Mjerenje promjenjivog napona voltmetra DC. Elektronski voltmetri Naizmjenični napon
2. Napon napona
svrha rada
1. Ispitajte princip rada, uređaja i glavne metrološke karakteristike elektroničkih voltmetara sa amplitudom (vrhom) pretvarača, RMS i srednjim oblikovanim naponskim vrijednostima.
2. Ispitajte značajke mjerenja napona signala raznih oblika.
3. Nabavite praktične vještine za rad sa mjernim instrumentima.
Instrumenti u studiji
Voltmeter AC napon Tip B7-15 (ili WU-15) sa amplitudom (vrhom) detektorom.
Napon napona varijabilnog napona V7-27 / A / 1 (ili B7-16) sa srednjim čvrstim pretvaračem.
Voltmeter vrijednosti RMS-a (metar nelinearnih izobličenja tipa C6-11 u režimu mjerenja napona).
Pomoćni uređaji i pribor
Generator mjernih signala (sinusoidni oblik) Niska frekvencija G3-109.
Generator mjernih signala (sinusoidni oblik) visoke frekvencije G4-158.
Generator pravokutnog impulsa s promjenjivim faktorom punjenja (pomoćni generator).
Elektronski zračenje osciloskop C1-67.
Referentni otpornik s nominalnom vrijednošću (1,00 ± 0,05) Mω.
Laboratorijski zadatak
1. Istražite učinak lažnog oblika na očitavanje elektronskih voltmetera s različitim vrstama pretvarača.
2. Ocijenite otpor ulaznog voltmetra B7-27 / A / 1 (ili B7-16)
i njegov utjecaj na grešku u mjerenju napona.
3. Istražite učinak parametara ulaznog voltmetra kruga i povezivanje žica na frekvencijski raspon Mjerenja napona koristeći jedan od istražnih voltmetara
- Širokopojasni B7-15 (ili WU-15).
Indikacija. Kvantitativne karakteristike (parametri) varijabilnog periodičnog napona (t) opisane su sljedećim funkcionalima:
1. Prosječna vrijednost (stalna komponenta) napona
gdje je t interval integracije. Numeričke vrijednosti na voltmetrima imaju narudžbu (0,2, ..., 1) str. Prilikom izračunavanja prosječne vrijednosti i drugih karakteristika periodičnog signala kao intervala, prikladno je uzeti period signala.
2. Maksimalne i minimalne vrijednosti napona
, Umin \u003d min (u (t))
Opseg u p \u003d u max -u min.
Pink odstupanje "gore" napon
U bb \u003d u max - u cp.
Pink odstupanje "dolje" napon
3. RMS (gluma) vrijednost napona
4. Srednji napon
Na elektronskim voltmerima, naizmjenični napon koriste tri vrste pretvarača:
Pretvarač vrijednosti (vrhom) vrijednosti, izlazni napon od kojih je proporcionalan maksimalnom naponu vrijednosti izmjerenog signala M (odstupanje vršnog napona "UP", ako
dioda anoda povezuje se na ulaz pretvarača ili vršnog odstupanja napona "dolje" - pri povezivanju diode);
Pretvarač vrijednosti RMS-a (na osnovu termoelektrične, diode, tranzistora ili optokouplera), od kojih je izlazni napon proporcionalan rigonductic (valjanim) vrijednosti izmjerenog napona
U SK;
Pretvarač vrijednosti srednjeg naprezanja, izlazni napon od čije je proporcionalan prosječnoj vrijednosti ispravljenog napona u CV (prosječni naponski modul).
Ako voltmetar ima zatvoreni ulaz, i.e. Konstantna komponenta U CP
izmjereno napona ne prolazi u pretvaraču, tada su njena čitanja definirana samo varijabla komponente.
Skala elektronskih voltmetara naizmjenična struja (Osim pulsa) Grada u srednjim kvadratnim vrijednostima signalnog napona sinusoidnog oblika. Pulsni voltmeri se ocjenjuju u vrijednosti amplitude sinusoidnog signala.
Uzimajući u obzir navedene karakteristike svjedočenja voltmetarskih u HK-u određene su formulama prikazanim u tablici. 2.1.
RMS u SK, (vršno odstupanje "gore") u M i srednje žigovene vrijednosti BC povezane su jedni s drugima kao takozvani amplitudni koeficijenti A i Forma F, na sljedeći način:
UM \u003d KA · USK; USC \u003d KF · USV; Um \u003d KA · KF · USV.
Poznavanje rezultata mjerenja, odnosno vrijednost funkcionalnosti (tablica 2.1) za vrstu konvertera VLLMeter, možete pronaći nepoznate parametre izmjerenog napona. Ali za to je potrebno pravilno - u skladu s vrstom funkcije U (T), koji opisuje izmjereni signal, odaberite vrijednosti koeficijenata K AK F. Numeričke vrijednosti ovih
koeficijenti se mogu izvući pomoću formula (2,2), (2,5) i (2.6).
Vrsta voltmetra
Voltmetar
trajan
voltaža
Voltmetar
sa pretvaračem vrijednosti RMS-a
Voltmetar
sa srednjim čvrstim pretvaračem
Voltmetar
s vrhom
(amplituda)
detektor
Postupak za obavljanje poslova i smjernica
1. Poznanstvo sa karakteristikama voltmetra proučavali su se
i principi njihovog rada (priprema za rad za rad)
1.1. Naučite teorijski materijal u literaturi i predavanjima
. Ispitajte opis ovog rada i pripremite se u tablici obrasca radne bilježnice. 2.1-2.6 sa svojim naslovima.
