



Электронные вольтметры постоянного тока

Электронные вольтметры постоянного тока представляют собой сочетание входного делителя, усилителя постоянного тока и измерительного механизма магнитоэлектрической системы с отсчетным устройством.

Упрощенная структурная схема электронного вольтметра постоянного тока:

ВД – входной делитель, служит для расширения пределов измерений. ВД несколько снижает входное сопротивление прибора и служит источником дополнительных погрешностей.

УПТ – усилитель постоянного тока, предназначен для повышения чувствительности вольтметра по напряжению. Является усилителем мощности входного сигнала для приведения в действие измерительного механизма магнитоэлектрической системы.

ИМ – измерительный механизм с отчетным устройством.

Основной недостаток — дрейф нуля – самопроизвольное изменение выходного сигнала.

где KВД — коэффициент преобразования входного делителя

KУПТ — коэффициент преобразования усилителя постоянного тока

SU — чувствительность измерительного механизма по измеряемой величине (напряжению)

UX — измеряемое напряжение

1. сравнительно большая относительная погрешность (1-5%);

2. необходимость в стабилизированном источнике питания;

3. влияние смены элементов в схеме преобразования на градуировку шкалы прибора

Электронные вольтметры переменного тока

Электронные вольтметры переменного тока для измерения напряжений в диапазоне частот от 1 герца до нескольких тысяч герц.

Импульсные электронные вольтметры предназначены для измерения одиночных и повторяющихся импульсных и импульсно-модулированных напряжений в диапазоне длительности от единиц наносекунд до десятков миллисекунд. Импульсные вольтметры применяются для измерения амплитудного значения напряжения переменного тока. Некоторые типы могут использоваться для измерения напряжения постоянного тока.

Основное отличие вольтметров переменного тока от вольтметров постоянного тока – наличие преобразователя переменного напряжения в постоянное. Этот преобразователь называется выпрямителем или детектором. В зависимости от него показания прибора могут быть пропорциональны среднему амплитудному либо действующему значению напряжения.

Электронные вольтметры переменного тока и импульсные вольтметры могут строиться по одной из схем:

Схемы различаются типом измерительного преобразования.

В вольтметрах первой модификации измеряемое переменное напряжение сначала преобразуется в постоянное напряжение, которое затем измеряется по схеме электронного вольтметра постоянного тока (УПТ и ИМ). Основной недостаток – низкая чувствительность.

В вольтметрах второй модификации измеряемое переменное напряжение сначала усиливается с помощью усилителя переменного тока, затем преобразуется в постоянное напряжение и измеряется по схеме электронного вольтметра постоянного тока. Вольтметры, выполненные по второй схеме, имеют более высокую чувствительность. Диапазон измеряемых напряжений может быть широким у обеих модификаций.

Тип детектора и структурная схема определяют принадлежность вольтметров обеих модификаций к вольтметрам амплитудного, среднеквадратического и средневыпрямленного напряжений.

Селективные вольтметры – электронные вольтметры, на входе которых предусмотрены специальные настраиваемые устройства. Предназначены для измерения высокочастотных напряжений в присутствии помех.

Универсальные – предназначены для измерения напряжения на постоянном и переменном токе. Кроме того позволяют измерять значение постоянного тока, сопротивление на постоянном токе и некоторые конструкции позволяют измерять частоту.

Структурная схема электронного универсального вольтметра:

В – переключатель рода работ

П, ПR – преобразователи

RX – измеряемое сопротивление

В зависимости от положения переключателя рода работ В, вольтметр работает по схеме вольтметра переменного тока с преобразователем П (положение 1) или вольтметра постоянного тока (положение 2).

В универсальных (комбинированных) вольтметрах часто предусматривается возможность измерения сопротивления RX. В таких вольтметрах имеется преобразователь ПR, выходное напряжении которого зависит от неизвестного сопротивления RX. Шкала прибора градуируется в единицах сопротивления. При измерении резистор с неизвестным сопротивлением подключается к входным зажимам преобразователя, а переключатель рода работ устанавливается в положение 3.

