АНАЛОГОВЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ВОЛЬТМЕТРЫ

Общие сведения

Аналоговый электронный вольтметр - измерительный прибор, представляющий собой сочетание электронного преобразователя, выполненного на лампах, полупроводниковых элементах, интеграль­ных микросхемах, и магнитоэлектрического измерителя.

По назначению аналоговые электронные вольтметры различают: постоянного тока, переменного тока, импульсные тока, фазочувствительные, селективные, универсальные.

Основное назначение аналоговых вольтметров - измерение напряжения в радиоэлектронных цепях.

Электронные вольтметры постоянного тока по сравнению с магнитоэлектрическими вольтметрами имеют очень большое входное сопротивление (порядка 5-10 МОм) и высокую чувствительность. Значение входного сопротивления неизменно при переключении пределов измерения.

Рисунок 5.1 – Схема вольтметра постоянного тока

Схема электронного вольтметра постоянного тока представлена на
рис. 5.1.

Вольтметр состоит из входного устройства - высокоомного резисторного делителя напряжения; электронного преобразователя - усилителя постоянного тока; электромеханического преобразова­теля - магнитоэлектрического измерителя.

Усилитель постоянного тока служит для повышения чувствитель­ности вольтметра, является усилителем мощности, необходимым для приведения в действие магнитоэлектрического измерителя. Он должен обладать высокой линейностью амплитудной характери­стики, постоянством коэффициента усиления, малым дрейфом нуля.

Линейность амплитудной характеристики обеспечивается правильным выбором режимов работы ламп, транзисторов, микросхем усилителя. Отрицательная обратная связь в усилителях повышает стабильность коэффициента усиления и улучшает линейность ампли­тудной характеристики. Стабилизация питающих напряжений также способствует стабилизации коэффициента усиления.

Для уменьшения дрейфа нуля, кроме стабилизации питающих напряжений, усилитель выполняется по мостовой балансной схеме.

Расширение пределов измерения осуществляется с помощью делителя и сопротивления обратной связи.

Электронные вольтметры переменного тока строятся по двум схемам: 1) преобразование переменного напряжения в постоянное и дальнейшее усиление постоянного напряжения (рис. 5.2, а); 2) усиление переменного напряжения и дальнейшее преобразование переменного напряжения в постоянное (рис. 5.2, б).

Рисунок 5.2 – Схемы электронных вольтметров переменного тока

Вольтметры, построенные по схеме на рис. 5.2, а, характеризу­ются широким частотным диапазоном 20 Гц - 700 МГц, но недоста­точно высокой чувствительностью.

Вольтметры, построенные по схеме на рис. 5.2, б, характеризу­ются сравнительно узким частотным диапазоном 10 Гц — 10 МГц, определяемым полосой пропускания усилителя переменного тока, но более высокой чувствительностью.

Рисунок 5.3 – Схема универсального аналогового электронного

Вольтметра

Универсальные аналоговые электронные вольтметры, предназна­ченные для измерений в цепях постоянного и переменного токов, реализуются так, как показано на рис. 5.3.

Характеристики аналоговых электронных вольтметров перемен­ного тока и характер их шкал в основном определяются схемой электронного преобразователя (детектора). Различают преобразователи пикового, средневыпрямленного, среднеквадратичного зна­чений, осуществляющие преобразование переменного напряжения в постоянное, пропорциональное соответственно пиковому (максимальному), средневыпрямленному и среднеквадратичному значе­ниям измеряемого напряжения.

Вход преобразователей относительно постоянной составляющей измеряемого напряжения может быть либо открытым, либо закры­тым (с разделительным конденсатором).

По частотному диапазону аналоговые электронные вольтметры переменного тока делятся на низкочастотные, высокочастотные, сверхчастотные. На рис. 5.4 показана схема универсального анало­гового электронного вольтметра В7-26 для измерения напряжения в цепях постоянного тока , переменного тока низкой  и высо­кой  частоты.

Рисунок 5.4 – Схема аналогового электронного вольтметра В7-26