ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Подобная таблица может быть предложена и для случая градуи-
ровки вольтметра в других значениях напряжения. Необходимо иметь
в виду также различие вольтметров с открытым и закрытым входом.
При измерении параметров переменного напряжения необходимо
знать:
форму измеряемого напряжения;
возможный диапазон измеряемого параметра напряжения;
измеряемое и показываемое значения напряжения используемого
вольтметра;
открытый или закрытый вход вольтметра;
частотную характеристику вольтметра.
Рассмотрим на примерах особенности измерения параметров на-
пряжений различной формы. Будем считать, что применяемые вольтмет-
ры проградуированы в среднеквадратических значениях синусоидаль-
ного напряжения.
З а д а ч а 1. Вольтметр переменного тока с амплитудным де-
тектором показал 12 В. Измеряемое напряжение имеет синусоидальную
форму (рис. 17). Определить амплитудное, среднеквадратическое и
средневыпрямленное значение напряжения.
Р е ш е н и е. В данном случае при отсутствии постоянной со-
ставляющей показания подобного вольтметра с открытым и закрытым
входом одинаковы. Показание вольтметра 12 В соответствует средне-
квадратическому значению измеряемого напряжения:
U=12 В;
12 12 2 16, 9
U k
m a
= ⋅ = ⋅ =
В;
12 / 12 / 1,11 10,8
U k
св
ф
= = =
В.
Аналогичные решения будут и для случая использования вольт-
метров с преобразователями средневыпрямленных и среднеквадратичес-
ких значений.
Рис. 17 Рис. 18
З а д а ч а 2. На входы вольтметров переменного тока с амп-
литудным детектором, преобразователями средневыпрямленного и сред-
38
неквадратического значений подается напряжение прямоугольной фор-
мы со скважностью Q = 2, U
0
= 0, U
m
= 10 В (рис. 18). Определить,
что покажет каждый вольтметр (U
α
).
Р е ш е н и е. Для такого напряжения k
a
= k
ф
= 1 или U =
= U
m
= U
св
.
1. Вольтметр с амплитудным детектором покажет U
α
= U
m
/ k
a
=
=10/1,41 = 7,1 В, что не соответствует ни одному значению измеря-
емого напряжения.
2. Вольтметр с преобразователем средневыпрямленных значе-
ний покажет U
α
= U
св
⋅
k
ф
= 10
⋅
1,11 = 11,1 В, что также не соответ-
ствует действительности.
3. Вольтметр с преобразователем среднеквадратических значе-
ний покажет U
α
= U
⋅
1 = 10 В.
3 а д а ч а 3 Измерить амплитудное значение пилообразного
напряжения (рис. 19) вольтметрами переменного тока с амплитудным
детектором, преобразователями средневыпрямленных и среднеквадра-
тических значений.
Р е ш е н и е. 1. Вольтметр переменного тока с амплитудным
детектором и закрытым входом показал U
α
= 15 В. Вольтметр изме-
ряет амплитудные значения без постоянной составляющей:
/
.
0
U U U
m m
= −
Очевидно, что в рассматриваемом случае
/ 2,
0
U U
m
=
тогда
/
0
/1, 41 .
1, 41 2 1, 41
U U
U
m
m
U U
m
α
−
= = =
⋅
Отсюда
2, 82 15 2, 82 42, 3
U U
m
α
= ⋅ = ⋅ =
В.
2. Вольтметр переменного тока с преобразователем средневып-
рямленных значений с открытым входом показал 23,48 В. Для этого
случая показание прибора
U U k
св
ф
α
= ⋅
. Вместе с тем для подоб-
ного однополярного сигнала
0
2
U
m
U U
св
= =
. Таким образом,
2
2 23, 48
42, 3
1,11 1,11
U
U
m
α
⋅
⋅
= = =
В.
3. Вольтметр переменного тока с преобразователем среднеквад-
ратических значений с закрытым входом показал 12,23 В. Показание
прибора соответствует среднеквадратическому значению сигнала (см.