Фазочувствительные вольтметры – предназначены для измерения значений комплексных составляющих вектора напряжения первой гармоники на выходе устройства по отношению к вектору входного напряжения.

Измерители отношения напряжений – определяют отношение двух напряжений постоянного или переменного тока.

Преобразователи напряжений – преобразуют один вид напряжения в другой (переменное в постоянное). Не имеют отчетного устройства и могут применяться в составе измерительных установок, либо с другими приборами.

Дата добавления: 2018-08-06 ; просмотров: 766 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

336 ЛЕКЦИИ И ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ / ЛЕКЦИИ / Лекция №3 — Электронные вольтметры

ЭЛЕКТРОННЫЕ АНАЛОГОВЫЕ ПРИБОРЫ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Электронные аналоговые приборы и преобразователи представляют собой средства измерений, в которых преобразование сигналов измерительной информации осуществляется с помощью аналоговых электронных устройств. Выходной сигнал таких средств является непрерывной функцией измеряемой величины. Электронные приборы и преобразователи применяют при измерениях практически всех электрических величин: напряжения, тока, частоты, мощности, сопротивления и т.д.

Достоинства электронных измерительных приборов:

высокая чувствительность обусловлена применением усилителей;

малое потребление энергии из цепи, в которой производят измерение, что определяется высоким входным сопротивлением данных приборов;

широкий диапазон частот, в котором чувствительность неизменна.

сложность, обусловленная большим числом деталей и элементов;

необходимость в источниках питания электронных устройств, входящих в прибор;

сравнительно невысокая надежность, обусловленная большим числом элементов.

В электронных вольтметрах измеряемое напряжение преобразуется с помощью аналоговых электронных устройств в постоянный ток, который подается на магнитоэлектрический измерительный механизм со шкалой, градуированный в единицах напряжения. Электронные вольтметры обладают высокой чувствительностью и широким диапазоном измеряемых напряжений (от десятков нановольт на постоянном токе до десятков киловольт), большим входным сопротивлением (более 1 Мом), могут работать в широком частотном диапазоне (от постоянного тока до частот порядка сотен МГц).

Существуют множество различных типов вольтметров. По своему назначению и принципу действия наиболее распространенные вольтметры могут быть подразделены на вольтметры постоянного тока, переменного тока, универсальные, импульсные и селективные.

Вольтметры постоянного тока. Упрощенная структурная схема таких вольтметров показана на рис. 5.1, где ВД – входной делитель напряжения; УПТ – усилитель постоянного тока; ИМ – магнитоэлектрический измерительный механизм; Ux – измеряемое напряжение.

Рис. 5.1. Структурная схема электронного вольтметра постоянного тока

Последовательное соединение делителя напряжения и усилителя позволяет делать вольтметры высокочувствительными и многопредельными за счет изменения в широких пределах их общего коэффициента преобразования. Повышение чувствительности вольтметров постоянного тока путем увеличения коэффициента усиления УПТ kУПТ наталкивается на технические трудности из-за нестабильности работы УПТ, характеризующейся изменением kУПТ и самопроизвольным изменением выходного сигнала усилителя (дрейф «нуля»). Поэтому в таких вольтметрах kУПТ≈1, а основное назначение УПТ – обеспечить большое входное сопротивление вольтметра.

Читайте также:  Допустимые значения плотности тока

Данная структурная схема вольтметра постоянного тока используется в составе универсальных вольтметров, поскольку при незначительном усложнении – добавлении преобразователя переменного напряжения в постоянное, появляется возможность измерения и переменного напряжения.

