62420 (695017), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Преобразователи с обработкой мгновенных значений находят применение только в диапазоне низких частот, а преобразователи с трансформацией спектра частот , наоборот, работоспособны на высоких частотах и, как правило, используются в сочетании с преобразователями в , что позволяет расширить частотный диапазон ЦВ. Поэтому наибольшее применение в ЦВ переменного тока получили преобразователи в , так как они относительно просты и хорошо работают в широком диапазоне частот измеряемых . Более того, вся остальная часть ЦВ с таким преобразователем представляет собой ЦВ постоянного тока, что позволяет унифицировать ЦВ постоянного и переменного тока, создавая на этой основе универсальные ЦВ и мультиметры. Таким образом, структурная схема такого ЦВ переменного тока имеет вид (рисунок 5)

Рисунок 5 – Структурная схема ЦВ переменного тока

Преобразователи / аналогичны детекторам аналоговых электронных вольтметров, и в зависимости от типа преобразователя может быть пропорционально , и измеряемого . Однако к преобразователям / предъявляются более высокие требования, чем к детекторам. В первую очередь это касается точности и линейности преобразования, а также чувствительности, динамического и частотного диапазонов преобразователя. Такие повышенные требования к преобразователям необходимы для того, чтобы сохранять метрологические характеристики ЦВ постоянного тока, которые значительно лучше, чем у аналоговых электронных вольтметров. Характеристики преобразователей / в основном определяют характеристики ЦВ переменного тока в целом.

Преобразователи амплитудного и среднеквадратического значений могут выполняться по схемам соответствующих детекторов, которые обеспечивают получение требуемых характеристик преобразования. Иначе обстоит дело при проектировании преобразователей средневыпрямленного значения . Как Вы помните обычный детектор средневыпрямленного значения хорошо работает при больших значениях напряжения и поэтому, как правило, включается после усилителя переменного тока. В ЦВ переменного тока преобразователь / , как видно из структурной схемы (см. рисунок 5), всегда включен на входе ЦВ и должен хорошо работать и при малых значениях . Поэтому преобразователи средневыпрямленного значения проектируют как активные одно- или двухполупериодные с отрицательной обратной связью, а в необходимых случаях и с аддитивной коррекцией погрешностей (рисунок 6)

Рисунок 6 – Схема двухполупериодного преобразователя с отрицательной обратной связью

Примером ЦВ переменного тока является ЦВ В3-52. = от 1мВ до 300В, нормальная область частот от 100 кГц до 10 МГц; расширенная от 10 до 1000МГц. Основная погрешность ±[4+0,5(U_пр/U_x – 1)] %, R_вх не менее 30 кОм.

В импульсных ЦВ амплитуда импульсов, как правило, преобразуется в пропорциональный интервал времени (по аналогии с преобразованием во время-импульсных ЦВ), который измеряется заполнением его импульсами с известным периодом следования от ГСИ. Это преобразование осуществляется с помощью схемы подобной пиковому детектору, в которой конденсатор небольшой емкости успевает зарядиться до U_max за время действия импульса, а по окончании импульса разряжается через токостабилизирующий элемент по линейному закону. Если в таком ЦВ на счетчик не подавать импульсы сброса, то можно измерять амплитуды одиночных импульсов, что является их важным достоинством. На практике используются и другие принципы преобразования амплитуды импульсов, но они не нашли широкого применения.

Рассмотренные принципы построения ЦВ переменного тока используются в настоящее время и при проектировании универсальных ЦВ и мультиметров. В этих приборах измеряемая величина (электрическая или неэлектрическая) преобразуется в с последующим его измерением ЦВ постоянного тока. Структурная схема их аналогична приведенной выше, только входная аналоговая часть содержит набор преобразователей измеряемых величин в , которые коммутируются на вход ЦВ постоянного тока в соответствии с режимом работы. Номенклатура преобразователей определяет эксплуатационные возможности приборов. Их условно подразделяют на универсальные ЦВ и мультиметры. Как правило, универсальные ЦВ позволяют измерять , , , , и и имеют в своем составе преобразователи / , / , / и / . В мультиметрах дополнительно может обеспечиваться измерение , , и др. электрических величин, а также неэлектрических величин, например, температуры с помощью соответствующих преобразователей.

Преобразователь / представляет собой набор образцовых резисторов. В зависимости от установленного предела измерений один из них подключается ко входу ЦВ. Измеряемый ток создает падение напряжения на резисторе, которое непосредственно или после усиления в УПТ подается на вход АЦП. Этот же набор резисторов используется и при преобразовании в , только падение напряжения созданное на резисторе преобразуется дополнительно в преобразователе / , а затем поступает на вход АЦП.

При измерении больших (больше 10 Ом) часто применяют стабилизированный источник постоянного тока, который при протекании через создает на нем напряжение , пропорциональное . Для измерения таких может применяться УПТ с ООС, осуществляемой через . На вход такого УПТ подается образцовое постоянное напряжение U_э, а выходное напряжение УПТ оказывается пропорциональным U_э и , т. е. при U_э = const является мерой . При измерении малых можно использовать стабилизированный источник переменного или импульсного тока в сочетании с усилителем переменного тока, который усиливает малые падения напряжения на , и синхронным детектором. Измеряемое подключается, как правило, по четырехзажимной схеме, что позволяет уменьшить дополнительную погрешность результата измерения за счет сопротивления соединительных проводов и контактов.

Пример универсального ЦВ – вольтметр В7-22А.

– от 0,2 до 1000 В, с основной погрешностью ±(0,15+0,4U_пр/ U_x=)%

– от 0,2 мА до 2 А, погрешность ±(0,25+0,3 I_пр/I_x~)%

– от 0,2мА до 2А, погрешность ±(0,6+0,6∙I_пр/I_x~)%, диапазон частот 45Гц–10кГц

– 0,02 до 200В, погрешность ±(1,2+0,5U_пр/U_x~)%, частота от 40Гц до 20кГц

– от 200Ом до 2МОм, с погрешностью ±(0,3+0,3R_пр/R_x)%, R_вх не менее 10МОм.

ЛИТЕРАТУРА

1. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах: Учебник для ВУЗов. Нефедов В. И. и др.; Под ред. Нефедова В.И. - М.: Высш. шк., 2001.

2. Елизаров А.С. Электрорадиоизмерения - Мн.: Выш.шк., 2006.

3. У. Болтон. Справочник инженера-метролога. М. Додэка 2002.-386 с (пер. с англ.).

4. Дерябина М. Ю., Основы измерений. Учебное пособие. Мн., БГУИР, 2001.

5. Резин В.Т., Кострикин А.М. Метрология и измерения. Генераторные измерительные преобразователи. Методическое пособие. Мн., БГУИР, 2004.

6. Архипенко А. Г., Белошицкий А. П., Ляльков С. В. Метрология, стандартизация и сертификация. Учеб. пособие. Ч.2. Основы стандартизации. Мн.: БГУИР, 2007.

Характеристики

Список файлов реферата