Измерение параметров напряжения различной формы. Кунцевич В.А. - 10 стр.

      Потенциометры (вольтметры) бывают неавтоматические, полуав-
томатические и автоматические. В автоматических потенциометрах              В приведенном примере используется неполная компенсация из-
весь процесс компенсации осуществляется автоматически.                меряемого напряжения. При этом, чем меньше нескомпенсированная
                                                                      (измеряемая) часть напряжения, тем с меньшей погрешностью можно
                                                                      получить результат измерения приборами одинакового класса точнос-
                                                                      ти.
                                                                            Сравнение аналоговых вольтметров показывает, что простейшие
                                                                      вольтметры непосредственной оценки на основе магнитоэлектрическо-
                                                                      го прибора (см. рис. 5) позволяют измерять напряжения в больших
                                                                      пределах с удовлетворительной чувствительностью. Недостатком по-
                Рис. 8                      Рис. 9                    добных вольтметров является низкое сопротивление (единицы – сотни
      Упрощенная схема дифференциального вольтметра показана на       килоом). Электронные вольтметры обладают существенно большим
рис. 9. В этом случае не происходит полной компенсации измеряе-       вход-
мого напряжения. Микровольтметр измеряет разность между измеряе-      ным сопротивлением (единицы - десятки мегаом), но имеют малую
мым напряжением Ux и уравновешивающим напряжением Uк. Уравно-         чувствительность, что не позволяет измерять малые напряжения.
вешивающее (компенсирующее) напряжение образуется с помощью образ-          В отличие от вольтметров непосредственной оценки вольтметры,
цового источника ЭДС Еобр и ступенчатого делителя напряжения Rк.      использующие метод сравнения, обладают значительно большей точ-
Измеряемое напряжение определяется величиной Uк и некомпенсиро-       ностью. Наиболее точным вольтметром является потенциометр (вольт-
ванной величиной напряжения, измеряемой вольтметром непосредствен-    метр). Он позволяет измерять малые величины напряжения при теоре-
ной оценки.                                                           тически бесконечном входном сопротивлении. Недостатком потенцио-
      Дифференциальный метод измерения используется в некоторых       метров является невозможность измерения больших (более 1 - 2 В)
цифровых вольтметрах. Подобные вольтметры позволяют измерять по-      напряжений. Дифференциальные вольтметры позволяют измерять
стоянное напряжение от 5*10-6 до 1000 В с погрешностью, состав-       напря-
ляющей десятые или сотые доли процента от предела измерения.          жения в несколько большем диапазоне. Однако они имеют меньшую
      Проиллюстрировать уменьшение погрешности дифференциальных       чувствительность, точность и входное сопротивление, чем потенцио-
вольтметров по сравнению с вольтметрами непосредственной оценки       метры.
можно следующим примером. Пусть необходимо измерить постоянное
на-пряжение 9,5 В. Имеются вольтметры класса точности 1,5 непосред-                        2.3. Цифровые вольтметры
ственной оценки с пределами измерения 10 В; 5 В; 0,1 В. Предель-
ная погрешность измерения для. каждого предела определяется по фор-         Цифровые вольтметры предназначены для измерения напряжения
муле (6) и соответственно равна 0,15 В; 0,075 В; 0,0015 В. Измере-    постоянного (или переменного) тока. Они автоматически вырабатыва-
ние первым вольтметром приводит к. предельной погрешности 0,15 В.     ют дискретные сигналы измерительной информации, представленные
Допустим, что имеются образцовые источники напряжения 5 В и 10 В.     в цифровой форме. Современные цифровые вольтметры обладают высо-
Тогда, подключив последовательно и встречно с источником измеряе-     кой точностью, большим быстродействием, возможностью использова-
мого напряжения первый образцовый источник, можно воспользоваться     ния в автоматических системах и измерительно-вычислительных комп-
вторым вольтметром. Предельная погрешность измерения будет 0,075 В.   лексах .
Подобное измерение третьим вольтметром с использованием второго             В цифровых вольтметрах используются те же методы измерения
образцового источника напряжения позволяет получить результат         напряжения, что и в аналоговых вольтметрах. Формально структурная
с еще меньшей предельной погрешностью, а именно - 0,0015 В (без       схема цифрового вольтметра отличается от соответствующей структур-
учета погрешности источника образцового напряжения).                  ной схемы аналогового вольтметра наличием после входного устрой-
                                                                      ства аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Отсчетное устройст-
                                                                      во является цифровым.
20
                                                                                                                                       21