Вольтметры переменного тока. Такие вольтметры состоят из преобразователя переменного напряжения в постоянное, усилителя и магнитоэлектрического измерительного механизма. Возможны две обобщенные структурные схемы вольтметров переменного тока (рис. 5.2), различающиеся своими характеристиками. В вольтметрах по схеме рис. 5.2,а измеряемое напряжение uх, сначала преобразуется в постоянное напряжение, которое затем подается на УПТ и ИМ, являющиеся, по существу, вольтметром постоянного тока. Преобразователь Пр представляет собой нелинейное звено, поэтому вольтметры с такой структурой могут работать в широком частотном диапазоне. В то же время указанные недостатки УПТ и особенности работы нелинейных элементов при малых напряжениях не позволяют делать такие вольтметры высокочувствительными.

Рис. 5.2. Структурные схемы вольтметров переменного тока

В вольтметрах, выполненных по схеме рис. 5.2,б, благодаря предварительному усилению удается повысить чувствительность. Однако создание усилителей переменного тока с большим коэффициентом усиления, работающих в широком диапазоне частот, – трудная техническая задача. Поэтому такие вольтметры имеют относительно низкий частотный диапазон (1 – 10 МГц).

Различают вольтметры амплитудного, среднего или действующего значения.

Рис. 5.3. Схема (а) и временная диаграмма сигналов преобразователя амплитудных значений (пикового детектора) с открытым входом

Вольтметры амплитудного значения имеют преобразователи амплитудных значений (пиковые детекторы) с открытым (рис. 5.3,а) входом, где uвх и uвых – входное и выходное напряжение преобразователя. Если вольтметр имеет структуру рис. 5.3,а, то для преобразователя uвх=uх. В амплитудных преобразователях с открытым входом конденсатор заряжается практически до максимального uхmax положительного (при данном включении диода) значения входного напряжения (рис. 5.3,б). Пульсации напряжения uвых на конденсаторе объясняются его подзарядом при открытом диоде, когда uвх>uвых, и его разрядом через резистор R при закрытом диоде, когда uвх 9 ), где Т – период следования импульсов.

Импульсные вольтметры могут быть выполнены по структурной схеме рис. 5.2,а, при этом используют преобразователи амплитудных значений с открытым входом (рис. 5.3,а). Большая скважность импульсов и малая их длительность предъявляют жесткие требования к преобразователям амплитудных значений. Поэтому в импульсных вольтметрах применяют компенсационные схемы амплитудных преобразователей (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Компенсационная схема амплитудного преобразователя

Входные импульсы uвх заряжают конденсатор С1. Переменная составляющая напряжения на этом конденсаторе, вызванная подзарядом его измеряемыми импульсами и разрядом между импульсами (аналогично рис. 5.3,б), усиливается усилителем У переменного тока и выпрямляется с помощью диода D2. Постоянная времени цепи RC2 выбирается достаточно большой, поэтому напряжение на конденсаторе С2 в промежутке между импульсами изменяется незначительно. С выхода преобразователя при помощи резистора Rо.с. обратной связи на конденсатор С1 подается компенсирующее напряжение. При большом коэффициенте усиления усилителя это приводит к значительному уменьшению переменной составляющей напряжения на конденсаторе С1, вследствие чего в установившемся режиме напряжение на конденсаторе практически равно амплитуде измеряемых импульсов, а выходное напряжение пропорционально этой амплитуде: .

Селективные вольтметры. Такие вольтметры предназначены для измерения действующего значения напряжения в некоторой полосе частот или действующего значения отдельных гармонических составляющих измеряемого сигнала.

Принцип действия селективного вольтметра заключается в выделении отдельных гармонических составляющих сигнала или сигнала узкой полосы частот с помощью перестраиваемого полосового фильтра и измерении действующего значения выделенных сигналов.

Физически реализуемый полосовой фильтр не обладает строго прямоугольной амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ). Это может привести к тому, что через такой фильтр пройдут соседние гармонические составляющие с некоторым коэффициентом передачи. В этом случае селективный вольтметр измеряет действующее значение суммы гармонических составляющих, прошедших через фильтр, с учетом реальных коэффициентов передачи для каждой составляющей.