1.2. Pročitajte metrološke karakteristike trenutno proučavanih voltmetara. Napunite tablicu. 2.2.
1.3. Usporedite ove karakteristike.Donose zaključke o polju primjene trenutnih voltmetarasa stanovišta:
oblici izmjerenog signala,
raspon izmjerenih vrijednosti napona,
raspon radne frekvencije
normalizovana greška
ulazni otpor i ulazne posude.
Tabela 2.2.
Glavne metrološke karakteristike voltmetara
Karakterističan | Voltmetar | Voltmetar | |
univerzalan | univerzalan | ||
analogni | digitalan | ||
Tip B7-27 / A |
|||
Tip B7-15 (WU-15) | |||
Vrsta pretvarača | |||
Mjerna ograničenja u | |||
Raspon frekvencije, Hz | |||
Naj normalniji | |||
greška,% | |||
Ulazni otpor, Ohm | |||
Ulazni kontejner, PF |
1.4. Za samoostizanje spremnosti za rad formulirajte odgovore na sljedeća pitanja koja se mogu odrediti kada tolerancija i u procesu zaštite:
1. Kvantitativne karakteristike naizmjeničnog napona.
2. Tipične strukturne sheme elektronskih voltmetara.
3. Koja od ovih programa osigurava visoku osjetljivost voltmetra,
i šta je širok raspon frekvencija?
4. Glavne vrste izmjenjivih naponskih pretvarača koji se koriste u elektronskim voltmetrima; Njihove sheme, formule koje opisuju njihov princip rada.
5. Pravila i postupak diplomiranja elektronskih voltmetara naizmjeničnog napona.
6. Zašto vam trebaju voltmetri s različitim vrstama ulaza - otvorene i zatvorene?
7. Kako pružate "zatvoreni" ulaznim voltmetrom?
8. Formule koje definiraju očitanja elektronskih voltmetara.
9. Shema i privremene grafikone signala koji objašnjavaju rad vršnog pretvarača sa zatvorenim i otvorenim ulazima.
10. Izvori grešaka elektronskih voltmetra.
1.5. Analogijom s grafikonom ispod, izvucite vremenski dijagrami pravokutnog pulsa u istoj skali bez stalne komponente s vrijednostima koeficijenta punjenjaK z \u003d 0,25; 0,5 i 0,75. Imajte na umu da je zamjena pulsirana
signal se ne mijenja kada je konstantna komponenta isključena.
Pulsni signal sa stalnom komponentom
Pulsni signal bez stalne komponente
1.6. Snimanje u kartici. 2.3 izračunate vrijednosti Iskaz voltmetara sa zatvorenim unosom prilikom mjerenja:
{ sinusoidni signal
{ pulsirani pravokutni signali bez konstanta
p \u003d 4 u kadaKZ \u003d
pretvarač
sinusoid
kotač
0,707u
0,707u
0,707u
1.7. Prikaži rezultate učitelja zadaća - Punjeni stol. 2.1 i 2.2 i dobiti toleranciju.
2. Proučavanje utjecaja oblika izmjerenog napona na očitanja elektronskih voltmetera
2.1. Uključite prehranu trenutno proučavanih voltmetara i pomoćnih uređaja, upoznajte se sa kratkim tehničkim opisima i kontrolnim tijelima testnih voltmetara. Nakon 15-minutnog zagrijavanja provjerite postavku "0" i kalibraciju trenutno proučavanih voltmetara.
Priključite osciloskop na izlaz generatora sinusoidnog signala (Sl. 2.1.).
Sl. 2.1. Dijagram mjerenja signala različitih oblika
2.2. Podesite frekvenciju generatora signala 1 kHz. Prebacite dugme za unos osciloskopaVolt / Poslovi u regulaciji / poslovima postavite ručicu na ekstremnu ispravnu poziciju, pribavite sliku izmjerenog signala u roku od 2 do 4 svoje razdoblja na ekranu osciloskopa i koristite odgovarajuću prilagodbu generatora za postavljanje sinusoidnog signala, jednako 4 V. U budućnosti
izvođenje br. 2 Položaj regulatora se ne mijenja.
2.3. Naizmenično povezuje trenutno proučene voltmetere na izlaz generatora, napišete svoje svjedočenje na odgovarajuću karticu stupca. 2.4.
2.4. Uporedite ove čitanja. Ako se ta čitanja razlikuju za voltmetere s različitim vrstama pretvarača ili trebaju biti približno isti (u grešcima voltmetra)?
Napravite odgovarajući obris na osnovu pravila voltmeter napona voltana.
2.5 Pošaljite na unos osciloskopa iz izlaza pomoćnog generatora, impulsni signal pravougaonog oblika pozitivne polaritet s preklopnim koeficijentom puna (frekvencija ovih impulsa od oko 1 kHz). Osigurajte da koeficijenti punjenja ovog signala odgovaraju vrijednostima navedenim na prekidaču pomoćnog generatora. Pomoću odgovarajućeg podešavanja generatora podesite zamenu pulsa signala jednak 4 V.
