tester (553833)
Текст из файла
Г л а в а 2 МНОГОПРЕДЕЛЬНЫЙ МИЛЛИАМПЕР-ВОЛЬТОММЕТР (ТЕСТЕР)2.1. ИЗМЕРЕНИЕ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ ВРАДИОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВАХВ процессе налаживания, регулировки и ремонта радиотехническойаппаратуры приходится выполнять много измерений режима работы ееэлементов и узлов (постоянных напряжений на электродах транзисторов,диодов, радиоламп и постоянных токов).Для измерения постоянных напряженияприменяются вольтметры, состоящие изизмерительного прибора Имагнитоэлектрической системы(измерителя) и дополнительного резистораRд (рис, 2.1).Отклонение стрелкимагнитоэлектрического прибора α , какизвестно, пропорционально току I И ,опротекающему через рамку прибора, а ток пропорционален напряжению U назажимах вольтметра:IИ =U,RИ + RНгде R И — сопротивление измерителя.Следовательно, угол отклонения стрелки. пропорционален напряжению U , ишкала прибора может быть проградуирована прямо в вольтах.При измерении напряжения вольтметром возникает погрешность отнеточности самого вольтметра и от влияния его на исследуемую29цепь.
Неточность вольтметра определяется главным образом основнойпогрешностью его измерителя:δо =∆U,U НОМ(2.2)где ∆U — максимальная абсолютная погрешность вольтметра;U НОМ — его верхний предел измерения.Основная погрешность электроизмерительного прибора является случайной иопределяется его класс точности. Так, для прибора класса 1.5 основнаяпогрешность не превосходит 1,5% от верхнего предела измерения или δ о = 0,015.Следовательно, зная класс прибора, можно найти предельное значение егоабсолютной погрешности:∆U = δ oU НОМ ,а через нее — предельное значение относительной погрешности измерения:U∆U(2.3)δU == δ o НОМ .UUПоскольку U < U НОМ , относительная погрешность измерения всегда большеНеточности расчета и изготовления дополнительных резисторов должны бытьна порядок меньше основной погрешности измерителя.
Чтобы исключитьзависимость показаний вольтметра от температуры окружающей среды(температурную погрешность), дополнительные резисторы изготовляют изматериала с малым температурным коэффициентом сопротивления.2.2. ПОГРЕШНОСТЬ ОТ ШУИТИРУЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯВОЛЬШЕТРАПрисоединение вольтметра к исследуемой цепи (рис.
2.3) в процессеизмерения уменьшает общее сопротивление между точками m и n за счет чегонапряжение между этими точками будет меньше. Значение погрешности отшунтирующего действия вольтметра определим, заменив рис. 2.3 аэквивалентной схемой рис. 2.3, б в соответствии с теоремой об эквивалентномгенераторе. Обозначим:Е ЭКВ = ЕRНRИСТ + RНи RЭКВ =RИСТ RН.R ИСТ + RНосновной погрешности прибора и тем больше, чем меньше U по сравнению сU НОМ . Например, при верхнем пределе измерения (U НОМ = 100 В ) и(U = 80 B ) относительная погрешность измерения δ U= 1.25δ o , а приU = 10 B δ U = 10δ o .
Для получения приемлемой точности измерений надо,чтобы значение измеряемой величины (напряжения) было не менее 1 U НОМ .5Но при исследованиях радиотехнических устройств значения измеряемыхнапряжений могут очень сильно отличаться друг от друга (от 0,1 В до 1000 В).Следовательно, необходимо, чтобы вольтметр имел несколько пределовизмерения. Схема такого прибора на четыре предела измерений пред– ставленаярис.
2,2,. При измерении малых напряжений вольтметр при– соединяется кисследуемому устройству зажимами «0бщ» и «Uном1».Если ожидаемый размеризмеряемого напряжения лежит между U НОМ 1 и U НОМ 2 , то вольтметрприсоединяется зажимами «Общ» и « U НОМ 2 » и т.д.30U НОМ− RИ .I И .НОМU ИЗМ = Е ЭКВRB= E ЭКВRЭКВ + RB1<U ,RЭКВ1+RB(2.4)(2.5)где– R B = Rд + R И — сопротивление вольтметра.Погрешность от подключения вольтметраRЭКВRU ИЗМ − U ∆URB==−≈ − ЭКВRRBUU1 + ЭКВRBДля расчета вольтметра в формулу (2.1) представляютвместо тока I И его номинальное значение I И .
НОМ , а вместоU⎯⎯→ U НОМ и определяют из нее Rд: Rд =Пока вольтметр не присоединен к точкам m и n, напряжение между нимиU = E ЭКВ . . Пря подключенном вольтметре(2.6)Эта погрешность является методической так, как .возникает из–за измененияусловий работы– исследуемого устройства в процессе измерений (если 6ывольтметр был подключен всегда — и при измерениях и во время работы, топогрешности от шунтирующего31действия не было бы. Она имеет систематический характер и может бытьисключена введением поправки:⎛ RU = U ИЗМ ⎜⎜1 + ЭКВRВ⎝⎞⎟⎟⎠(2.7)Для уменьшения погрешности от шунтирующего действия вольтметранеобходимо увеличивать его сопротивление R В .
Так как последнее обратнопропорционально номинальному току измерителя вольтметра, то надоиспользовать в вольтметрах измерительные приборы — микроамперметры смалым током полного отклонения. Значит, ток полного отклонения вольтметраявляется таким же важным его параметром, как и основная погрешность.Для удобства оценки качества вольтметров с разными пределами вводят понятиенормированного сопротивления вольтметраrB =RB,U НОМкоторое выражается в омах на вольт:Это как бы сопротивление, которое имел бы вольтметр с даннымизмерительным механизмом, если бы его верхний предел измерения был равен 1В. Нетрудно убедиться, что нормированное сопротивление вольтметра обратно егономинальному току:rB =1I И .НОМ.2.3.