Рис. 5.6. Структурная схема селективного вольтметра

Измеряемый сигнал uх через избирательный входной усилитель ВУ подается на смеситель См, предназначенный для преобразования частотного спектра измеряемого сигнала. На выходе смесителя появляется сигнал, пропорциональный измеряемому сигналу, но с частотами спектра , где — частота гармонических составляющих входного сигнала; — частота сигнала синусоидального генератора Г (гетеродина). Усилитель промежуточной частоты УПЧ настроен на некоторую фиксированную частоту . Поэтому на выход УПЧ пройдет только та составляющая выходного сигнала смесителя, частота которой . Этот сигнал соответствует гармонической составляющей измеряемого сигнала с частотой . Действующее значение этой гармонической составляющей измеряется вольтметром действующего значения ВДЗ. Изменяя частоту генераторов , можно измерять действующее значение различных гармонических составляющих сигнала uх.

Функцию полосового фильтра в этой схеме выполняет УПЧ. Благодаря фиксированному (неперестраиваемому) значению частоты настройки УПЧ этот усилитель имеет большой коэффициент усиления и узкую полосу пропускания, что обеспечивает высокую чувствительность и избирательность селективного вольтметра.

Источник

Структурные схемы и принцип действия электронных вольтметров

Обобщенная структурная схема вольтметра постоянного тока приведена на рис. 6.26, а. Она включает входное устройство, усилитель постоянного тока А1 и электромеханический измерительный прибор PV1. Входное устройство предназначено для создания высокого входного сопротивления, чтобы уменьшить влияние вольтметра на измеряемую цепь. Оно состоит из делителей напряжения – аттенюаторов, с их помощью изменяют пределы измеряемых величин. В некоторых вольтметрах входное устройство содержит эмиттерный повторитель (или истоковый – при использовании полевых транзисторов).

К УПТ предъявляются высокие требования: малый дрейф нуля, высокая стабильность усиления, малый уровень шумов. В вольтметрах постоянного тока высокой чувствительности входной сигнал преобразуется в переменный, усиливается и затем вновь преобразуется в напряжение постоянного тока.

Читайте также:  Напишите формулу мощности электрического тока

Рис. 6.26. Структурная схема вольтметра переменного тока

Обобщенная структурная схема вольтметра переменного тока показана на рис. 6.26, б. Принцип действия такого вольтметра состоит в преобразовании переменного напряжения в постоянное, которое измеряется стрелочным электромеханическим прибором. В качестве преобразователя переменного напряжения в постоянное используются пиковые (амплитудные) детекторы, детекторы среднеквадратического и средневыпрямленного значения напряжения. Применение того или иного преобразователя переменного тока в постоянный определяет способность вольтметра измерять то или иное значение напряжения.

На обобщенной схеме показаны усилитель переменного напряжения А1 и УПТ А2, включенные после преобразователя VI. Однако в практических приборах применение обоих усилителей встречается очень редко. Используется либо додетекторное усиление, либо последетекторное.
В высокочувствительные измерители напряжения вводят усилители переменного напряжения, часто широкополосные с полосой пропускания от единиц герц до десятков мегагерц.

Для обеспечения широкой области рабочих частот вплотьдо 1 ГГц усилители переменного напряжения не применяют, а применяют усилители постоянного тока.

Цифровые вольтметры

В цифровых вольтметрах переменного напряжения используется аналоговое преобразование измеряемого переменного напряжения в постоянное. В импульсных цифровых вольтметрах находят применение специальные АЦП – амплитудно-временные преобразователи. В вольтметрах с уравновешивающим преобразованием используются соответствующие АЦП.