2.6. Korištenje osciloskopa prekidačaOtvorite prijavu / zatvorena prijavaDa se bave onome što se događa s pulsnim signalima pozitivne polaritet s različitim vrijednostima koeficijenta punjenja nakon prolaska kroz RC lanac, pružajući zatvoreni ulaz. Usporedite ove oscilograme sa privremenim dijagramima izvučenim iz stavom 1.5.
prilikom mjerenja
Šilovi P.
(Tip pretvarača)
voltaža
sinusoid
rezultati
mjerenja
pulse Pon
sa k z \u003d
K z \u003d
B7-15 (WU-15)
sa amplitudom
pretvarač B7-27 / A (B7-16)
od pretvarač
srednji žig
vrijednosti
C6-11 sa pretvaračem standarda
vrijednosti
2.8. Izgraditi prema tabeli. 2.4 Grafikoni ovisnosti o svedočenju trenutno proučavanja voltmetara iz vrijednosti koeficijenta punjenjapri mjerenju napona impulsa signala pravokutnog oblika. Nastavite (isprekidane) ove ovisnosti u području malih i velikih vrijednosti koeficijenta punjenja. Objašnjeno korištenjem oscilograma dobivenih tijekom izvršenja klauzule 2.6, razlike u prirodi ovih ovisnosti za voltmetere sa raznim vrstama pretvarača.
2.9. Prema voltmetrima, izračunajte vrijednosti opsega izmjerenih signala i napišite rezultate dobivene u tablici. 2.4.(Treba li ovo
vrijednosti variraju?).
3. Određivanje metodološke greške zbog učinka otpornosti ulaznog volta
Indikacija. Relativna metodološka mjerna greška mjerenja napona na dovoljno niskim frekvencijama (koje ne možete uzeti u obzir efekte ulaznog spremnika)
S R B \u003e\u003e r out, Δ meth ≈ - R Ispušni otpor izvora izmjerenog napona; R B je ulazni otpor voltmetra.
R W Može se naći kroz indirektna mjerenja (Sl. 2.2) s pomoćnim referentnim otpornikom s otpornom 0:
3.1. Korištenje G3-109 generatora, digitalni voltmetar B7-27 i pomoćni otporr 0, prikupite mjernu shemu (Sl. 2.2).
Sl. 2.2. Šema mjerenja ulaznog otpora Voltmeter
3.2. Podesite prekidač izlaznog otpora generatora G3-109 u položaj \u003d 600 ohma. Postavite frekvenciju generatora u rasponu od 50-100
Hz. Instalirajte voltmeter B7-27 / napon generatora 1 u rasponu od 5-10 V, izmjerite isti voltmetar B7-27 / napon 2, zabilježite svjedočenje u tablici. 2.5.
3.3. Izračunajte ulaznu impedanciju voltmetra i odgovarajuća metodološka greška Δ Upoznato mjerenje napona (2,8) i (2,7).
Uporedite procjene s normaliziranim vrijednostima ulaznog otpora i glavne pogreške digitalnog voltmetra B7-27.
Tabela 2.5
http://dvo.sut.ru/libr/ms/i145mriz/2.htm. |
Pozdrav skupi čitač. Ponekad postoji potreba za malim jednostavnim voltmetrom "pri ruci". Napravite takav voltmetar da li sami neće biti puno posla.
Prikladnost voltmetra za mjerenje naprezanja u određenim krugovima ocjenjuje se njenim ulaznim otporom, koji se sastoji od otpora na okvir smjera smjera i otpornosti otpornika dodavanja. Budući da se u različitim ograničenjima dodatni otpornici imaju različite nominalne ocjene, tada će ulazno otpornost uređaja biti drugačiji. Češće je volmetar procjenjuje se svojim relativnim ulaznim otporom karakterizirajući omjer ulaznog otpornosti uređaja na 1b odmjerenog napona, na primjer 5k / c. Prikladniji je: ulazni otpor voltmetra duž različitih granica mjerenja različita je, a relativna ulazna otpornost je konstantna. Što je manje odstupanje sa strelicom mjernog instrumenta II korišteno u voltmetrom, veća će biti relativna ulazna otpornost, to će precizna mjerenja biti proizvedena. U tranzistorskim strukturama potrebno je izmjeriti napon od napona do nekoliko desetina volti, pa još više u lampi. Stoga je jednostupanjski voltmetar nezgodan. Na primjer, volmetar s skalom od 100 V ne može se precizno mjeriti čak ni napon 1-2V, jer će odstupanje strelice biti niska. Stoga je potreban voltmetar koji ima najmanje tri - ograničenje četiri dimenzije. Dijagram takvog DC voltmetra prikazan je na slici 1. Prisutnost četiri aditivna otpornika R1, R2, R3 i R4 označava da voltmetar ima četiri granica dimenzija. U ovom slučaju, prva granica je 0-1V, drugi 0-10V, treći 0-100V, a četvrti 0-1000V.
