Электротехника Касаткин (967630), страница 59
Текст из файла (страница 59)
Нажатием соответствующих клавиш на панели управления задаются внд измеряемого параметра, значение частоты напряжения генератора и форма представления результата, Микропроцессор по команде с панели управления включает генератор и считывает программу из постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), определяющую последовательность операций. Переменное напряжение разбаланса моста преобразуется в постоянное напряжение, а затем с помощью АПП вЂ” в числовой эквивалент. По значению числового экви-' валента микропроцессор регулирует цепь моста до состояния равнове- Рис. 12,22 Рнс.! 2.23 сия.
Один из вариантов регулировки моста заключается в применении управляемых резисторов, как и в ЦАП (см. Рис. 10.122) . При досппяении равновесия моста микропроцессорная система выполняет необходимьи вычисления для получения результата измерения, преобразует ега и выводит на дисплей в требуемой форме. 12.10, кОмпенсАциОнный метОд измеРения Основное назначение компенсационного метода — это измерение малых ЭДС, например термопары, и градуировка электроизмерительных приборов, Прастейпия принципиальная схема для измерения малых ЭДС показана на рис, 12.24, а.
Вспомогательный источник регулируемого постоянного тока 1 (реостатом с сопротивлением г ) подключен к потенцнометру с сопротивлением г„. Разность потенциалов точек а н Ь последнего уравновешивает измеряемую ЭДС (Ея = У ), а разность потенциалов точек с и 4 — ЭДС образцовой меры', т. е. здесь нормального элемента (Ен = (I ) . Для компенсации измеряемой Е„и нормальной Ен ЭДС нужно перемешать подвижные контакты Ь и с до тех пор, пока гальванометры Сэ и С, не покажут отсутствие токов.
Значение ЭДС Ен, известно точно, поэтому после компенсации ЭДС Е по отмеченному значению 'н.э сопротивления г~ рассчитьшается точное значение тока в потенциометре 1 = Ен /г,. Значение измеряемой ЭДС определяется из условия Е = У = г,1 = (г,/г, )Е, в котором значения г ~ и гэ отсчитываются х аЬ нна иа шкале потенциометра. Важное преимущество компенсационного метода — возможносп измерять (или использовать для управления) ЭДС объектов малой мощности. Па рис, 12.24, б приведена схема компенсационного метода градуиравки амперметра и вольтметра. Установив положения движков потенциометров так, чтобы токи нормальных элементов равнялись нулю, 367 Рнс. 12.24 и зная сопротивления потенциометров, подучим соответствие между отклонениями стрелок амперметра н вольтметра и значениями измеренных токов: Г =1,=Е ~г, У =г,!э= Е ге(гэ.
А н.э ' 1' н.з ИзменЯЯ сопРотивлеинЯ РегУлнРУемых РезистоРов г, н ге, можно проградуировать пжалы амперметра н вольтметра. 12.11, злектРОнные измеРительные ОРМБОРы. ЗЛЕКТРОННЬ1Й ВОЛЬТМЕТР Одам из основных недостатков показывающих вольтметров с злект. ромеханическнмн измерительными механизмами является относительно ьюлое сопротивление цепи вольтметра (5-10 кОм), которое принято называть его входным сопротивлением. Объясняется это тем, что для получения достаточно большого вращающего момента, действующего на подвижную часть измерительного механизма в таких приборах, не.
обходнмо, чтобы токи в катушках (рис. 12.11„12.12 и др.) бьшн до* статочно большими. Такими вольтметрами нельзя пользоваться прн намерении напряжения на резисторе, сопротивление которого соизмеримо с входным сопротивлением вольтметра (см. рис. 12.2) . У электронных вольтметров большие входные сопротивления (до 10 МОм), что существенно расширяет возможную область нх прнмене- Зба ния. Кроме того, электронные вольтметры могут иметь очень высокую чувствительность. Существует много разновидностей электронных вольтметров.
Рассмотрим одну из возможных схем (рис. 12.25), выполненную как мост постоянного тока. В два плеча моста включены одинаковые полевые транзисторы — РТг и РТз с управляющим р-л переходом и л-каналом (см рис. 10.19, 10.20 и 10.25), Потенциометр ЯР, служит для компенсации различия параметров транзисторов.
Равновесие моста определяется по нулевому положению стрелки включенного в диагональ моста показывающего прибора с электромеханическим измерительным механизмом (например, магнитоэлектрическим гальванометром) при короткоэамкнутых входных вьводах, т. е. У„=О. В этом случае, пре. небрегая токами в цепях затворов, на основании уравнений по второму закону Кнрхгофа, составленных для контуров, которые отмечены на рис. 12,25 нпрнховой линией, напряжения между затворами и истоками обоих транзисторов будут одинаковыми: С 1 и =и =и ЗИ! 3 И 2 ЗИ С' где 1, =!С, = !с, — одинаковые токи транзисторов.