Цифровые вольтметры прямого преобразования более просты по устройству, но имеют меньшую точность. Их различают по используемому способу аналого-цифрового преобразования: с временным, временным с интегрированием и частотным преобразованием. Интегрирующие цифровые вольтметры, измеряющие среднее значение напряжения за время измерения, обладают повышенной помехозащищенностью. Структурная схема вольтметра (рис. 6.27) включает в себя входное устройство, устройство для определения полярности измеряемого напряжения, устройство для автоматического выбора измерения, АЦП, счетчик импульсов, преобразователь кодов (дешифратор) и цифровое отсчетное устройство. Входное устройство содержит делители напряжения и предназначено для расширения пределов измерения. Оно обеспечивает достаточно высокое входное сопротивление вольтметра. Устройство определения полярности измеряемого напряжения основано на определении последовательности срабатывания двух устройств сравнения. На первое подается пилообразное напряжение, принимающее значения от –U до +U, и измеряемое напряжение. Устройство срабатывает (выдает импульс) в момент равенства напряжений. Другое устройство сравнения срабатывает в момент равенства пилообразного напряжения нулю. Сигнал полярности подается в цифровое отсчетное устройство. Устройство автоматического выбора пределов измерения сравнивает измеряемое напряжение с набором напряжений и управляет делителем.

Цифровые вольтметры с уравновешивающим преобразованием строятся в основном по двум типам структурных схем: с использованием программирующего устройства и цифрового счетчика. В них измеряемое напряжение уравновешивается дискретно-изменяющимся компенсирующим образцовым напряжением. На рис. 6.28, а, б показаны эти структурные схемы.

Рассмотрим работу вольтметра, построенного по схеме с цифровым счетчиком (рис. 6.28, б). Тактовые импульсы поступают на цифровой счетчик через управляющее устройство, определяющее порядок заполнения ячеек. Счетчик изменяет состояние элементов преобразователя кода и компенсирующее напряжение. Измеряемое напряжение, поступающее на устройство сравнения, сравнивается с компенсирующим напряжением. В зависимости от знака этой разности на выходе устройства сравнения управляющее-устройство либо продолжает пропускать тактовые импульсы на счетчик, либо нет. Новый цикл измерений начинается с момента сбрасывания на нуль показаний счетчика. В этот же момент в исходное состояние приводится компенсирующее напряжение и на счетчик начинают поступать счетные импульсы.

Источник

Электронные вольтметры

Электронные вольтметры (ЭВ) бывают постоянного и переменного тока, универсальные.

Вольтметры подразделяются на группы:

· В2 – постоянная тока;

· В8 – измеритель отношения и разности;

· В9 – преобразователи напряжения;

По принципу работы и устройства бывают: прямого преобразования и уравновешенного. Первые простые, но менее точные, вторые сложнее, но значительно точнее.

Электронные вольтметры классифицируют по следующим признакам:

· по способу измерения — приборы непосредственной оценки и сравнения;

· по назначению – приборы постоянного, переменного, импульсного напряжений, универсальные и селективные;

· по характеру измеряемого напряжения – амплитудные (пиковые), действующего и среднего напряжений;

· по частотному диапазону – низкочастотные и высокочастотные.

Электронные вольтметр постоянного тока состоят из входного устройства (ВУ), усилителя постоянного тока (УПТ), измерительного механизма (ИМ).

Рис. 4.1 Структурная схема электронного вольтметра постоянного тока.

Измеряемое напряжение постоянного тока поступает на входное устройство, представляющее собой многопредельный высокоомный резисторный делитель напряжения. Сигнал с ВУ поступает на вход УПТ, который помимо функции усиления сигнала согласует высокое выходное сопротивление ВУ с малым сопротивлением рамки — делителя входного напряжения ИМ магнитоэлектрической системы. Входное сопротивление ЭВ составляет десятки мегаом, что снижает его влияние на объект измерения.

При измерении слабых сигналов начинается сказываться дрейф УПТ, поэтому в электронных микровольтметрах исключают УПТ, постоянный ток преобразуют с помощью модулятора в переменный и используют усилитель переменного напряжения.

Рис. 4.2 Структурная схема электронного вольтметра постоянного тока с модуляцией сигнала.