Otpor dodaci otpornika može se izračunati formulom koja proizlazi iz OHM zakona: RD \u003d gore / II - RP, ovdje je najveći napon ove mjerne granice, II je ukupni odbacivanje strelice mjerne glave , a RP je otpor mernog okvira glave. Na primjer, za uređaj za struju II \u003d 500MK (0,0005a) i otpornost na okvir od 500 Ohm, otpornost na dodatni otpornik R1, za granicu od 0-1V treba biti 1,5k, za granicu od 0 -10V - 19,5k, za limit 0 -100b - 1995, za granicu od 0-1000 - 1999,5. Relativna ulazna otpornost takvog voltmetra bit će 2kom / c. Obično su dodatni otpornici sa ocjenama iz izračuna koji su montirani u voltmetrom. Konačno, "fit" njihovog otpora proizvede se tokom diplomiranja voltmetra povezujući se s njima paralelnim ili uzastopnim drugim otpornicima.
Ako je DC voltmetar za nadopunu ispravljača transformacije napon izmjeničnog signala U stalnoj (tačnijem - pulsirajući) dobijamo voltmetra naizmjenične struje. Mogući dijagram takvog uređaja s jednom-altariodijskim ispravljačem prikazan je na slici.2. Uređaj radi na sljedeći način. U onim trenucima vremena kada je s lijeve strane (prema shemi), klima uređaja je pozitivan polu-val naizmjeničnog napona, struja prolazi kroz diodu D1, a zatim kroz mikroammetar u desnu stezaljku. U ovom trenutku diodni D2 je zatvoren. Tijekom pozitivnog pola talasa na desnoj stezaljci, dioda D1 je zatvorena, a pozitivni pola val naizmjeničnog napona zatvara se dionicom D2, zaobilazeći mikroamter.
Otpornik dodatka RD izračunava se na isti način kao i za stalne napone, ali rezultirajuće rezultate podijeljeno je sa 2,5-3, ako je ispravljač uređaja jednomjenski, ili 1,25-1,5 ako je ispravka uređaja Dvožila - Sl. 3. Precizniji otpor ovog otpornika odabran je eksperimentalnim putem tokom diplomiranja razmjera instrumenta. Možete izračunati RD i za druge formule. Otpornost na dodane otpornike voltmetara za pravopis, izrađen po shemi na slici.2 izračunavaju se formulom:
Rd \u003d 0,45? Gore / ii - (RP + RD);
Za šemu na slici3, formula ima obrazac:
Rd \u003d 0,9? Gore / ii - (RP + 2.); gdje je RD otpor diode u smjeru naprijed.
Čitanja instrumenata sustava ispravljača proporcionalna su medijskoj nazici odmjerenih napona. Opseg njih je ocenjena u RMS od sinusoidnog napona, tako da su očitanja ispravljačkih sistema uređaja jednaka vrijednost napona RMS samo prilikom mjerenja stresa sinusoidnog oblika. D9D njemačke diode diode koriste se kao ispravljačke diode. Takvi voltmetri mogu mjeriti napon zvuka na nekoliko desetina kilometra. Vaga za domaći voltmetar može se izvući pomoću programa FrontDesigner_3.0_Setup.
Ako koristite voltmetar sa mjernom glavom magnetoelektričnog sistema za mjerenje mjerne glave magnetoelektričnog sistema, primijećeno je da je s pogrešnim polaritetom priključenja sonde voltmetra do izvora izmjerenog napona, strelica Mjerna glava odstupa u suprotnom smjeru za nulu i rolne. Ako takav uređaj pokuša izmeriti varijabilni napon sa frekvencijom od oko 50 Hz i više, strelica može malo doseći u početnom trenutku vremena, ali nakon što će ukazati na nulu. Ne-nulta vrijednost razgovarat će o prisutnosti stalne komponente napona.
Najlakši način za izlazak iz položaja je pretvoriti naizmjenični napon u konstantnu, odnosno izravna. Lako se može učiniti s jednom pojedinačnom diodom, kao što je prikazano u članku. Ako želite mjeriti napon manje ili više tačno, možete koristiti za ispravljanje.
Sheme mjerenja
Razlog takvog ponašanja magnetoelektričnog mjernog uređaja prilikom mjerenja izmjeničnog napona je jednostavan. Na takvim se uređajima nalazi trajni magnet, a smjer odstupanja strelice uređaja ovisi o smjeru tečenja struje u zavojnicu rotirajućeg okvira. U vrijeme pozitivnog poluvremena, strelica uređaja pokušava odstupiti u jednom smjeru, negativnim - na drugu. Sa prilično čestom promjenom polariteta, na primjer, u 50 Hz širokoj mreži, strelica jednostavno nema vremena za odstupanje u jednom smjeru, jer je iznenada treba odbiti u suprotnom. Istovremeno možete videti pokret strelice ili ne primijetiti ništa.
Mjere glave elektromagnetskog sustava u uređaju nemaju trajni magnet, a njihov princip rada temelji se na fenomenu izvlačenja predmeta iz magnetiziranog materijala u središtu centra zavojnice zavojnice. Smjer djelovanja zavojnice s trenutnom na magnetizirajući objekt ne ovisi o smjeru struje u namotavanju zavojnice. Stoga se takvi uređaji lako mjere i konstantnim i naizmjeničnim strujom ili naponom.
Ako imate potrebu za mjerenjem napona u AC mreži, a pri ruci je samo uređaj mjernim glavom magnetoelektričnog sustava (sa trajnim magnetom), jednostavno možete izaći iz položaja, a barem imaš Jedna ispravljač dioda s obrnutim naponom nije niža od amplitude vrijednosti. Vjerojatno izmjerena vrijednost. Da biste to učinili, razmotrite dvije sheme.