Прн помощи потенциометра ЛРз можно изменять режим работы транзисторов. Если на вход вольтметра подано измеряемое напряжение 1У Ф О, то равновесие моста нарушится и появится ток в диагонали мо- х ста. Отклонение стрелки прибора пропорционально значению измеряемого напряжения. Регулируемым резистор г служит для калибровки вольт. Р метра н изменения пределов измерения. Так как индикатором в электронном вольтметре служит покаэываюпшй прибор с электромеханическим измерительным механизмом, то Рис. 12.25 369 точность электронного вольтметра не может быть выше точности последнего, В действительности точность электронного вольтметра из-за не- идентичности транзисторов ниже точности индикатора. Большое входное сопротивление электронного вольтметра получается вследствие малого тока затвора транзистора КТ,.
Высокая чувствительность электронного вольтметра объясняется тем, что небольпюе изменение измеряемого напряжения приводит к сильной разбалансировке моста н достаточно больпюму току в диагонали моста, где находится показывающий прибор. Постоянный ток прн помощи электрогшого вольтметра измеряется косвенно путем намерения падения напряжения, вызываемого этим током на резисторе с малым сопротивлением. зх!а, циФРОВые измеРительные пРиБОРы.
ЦИФРОВОВ ВОЛЬТМЕТР Цифровые измерительные приборы широко применяются для измерения частоты, шггервалов времени, напряжения, разности фаз и т. д. К их общим достоинствам относятся высокие чувствительность и точность, объективность отсчета показаний, воэможность сопряжения с другими цифровыми устройствами для обработки результатов измерения, а к недостаткам — сложность изготовления и ремонта, высокая стоимость, а также утомление оператора при длительном наблюдении за цифровым индикатором, Ограничимся здесь рассмотрением структурной схемы цифрового вольтметра постоянного напряжения (рис.
12.2б) . На рис. 12.27 приведена совмещенная временная диаграмма работы различных блоков структурной схемы, Совместную работу блоков цифрового вольтметра синхронизирует блок управления, например мультивибрьгор (см, рнс. 10.104), иа выходных вьюодах которого формируются отрицательные импульсы напрюаения и, с периодом повторения Т, Импульсы напряжения и, одновременно включают генератор линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН) (см, рис. 10,108) н селектор, На выходе ГЛИН формнвуется напряжение, 'нарастающее ло линейному закону, и.л = Яг, которое иг Л Рис. 12.26 зто ч< о.
<ь <шишшшишш «шшшшшшше' шшшш о Рис. <2,27 подается на вход блока сравнения, т, е. компаратора (см. рнс, 10,96). Селектор связывает выход высокочастотного импульсного генератора (частота /) со входом счетчика (см. рис. 10,117). В блоке сравнения линейно нарастаюцие напряжение ГЛИН сравнивается с измеряемым постоянным напряжением <7 Через интервал времени <тг от начала запуска ГЛИН в работу напряжение на его выходе становится равным измеряемому напряжению, т, е, (/ = Я<тг, где 5 называется кр> гизиой преобразования. В этот момент времени на выходе блока сравнения формируется положительньй импульс напряжения и,, которьй поступает на вход селектора и прекрапнет связь между выходом высокочастотного генератора и входом счетчика, Таким образом, в цифровом вольтметре измеряемое напряжение сначала преобразуется в пропорциональный интервал времени <ьг = <7 /о, а затем этот интервал времени преобразуется в пропорциональное интервалу число импульсов л = .бг/ = Дгах/5, которое фиксируется цифровым индикатором.
Так как частота / велика, а крутизна преобразования Ь' мы<а, то даже малым значениям входного напряжения 1<,„состтветствует болылое число импульсов п, что обеспечивает высокие чувствительность и точность прибора, Цифровая индикация результатов измерении обеспечивает объективность <гтсчета показаний, 12.13, РеГистРиРующие пРиБОРы и устРОйсТВА Для регистрации быстро и<<отекаю<них процессов, а также для измерения частоты, динамических характеристик (например, петли гистсрсзиса (см рис. 8.10) ), характеристик полупроводниковых приборов и злектронных ламп служит электронно-лучевой осциллограф. 371 Верюииальи Риа 12.2В Электронно-лучевая трубка (рнс. 12.28) — важнейшая часть электронного осциллографа — состоит нз электронного прожектора, отклоняющей системы и экрана.
Электронный прожектор создает узкий электронный луч. Посредством отклоняющего устройства измеряемая величина управляет движением луча, который играет роль практически безынерционной подвижной части осциллографа. Экран покрыт слоем лииинофора, и на нем под действием электронного луча образуется светящееся пятно. При отклонениях луча это пятно движется по акра. ну и дает изображение кривой исследуемого процесса. Электронный прожектор (" электронная пушка") состоит нз подогревного катода, управляющего электрода С вЂ” модулятора — и двух анодов — А ~ и А э.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