ВУ – входной делитель, предназначен для согласования с нагрузкой (с источником сигнала);

У – усилитель переменного тока для измерения слабых сигналов;

УПТ – усилитель постоянного тока, характеризуется дрейфом нуля, что ограничивает измерение сверхмалых сигналов;

ИМ – устройство отображения;

М — ДМ – модулятор – демодулятор сигнала;

Недостатком усилителей переменного тока является зависимость показаний от частоты сигнала.

Диапазон измеряемых напряжений составляет от микровольт до тысячи вольт; классы точности – 1,5; 2,5, шкала линейная.

Электронные вольтметры переменного тока используются для измерения переменного напряжения, изменяющегося в широком диапазоне по амплитуде и частоте (до гигагерц).

Структурная схема ЭВ может содержать выпрямитель (В), что позволяет существенно расширить частотный диапазон измеряемого сигнала.

Рис. 4.3 Структурные схемы электронных вольтметров переменного тока.

Читайте также:  Нагревание олова в токе кислорода

Элементная база современных ЭВ основана на использовании полупроводниковых устройств микроинтегрального исполнения.

Широко используются универсальные электронные вольтметры, предназначенные для измерения различных параметров электрической цепи постоянного (переменного) тока: и др. Такие устройства содержат в себе ряд дополнительных блоков, преобразующих измеряемый параметр в напряжение, которое затем измеряется.

Рис. 4.4 Структурная схема универсального электронного вольтметра.

Импульсные вольтметры используются для измерения импульсных сигналов (амплитуды максимального значения) различной формы с высокой скважностью ( = 2 500, где — период, — длительность сигнала).

Принцип их работы основан на заряде конденсатора от стабилизированного источника и поддержание измеряемого сигнала неизменным во времени на уровне, соответствующем максимальному его значению. Для этого используют усилители с ООС.

Рис. 4.5 Структурная схема импульсного электронного вольтметра и его временные диаграммы.

Диапазон измерений по частоте у приборов данного типа составляет 20 Гц…1 ГГц, по напряжению 100 мВ…1000 В, класс точности 4,0…10,0. Недостатком прибора является зависимость показаний от формы сигнала.

Селективные электронные вольтметры предназначены для измерения действующих значений напряжений отдельной гармонической составляющих сигналов (периодических сигналов).

Принцип работы таких устройств основан на выделении отдельных гармоник из сигнала, например, с помощью перестраиваемого полосового фильтра или использования принципа гетеродина. Используются также безфильтровые методы спектрального анализа сигнала, в том числе, с использованием цифровой обработки сигналов.

Нужно учитывать, что идеальных фильтров и усилителей не существует, что приводит к искажению передаваемого сигнала, к погрешности его измерений.

Технологически удобно использовать не отдельные фильтры на каждую гармонику, а устройство, состоящее из смесителя сигналов (СМ), получаемых от фильтра полосовой частоты (УПЧ) и перестраиваемого генератора (Г). Перемножая эти сигналы, можно выделить (для гармонических сигналов) сигналы с разностной и суммарной частотами.

Рис. 4.6 Структурная схема селективного электронного вольтметра.

ИМ – измерительный механизм;

ВУ – входной усилитель;

СМ – смеситель частот;

УПЧ – усилитель промежуточной частоты.

При соблюдении условия , получим суммарный сигнал на выходе смесителя в виде:

С помощью УПЧ выделяют и усиливают сигнал разностной частоты, соответствующий огибающей биения колебаний , затем его детектируют и измеряют.

Достоинства: используется один фильтр (полосовой) разностной частоты и один перестраиваемый генератор.

Источник

Схема электронного вольтметра для измерения постоянных напряжений

Для измерения токов и напряжений (разности элек­трических потенциалов) используются амперметры и вольтметры.

Это электромеха­нические или электронные приборы со стрелочным или цифровым способом отсчета. Шкалы приборов со стрелкой градуируют в значениях измеряемой величины (в вольтах или амперах).