Shema sa jednom diodom
Manje precizno, ali izuzetno jednostavna opcija. Sve što je potrebno je povezati jednu sondu uređaja putem dioničara. Treba napomenuti da dioda mora biti povezana s katodom (na negativu - anodu) na prethodni terminal s pozitivnom polaritetom. Pod djelovanjem pozitivnog poluvremena, strelica će odbraniti izmjerenu vrijednost napona u smjeru koja vam je potrebna. Tokom negativnog poluvremena, dioda će se ugasiti, razbijati lanac instrumenta sa izvorom napona koji više ne utječe na strelicu uređaja u suprotnom smjeru.
Mjerna karakteristika sa jednom diodnom shemom
Određivanje vrijednosti vrijednosti. Kada se mjeri u skladu s razmatranim šema, treba napomenuti da uređaj reagira samo na emisiju jednog poluvremena i prikazat će vrijednost od dva puta manja od stvarne važeće vrijednosti. Odnosno, ako merenje napona, uređaj je pokazao vrijednost od 110 V, ovo čitanje mora se pomnožiti sa dva i dobiti ono što ste mjerili.
Odabirom diode. Za pravi izbor Dioda moramo uzeti u obzir napon za obrnuto diodni dio, koji mora biti veći od amplitude vrijednosti izmjerene vrijednosti, u protivnom se dioda može slomiti, a uređaj će se prestati prikazati ili može lagati za nekoliko narudžbi. Na primjer, mi ćemo izmjeriti napon u utičnicu. Prilikom određivanja klase hardvera opreme, naznačena je valjana vrijednost. Da biste saznali vrijednost amplitude, morate pomnožiti korijen dva :. Napon potrošačke mreže 220 V. Amplituda napona bit će 220 × 1,41 \u003d 311 V. u našem slučaju, ispravljajući diode s obrnutom naponom od 400 V prilično su prikladni. Ispod nije poželjan, jer U slučaju prenapona u mreži, amplituda napona može prelaziti inverzni diodni napon, doći će na nepovratni test P-N tranzicije, a dioda neće uspjeti.
Pored toga, ne birajte moćne diode od manje snage, to bolje. Snažne diode su velike p-n Tranzicija koja se u zaključanoj stanici može ponašati kao kondenzator. Dakle, negativni pola razdoblja može utjecati na kapacitivnu provodljivost, a čitanja instrumenta bit će donekle podcijenjena. Što je veća frekvencija izmjerenog napona, veća je utjecaj, posebno kada se koristi visoko otporne osjetljive mjerne glave.
Shema sa Diodni most
Složenija varijanta, ali dopuštajući mjerenje električnih vrijednosti preciznije. Ovo će zahtijevati 4 diode ili gotovi diodni most. Princip rada sheme sličan je prvoj izveštaju, ali ovdje mjerni element osjeća oba napona, što utječe na to je jednosmjerno, a instrument prikazuje vrijednost aktivnog napona. To jest, čitanja instrumenta će odgovarati stvarnosti.
Izbor dioda ili diodni most sličan je prvom slučaju.
Mjere predostrožnosti
Kada modificirate svoj uređaj na navedene načine, platite posebna pažnja Sigurnost. Diode ili diodni mostovi koji se koriste u krugovima, kao i kontaktnim mjestima ožičenja, sonde za uređaje, voltmeterski terminali moraju se pouzdano iscrpiti kako bi se spriječio električni udar s nasumičnim dodirom na dijelove uređaja za generiranje uređaja tokom mjerenja.
Elektronski voltmeri AC napon izgrađen je na jednom od dva strukturne shemeprikazano na slici. 3.20. Izmjereni naizmjenični napon U ~ Ulazi u ulaz voltmetra. Lanac unosa MC uređaj može sadržavati razdjelnike napona, sklopke, pomoćne pretvarače, filtere itd. Pojačalo je potrebno za poboljšanje signala na željenu razinu. Detektor i u tome, a u drugoj shemi služi za izravu varijabilnog ulaznog (ili poboljšanog) signala; IP je izlazni mjerni uređaj (najčešće magnetoelektrični sustav), čija je ljestvica ocijenjena u potrebnim vrijednostima.
Sheme se razlikuju u redoslijedu izmjene glavnih faza transformacije testnog signala. U prvom slučaju (vidi Sl. 3.20, ali) ulazni periodični napon U ~ Prvo, pojačava se pomoću izmjene naizmjeničnog napona, a zatim ispravlja detektor. Uređaji izgrađeni prema ovoj shemi (detektor detektora) imaju višu osjetljivost (prag osjetljivosti - dionice mikrovolta), ali imaju primjetno manji frekvencijski raspon odmjerenih naprezanja (otprilike 20 MHz).
U instrumentima izgrađenim prema shemi Sl. 3.20, b.(Detektor - uređaj za pojačalo), ulaznim signalom prvo ispravlja detektor, a zatim pojačani konstantnim pojačalom napona. Takvi voltmetri, naprotiv, imaju širi raspon frekvencija (sa 20 Hz do 500 MHz), ali imaju znatno nižu (najgoru) osjetljivost (prag osjetljivosti od 0,5 V).