рис. 19) без постоянной составляющей U
/
:
/ /
/
1, 73
U U
m m
U U
k
a
α
= = =
.
39
Подобная таблица может быть предложена и для случая градуи- неквадратического значений подается напряжение прямоугольной фор-
ровки вольтметра в других значениях напряжения. Необходимо иметь мы со скважностью Q = 2, U0 = 0, Um = 10 В (рис. 18). Определить,
в виду также различие вольтметров с открытым и закрытым входом. что покажет каждый вольтметр (Uα).
При измерении параметров переменного напряжения необходимо Р е ш е н и е. Для такого напряжения ka = kф = 1 или U =
знать: = Um = Uсв.
форму измеряемого напряжения; 1. Вольтметр с амплитудным детектором покажет Uα= Um / ka =
возможный диапазон измеряемого параметра напряжения; =10/1,41 = 7,1 В, что не соответствует ни одному значению измеря-
измеряемое и показываемое значения напряжения используемого емого напряжения.
вольтметра; 2. Вольтметр с преобразователем средневыпрямленных значе-
открытый или закрытый вход вольтметра; ний покажет Uα= Uсв ⋅ kф= 10 ⋅ 1,11 = 11,1 В, что также не соответ-
частотную характеристику вольтметра. ствует действительности.
Рассмотрим на примерах особенности измерения параметров на- 3. Вольтметр с преобразователем среднеквадратических значе-
пряжений различной формы. Будем считать, что применяемые вольтмет- ний покажет Uα= U ⋅ 1 = 10 В.
ры проградуированы в среднеквадратических значениях синусоидаль- 3 а д а ч а 3 Измерить амплитудное значение пилообразного
ного напряжения. напряжения (рис. 19) вольтметрами переменного тока с амплитудным
З а д а ч а 1. Вольтметр переменного тока с амплитудным де- детектором, преобразователями средневыпрямленных и среднеквадра-
тектором показал 12 В. Измеряемое напряжение имеет синусоидальную тических значений.
форму (рис. 17). Определить амплитудное, среднеквадратическое и Р е ш е н и е. 1. Вольтметр переменного тока с амплитудным
средневыпрямленное значение напряжения. детектором и закрытым входом показал Uα= 15 В. Вольтметр изме-
Р е ш е н и е. В данном случае при отсутствии постоянной со- ряет амплитудные значения без постоянной составляющей:
ставляющей показания подобного вольтметра с открытым и закрытым /
Um = Um − U0 .
входом одинаковы. Показание вольтметра 12 В соответствует средне-
квадратическому значению измеряемого напряжения: Очевидно, что в рассматриваемом случае U 0 = U m / 2, тогда
U=12 В;
/ Um − U0 Um
U m = 12 ⋅ k a = 12 ⋅ 2 = 16, 9 В; Uα = U m / 1, 41 = = .
1, 41 2 ⋅ 1, 41
U св = 12 / kф = 12 / 1,11 = 10, 8 В.
Отсюда U m = Uα ⋅ 2, 82 = 15 ⋅ 2, 82 = 42, 3 В.
Аналогичные решения будут и для случая использования вольт- 2. Вольтметр переменного тока с преобразователем средневып-
метров с преобразователями средневыпрямленных и среднеквадратичес- рямленных значений с открытым входом показал 23,48 В. Для этого
ких значений.
случая показание прибора Uα = U св ⋅ k ф . Вместе с тем для подоб-
Um
ного однополярного сигнала U св = U 0 = . Таким образом,
2
2 ⋅ Uα 2 ⋅ 23, 48
Um = = = 42, 3 В.
1,11 1,11
Рис. 17 Рис. 18
3. Вольтметр переменного тока с преобразователем среднеквад-
З а д а ч а 2. На входы вольтметров переменного тока с амп-
ратических значений с закрытым входом показал 12,23 В. Показание
литудным детектором, преобразователями средневыпрямленного и сред-
прибора соответствует среднеквадратическому значению сигнала (см.
рис. 19) без постоянной составляющей U/:
/ /
/ U U
U = Uα = m = m .
ka 1, 73
38 39