ОБ ОСОБЕННОСТЯХ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯНШХ НАПРЯЖЕНИЙ ВУСТРОЙСТВАХ НА ТРАНЗИСТОРАХ И МИКРОСХЕМАХКогда в радиоэлектронике применялись только устройства на электрнныхлампах, хорошими вольтметрами для измерения постоянных напряженийсчитались приборы с током полного отклонения 100—200 мкА.Полупроводниковые приборы и микросхемы работают при меньших токах инапряжениях, чем электронные лампы, и для работы с ними требуются вольтметрыс номинальным током 8—10 мкА, но таких приборов наша промышленность покане выпускает.
Обычные же вольтметры с нормированным сопротивлением 10—20кОмвносят значительную погрешность от шунтирования, которая нередкоВприводит к парадоксам.Рассмотрим, например, схему обычного усилителя на транзисторе,изображенную на рис. 2.4. Вольтметр имеет ток полного отклонения 100 мкА ипределы измерения U НОМ 1 = 2.5 В и U НОМ 2 = 10 В. Проанализируем результатыизмерений напряжения на эмиттере, базе и коллекторе относительно общегопровода, полученные при использовании предела измерения U НОМ 1 = 2.5 В (см.32табл. 2.1).
Согласно показаниям вольтметра напряжение между коллектором иэмиттером U КЭ = U К − U Э = 4.1 − 0.9 = 3.2 B почти вдвое меньшенапряжения источника. Значит, транзистор открыт. Но напряжение междубазой и эмиттером U БЭ = U Б − U Э = 0.8 − 0.9 = −0.1B соответствуетзапертому транзистору (транзистор типа n-p-n открыт только в том случае,если U БЭ >0).Причина этого противоречия состоит в том, чтошунтирование сильнее сказывается при измерении U Б , чемпри измеренииU Э , из-за различия в эквивалентныхсопротивлениях исследуемой схемы. При использованиидругого предела измерений ( U НОМ 2 = 10 В ) сопротивлениевольтметра будет больше и прибор будет показывать значе–ния напряжений, более близкие к истинным (см.
последнийстолбец табл. 2. 1). Но при этом следует ожидатьвозрастания погрешности от неточности самого вольтметра, так как будетиспользоваться только самое начало шкалы.Т а б л и ц а 2.1Результаты измерений режима работы транзистора в усилителеИзмеряемая величинаПоказанияПоказаниявольтметра привольтметра приU НОМ 1 = 2.5ВНапряжение на эмиттереUЭU НОМ 2 = 10 В0.90.9Напряжение на базе U Б0.81.0Напряжение на коллекторе U K4.14.2Итак, для правильного выбора предела измерений нужно учитывать не толькоосновную погрешность вольтметра, но и погрешность, вызванную егошунтирующим действием, и принимать окончательное решениекомпромиссным путем.2.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГРЕШНОСТИ ОТ ШУНТИРУ1ОЩЕГОДЕЙСТВИЯ ВОЛЬТМЕТРА ЭМПИРИЧЕСКИМ ПУТЕМКогда погрешность от шунтирующего действия расчетным путем определитьзатруднительно, можно найти ее методом контрольного измерения.
Для этого,измерив напряжение между заданными точками схемы ( U ИЗМ ), подключаютпараллельно вольтметру резистор R K , сопротивление которого равносопротивлению вольтметра, и измеряют напряжение вновь. Так как отподключения к вольтметру резистора R K сопротивление, шунтирующееисследуемый участок схемы уменьшится вдвое, то напряжение U K приконтроль33ном измерении снизится больше, чем при первом измерении. Аналогично (1.7)можем написать⎛RU = U k ⎜⎜1 + 2 ЭКВRВ⎝⎞⎟⎟.⎠включения в цепь и вторую пару зажимов (потенциальные) дляприсоединения измерителя (рис. 2.6).(2.8)Приравняв правые части выражений (2.7) и {2.8), находим абсолютную ошибкуизмерения:U ИЗМ − U К(2.9)∆U = −.U ИЗМ − U К1− 2U ИЗМЕслиU ИЗМ − U К≤ 0.05,U ИЗМто ошибку можно определить приближенно:∆U ≈ −(U ИЗМ − U К ).(2.10)2.5.
ИЗМЕРЕНИЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА В РАДИОЭЛЕКТРОННЫХУСТРОЙСТВАХАмперметр, предназначенный для измерения постоянного тока, состоит изизмерительного механизма магнитоэлектрической системы и шунтового резистораR Ш (рис. 2.5). Через измеритель проходит только часть измеряемого тока, котораяне может вызвать зашкаливания стрелки, а остальной ток протекает через шунт.Зная сопротивление измерителя Rи , его номинальный ток I и .ном иноминальное значение измеряемого токаI ном находим коэффици-ент шунтирования:m=I НОМI И .НОМ=RИ+ 1.RШ(2.11)Отсюда находим формулу для расчетасопротивления шунта:R Ш = RИ1.m −1(2.12)Шунт изготовляют из манганинового провода илиленты, так как сопротивление этого материала почти не зависит от температуры.Поскольку измеритель и шунт имеют небольшие сопротивления, особое вниманиедолжно быть обращено на качество соеди– нений их друг с другом. Даже принезначительном изменении со– противления контактов может произойтиперераспределение током между шунтом и измерителем, что вызовет довольнозначительную погрешность.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