Kraj posla -
Ova tema pripada odjeljku:
Analogni električni mjerni instrumenti
Web stranica Pročitajte: Analogne električne mjere.
Ako vam treba dodatni materijal na ovoj temi, ili niste pronašli ono što traže, preporučujemo da koristimo potragu za našom radnom bazom:
Ono što ćemo učiniti sa dobivenim materijalom:
Ako se ovaj materijal pokazao da bi bio koristan za vas, možete ga sačuvati na svoju stranicu na društvenoj mreži:
| Tweet |
Sve teme ovog odjeljka:
Opći
Mjerni instrument (IP) je najčešća vrsta mjernih instrumenata. Sav IP se može podijeliti u dvije velike grupe: analogni i digitalni. Analogni mjerni instrumenti
Elektromehanički mjerni instrumenti
Većina stacionarnih mjernih instrumenata koji se koriste u tehnološkim procesima koji se danas koriste su klasični analogni elektromehanički uređaji. Njihov metrološki i operativni ha
Magnetoelektrični uređaji
Jedno od najjednostavnijih (i povijesnoj možda najranijih) sistema korištenih u izgradnji elektromehaničkih instrumenata je magnetoelektrični (ja). Dizajn i PR.
Uređaji za rektan sistem
Iz izražavanja za moment M slijedi da se ME sistemski uređaji mogu koristiti izravno za korištenje samo za rad sa stalnim naponima i strujama, te za rad u lancima
Uređaji termoelektričnog sistema
Termoelektrični (TE) mjerni instrumenti temelje se na pretvorbi električna energija U toplinsku, a zatim ponovo u električnu. Uređaji ovog sistema sastoje se od termoelektričnog pretvaranja
Instalacije elektrodinamičkog sistema
Dizajn i princip akcije. Na slici. 3.9 Prikazuje pojednostavljeni dizajn elektrodiznog mehanizma za merenje elektrodinamike (ED). Fiksna zavojnica 1 sa trenutnim I1
Elektrostatički voltmetri
Elektrostatički (ES) voltmeri koriste se uglavnom za mjerenje napona u visokonaponskim krugovima i konstantne i naizmjenične struje. Izgradnja i princip akcije.
Industrijski sistemski uređaji
Izgradnja i princip akcije. Načelo djelovanja indukcijskih instrumenata zasnovan je na interakciji dva ili više promjenjivih magnetskih tokova s \u200b\u200bstrujama induciranim na mobilnim uređajima
Elektronski mjerni instrumenti
Elektronski IP (EIP) su složeniji uređaji od elektromehaničkog. Sadrže nekoliko različitih pretvarača, koji uglavnom izvode fisiju, trud
Ispravljači (detektori)
Jedan od glavnih elemenata elektronskog voltmetra naizmjeničnog napona je ispravljač (detektor) - naizmjenični pretvarač napona u konstantnu. To su karakteristike detektora u S
Značajke elektroničkih mjernih instrumenata
Glavne prednosti elektroničkih mjernih instrumenata (EIP), u usporedbi s elektromehaničkim, su sljedeće: male potrošnje energije iz testnog lanca (izvor Sig)
Učinak oblika signala na očitavanju instrumenata
Pri radu s periodičnim signalima važno je znati značajke uređaja i mature jedne ili druge vrste mjernog instrumenta. U pravilu se uređaji ocjenjuju u srednjem kvadratu (akcija
Signal bez stalne komponente
Pretpostavimo da se izvor pravokutnog napona u (t) amplitude ± 100 V, frekvencija od 50 Hz i duktilnost 2 (Sl. 3.28, a) paralelni dva voltmetra su povezani (Sl. 3.28
Signal - zbroj varijabilnih i stalnih komponenti
Mi ćemo analizirati nešto složeniji signal signala - unipolarni periodični signal pravokutnog oblika sa amplitudom Umax \u003d +100 V, trajanje pulsa od 10 ms,
N. Ostrukhov, Surgut
Članak opisuje voltmetar naizmjeničnog napona. Sastavlja se na mikrokontroleru i može se koristiti kao autonomni mjerni uređaj ili kao ugrađeni voltmetar u LF generatoru.
Predloženi voltmetar dizajniran je za mjerenje varijabilnog napona sinusoidnog oblika frekvencije od 1 Hz do 800 kHz. Interval izmjerenog napona je 0 ... 3 V (ili 0 ... 30 V sa vanjskim razdjelnikom napona 1:10). Rezultat mjerenja prikazan je na četverocifrenom LED indikatoru. Točnost mjerenja određuje se parametrima ADC-a ugrađenog u mikrokontroler i izvor uzornog napona i 2 mV je 2 m). Voltmeter se hrani od izvora stabiliziranog napona 5 V i troši trenutni 40 ... 65 mA ovisno o primijenjenom pokazatelju i svjetlini njenog sjaja. Trenutačno konzumirano iz ugrađenog pretvarača polariteta ne prelazi 5 mA.