Амперметр включается в цепь последовательно с сопротивлением нагрузки RН, т.е. говорят, что амперметр включается в разрыв цепи.

Рисунок 1 – Включение амперметра в цепь

Сопротивление амперметра RA должно быть очень малым по сравнению с полным сопротивлением измеряемой цепи. Включение амперметра не должно искажать режим работы электрической цепи.

Вольтметр включается параллельно с сопротивлением нагрузки RН.

Рисунок 2 – Включение вольтметра в цепь

Сопротивление вольтметра RV должно быть большим, чтобы не искажался режим работы электрической цепи.

В качестве вольтметров и амперметров чаще всего применяются приборы магнитоэлектрической системы, работа которых основана на взаимодействии поля постоянного магнита и поля, создаваемого током в подвижной рамке, вращающейся в магнитном поле.

Достоинства приборов магнитоэлектрической системы:

большая точность (до 0,1%);

малое влияние внешних магнитных полей;

незначительное влияние температуры;

малая потребляемая мощность;

Недостатки приборов магнитоэлектрической системы:

чувствительность к перегрузкам;

пригодны только для постоянного тока.

Рассмотрим общую структурную схему простейшего аналогового вольтметра (амперметра) для измерения постоянного напряжения (тока).

Рисунок 3 – Структурная схема простейшего аналогового вольтметра (амперметра) для измерения постоянного напряжения (тока)

Схема состоит из следующих блоков:

электромеханический преобразователь (ЭЛМП);

измерительный механизм (ИМ);

стрелочный прибор (СП).

Электромеханический преобразователь предназначен для преобразования энергии электромагнитного поля в механическую энергию.

Измерительный механизм состоит из подвижной и неподвижной частей.

Под действием тока, протекающего через обмотку измерительного механизма за счет взаимодействия магнитных полей постоянного магнита и тока в рамке создается вращающий момент, который действует на подвижную часть ИМ. Под действием механических сил, пропорциональных значению измеряемой электрической величины, подвижная часть ИМ отклоняется на некоторый угол.

Стрелочный прибор (указатель) показывает значение измеряемой величины.

Вольтметры, содержащие усилители, называются электронными. На рисунке 1 приведена схема электронного вольтметра для измерения переменного напряжения.

Рисунок 1 – Схема электронного вольтметра для измерения переменного напряжения

Входное устройство обеспечивает требуемое входное сопротивление (высокое для вольтметров), содержит делитель напряжения, который предназначен для расширения пределов измерения напряжений в сторону больших значений.

Усилитель постоянного тока предназначен для усиления сигнала до значения, необходимого для эффективной работы электромеханического преобразователя.

Электромеханический преобразователь предназначен для преобразования энергии электромагнитного поля в механическую энергию.

В зависимости от принципа действия электромеханические преобразователи делятся на: магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические,

индукционные, электростатические, выпрямительные, электронные и т.д.

В качестве вольтметров чаще всего применяются приборы магнитоэлектрической системы, работа которых основана на взаимодействии поля постоянного магнита и поля, создаваемого током в подвижной рамке, вращающейся в магнитном поле.

К достоинствам приборов магнитоэлектрической системы относятся: большая точность (до 0,1%), высокая чувствительность, малое влияние внешних магнитных полей, незначительное влияние температуры, малая потребляемая

мощность, равномерная шкала.

Недостатками приборов магнитоэлектрической системы являются: чувствительность к перегрузкам и пригодность только для постоянного тока.

Измерительный механизм состоит из подвижной и неподвижной частей. Под действием тока, протекающего через обмотку измерительного механизма, за счет взаимодействия магнитных поле постоянного магнита и тока в рамке создается вращающий момент, который действует на подвижную часть измерительного механизма. Подвижная часть под действием механических сил, пропорциональных значению измеряемой электрической величины, отклоняется на некоторый угол.

Стрелочный прибор (указатель) показывает значение измеряемой величины.

Источник