Uređaj (vidi krug na slici 1) uključuje izmjenični pretvarač napona u konstantnu, međuspremnik pojačala stalnog napona, digitalnog voltmetra i pretvarača polarnosti napona napajanja. Konverter varijabilnog napona u konstantu sastavljen je na komparacitu DA1, generatoru impulsa na elementima DD1,1-DD1.4 i preklopnog tranzistora VT1. Razmotrite njegov rad detaljnije. Pretpostavimo da ne postoji signalni ulaz. Tada je napon na inverzicirani ulaz komparatora DA1 nula, a ne-konvertibilan je određen razdjelnikom napona R19R22 i s nominalnim brojevima naznačenim na shemi iznosi oko -80 mV. Na izlasku iz komparatora u ovom slučaju postoji nizak nivo, koji omogućava rad generatora pulsa. Značajka generatora je da sa svakim padom napona na izlazu komparatora DA1 na izlazu generatora (izlaz 8 elementa DD1.2) formiran je jedan impuls. Ako je po recesiji izlazni uvjet Komparator se neće mijenjati, formira se sljedeći impuls itd.
Trajanje impulsa ovisi o denominacijama elemenata R16, C5 i iznosi oko 0,5 μs. Sa niskim nivoom napona na izlazu DD1.2 elementa se otvara VT1 tranzistor. Ocjene otpornika R17, R18 i R20 odabrane su tako da se struja od 10 mA teče kroz otvoreni tranzistor koji naplaćuje C8 i C11 kondenzatore. Tijekom svakog pulsa, ovi kondenzatori naplaćuju akcije MilliVolta. U stalnom režimu, napon će se povećati sa -80 mV na nulu, u redu će se smanjiti impulse generatora, a impulsi struje kolektora VT1 tranzistora nadoknadit će samo sporo pražnjenje C11 kondenzatora putem R22 otpornika . Dakle, zahvaljujući malom početnom negativnom raseljavanju, čak i u odsustvu ulaznog signala, pretvarač radi u normalnom režimu. Kada se primijeni ulazni napon, zbog promjene frekvencije impulsa generatora, napon na C11 kondenzatoru mijenja se u skladu s amplitudom ulaznog signala. FNH R21C12 osvaja izlazni napon pretvarača. Treba napomenuti da se samo pozitivan polu-val ulazni napon zapravo pretvori, pa ako je asimetrično u odnosu na nulu, pojavit će se dodatna greška.
Prikladno pojačalo sa koeficijentom prijenosa 1.2 sastavljen je na DA3 OU. VD1 dioda povezana sa izlazom štiti ulaze mikrokontrolera iz napona za polaritet minus. Iz izlaza OU DA3 kroz otporni razdjelnici napona R1R2R3 i R4R5, konstantni napon stiže na liniju RS0 i PC1 DD2 mikrokontrolera, koji su konfigurirani kao ADC ulazi. Kondenzatori C1 i C2 dodatno suzbijaju smetnje i savjet. Zapravo, digitalni voltmeter sastavlja se na dd2 mikrokontroleru, u koji je ugrađeni 10-bitni ADC i unutrašnji izvor uzornog napona 1.1 V.
Program za mikrokontroler napisan je pomoću BASCOM-AVR okruženja i omogućava upotrebu tri ili četverocifrenih digitalnih LED indikatora sa uobičajenom anodom ili zajedničkom katodom i omogućava vam da prikažete glumu (za sinusoidni signal) ili Amplitudna vrijednost napona ulaznog signala, a također mijenja svjetlinu indikatorskog svjetla. Logički nivo Signal na liniji PC3 postavlja vrstu korištenog uređaja - sa uobičajenom katodom ili sa zajedničkom katodom (visokom) , a na liniji RS4 - broj njegovih ispuštanja, četiri - za niska i tri - za visoku. Program na početku rada jednom čita nivoi signala na ove linije i prilagođava mikrokontrolera za rad sa odgovarajućim indikatorom. Za četverocifreni pokazatelj prikazan je rezultat mjerenja u obliku XHHH (C), za trocifren - XXX (MV) na 1 V i X.HXX (B), ako je napon više od 1 V. Kada koristite trocifreni indikator, zaključci njegovih ispuštanja povezani su kao zaključci tri vise pražnjenja četverocifrene na slici. jedan.
Razina signala na liniji RS2 kontrolira množenje rezultata mjerenja za 10, što je potrebno prilikom korištenja vanjskog razdjelnika napona 1:10. Sa niskim nivoom, rezultat se ne pomnože sa signalom na liniji RV6 kontrolira svjetlinu rasvjete indikatora, na visokom nivou opada. Promjena svjetline javlja se kao rezultat promjene odnosa između Svjetskog vremena i vremena za igranje u svakom ciklusu mjerenja. Pod konstante navedenim u programu, svjetlina se mijenja otprilike za pola. Aktivna vrijednost napona ulazna napona prikazuje se kada se visoki nivoi dostavljaju na visoko razinu PB7 liniju i amplitudu - niska. Nivo signala na RS2, PB6 i PB7 rečima Programske analize u svakom ciklusu mjerenja, a samim tim mogu se mijenjati u bilo kojem trenutku, za koji su prekidači povoljno korišteni. Trajanje jednog ciklusa mjerenja je 1,1 s. Za to vrijeme ADC vrši oko 1.100 uzoraka, od kojih je maksimalna odabrana i pomnožena po potrebi, na željenom koeficijentu.
Za konstantni izmjereni napon, bilo bi dovoljno za jedno mjerenje na cijeli ciklus, a za naizmjenično s frekvencijom manjim od 500 Hz, napon na C8 kondenzatorima. C11 se značajno mijenja tokom ciklusa. Stoga, 1100 mjerenja s intervalom od 1 ms omogućava vam da riješite maksimalnu vrijednost za razdoblje. Pretvarač polariteta napajanja napajanja sastavlja se na DE2 čipu prema standardnom dijagramu. Njegov izlazni napon -5 B napajao je DA1 i DA3 komparator. XP2 priključak dizajniran je za programiranje intra-uređaja mikrokontrolera.
Voltmeter je primijenio stalne otpornike C2-23, MLT, obrezano - burnici serije od 3296, oksidnih kondenzatora - uvoza, ostalo - K10-17. 74AS00 čip može se zamijeniti CP555LAZ, CT361G tranzistorom na bilo kojem od serije KT3107. Dioda 1N5818 Zamijenite bilo koji gerony ili diode valjanom direktnom strujom od najmanje 50 mA. Zamjena za autor ICL7660 Chip nije poznat, ali konverter polariteta napona + 5 / -5 V može se prikupiti u skladu s jednom od pitanja koja se objavljuju u časopisu. Pored toga, pretvarač se uopće može eliminirati primjenom dvopolarnog stabiliziranog izvora napajanja. Naročito ga treba istaknuti na izboru komparatora, jer raspon radne frekvencije ovisi o tome. Odabir komparatora LM319 (KA319, LT319 analozi) zbog dva kriterija - potrebna brzina i dostupnost. Kompasionalici LM306, LM361, LM710 brže, ali pokazalo se da ih je teže kupiti, osim toga, oni su skuplji. LM311 (domaći analogni KR554SAZ) i LM393 su dostupniji. Prilikom instaliranja LM311 komparatora u uređaju, kao što se očekivalo, frekvencijski raspon suzili su se na 250 kHz. R6 otpornik ima relativno mali otpor, jer je uređaj primijenjen kao ugrađeni voltmetar u LB generatoru. Kada se koristi uređaj u autonomnom brojilu, njegov otpor može se povećati, ali pogreška mjerenja povećava se zbog relativno velike ulazne struje komparatora DA1.
Dijagram razdjelnika napona 1:10 prikazan je na slici. 2. Ovdje su funkcije otpornika R2 u razdjelniku vrše otpornik R6 (vidi Sl. 1). Razdvojitelj stres u određenom nizu. Služi pravokutniji impulsi s frekvencijom nekoliko kilohertza, amplitude 2 ... 3 V (takav kalibracijski signal dostupan je u mnogim osciloskopima), a osciloskop je povezan na izlaz (na izlaz 5 DA1). Postignut je kondenzator C1 sa pravokutnim oblikom pulsa. Osciloskop se treba primijeniti s ulaznim razdjelnikom 1:10. Svi predmeti, osim indikatora, postavljeni su na pločicu s makata dimenzijama 100x70 mm pomoću žičane montaže. Izgled Jedna od opcija uređaja prikazana je na slici. 3. Radi praktičnosti povezivanja digitalnog indikatora priključuje se konektor (nije prikazan u dijagramu). Prilikom postavljanja, ukupni logor ulaznog utikača XP1 i odgovarajući zaključci kondenzatora C8, C10, C11 i C13 trebaju biti povezani na cjelokupnu žicu na jednom mjestu s minimalnim žicama dužine. Elementi VT1, R20, C8, C10, C11 i C13 i DA1 kompaktniji moraju biti što kompaktniji, C3 kondenzatori, C6 - što je moguće bliže kompaniji komparatora DA1 i C4, C14, C15 u C15 Zaključci mikrokontrolera DD2. Da bi se uspostavio unos uređaja, opći izlaz sonde osciloskopa priključen je na pozitivan zaključak kondenzatora C13 i signal emitoru tranzistora VT1. Na ekranu se pojavljuje impuls negativnog polariteta amplitude od oko 0,6 V i trajanje 0,5 μs. Ako zbog niske frekvencije impulsa pulsi, teško će se promatrati, a zatim privremeno paralelno sa kondenzatorom C11 povezan je sa otpornošću otpornika 0,1 ... 1 com. Napon kondenzatora C12 kontrolira visoki ko-voltmetar, trebao bi biti blizu nule (plus-minus nekoliko miliasa).
Napon na izlazu OU DA3 (koji ne smije prelaziti nekoliko milkanity) otpornik R27 postavljen je na nulu. Potrebni režim rada mikrokontrolera postavljen je isporukom potrebnih nivoa na liniji RV6, PB7, PC2-PC4, za koji su povezani na zajedničku žicu ili sa linijom za napajanje +5 v putem otpornika s otporom od 20 ... 30 com. Unos uređaja povezan je na uzorni voltmetar i služi konstantan pritisak 0,95 ... 1 V. Resistent za zamjenu R4 izjednači očitanja i voltmetara. Tada se napon povećava na 2,95 ... 3 V i R1 otpornik ponovo izjednačavaju svjedočenje. Izbor otpornika R8-R15 Možete postaviti željenu svjetlinu indikatorskog sjaja. Prvo odaberite željenu nominalnu vrijednost jednog od njih, a zatim instalirajte ostalo. U odabiru treba imati na umu da maksimalna izlazna struja luke primijenjenog mikrokontrolera ne smije prelaziti 40 mA, a ukupna potrošnja struja je 200 mA.
Ecrimible datoteke:Vmetr.zip.
