МОм), могут работать в широком частотном диапазоне (от постоянного тока до частот порядка сотен мегагерц).

Наиболее часто в электронных вольтметрах применяют схемы с прямым преобразованием сигналов. В этом случае аналоговые электронные узлы могут вносить значительные погрешности. Особенно это сказывается при измерении малых напряжений или напряжений высоких частот. Поэтому электронные

вольтметры обычно имеют относительно невысокие классы точности (1—6).

По своему назначению и принципу действия наиболее распространённые вольтметры могут быть подразделены на вольтметры постоянного тока и вольтметры переменного тока.

Вольтметры постоянного тока. Упрощённая структурная схема таких вольтметров показана на рис. 1, где Д — входной делитель напряжения; УПТ — усилитель постоянного тока;

ИМ - магнитоэлектрический измерительный механизм.

Рис. 1 Структурная схема электронного вольтметра постоянного тока.

Последовательное соединение делителя напряжения и усилителя является характерной особенностью построения всех электронных вольтметров.

Такая структура позволяет делать вольтметры высокочувствительными и многопредельными за счёт изменения в широких пределах их общего коэффициента

преобразования.

Для уменьшения влияния нестабильности УПТ в вольтметрах предусматривают возможность регулировки перед измерением «нуля» и коэффициента преобразования усилителя.

Вольтметры переменного тока. Такие вольтметры состоят из преобразователя переменного напряжения в постоянное, усилителя и магнитоэлектрического измерительного механизма. Возможны две обобщённые структурные схемы вольтметров переменного тока (рис. 2), различающиеся своими характеристиками.

Рис. 2. Структурные схемы вольтметров переменного тока.

В вольтметрах по схеме рис. 2а измеряемое напряжение ux сначала преобразуется в постоянное напряжение, которое затем подаётся на УПТ и ИМ, являющиеся, по существу, вольтметром постоянного тока. Преобразователь Пр представляет собой малоинерционное нелинейное звено, поэтому вольтметры с

такой структурой могут работать в широком частотном диапазоне (от десятков герц до 103 МГц). Для уменьшения влияния распределённых ёмкостей и индуктивностей входного кабеля и входной цепи прибора преобразователи обычно

выполняют в виде выносных узлов-пробников. В то же время указанные недостатки УПТ и особенности работы нелинейных элементов при малых напряжениях не позволяют делать такие вольтметры высокочувствительными.

В вольтметрах, выполненных по схеме 2, б, благодаря предварительному усилению удаётся повысить чувствительность. Однако создание усилителей

переменного тока с большим коэффициентом усиления, работающих в широком диапазоне частот,— достаточно трудная техническая задача. Поэтому такие вольтметры имеют относительно низкий частотный диапазон (1 — 10

МГц).

В зависимости от вида преобразователя переменного напряжения в постоянное, отклонения указателя измерительного механизма вольтметров могут быть пропорциональны амплитудному (пиковому), среднему (средневыпрямленному) или действующему значениям измеряемого напряжения. В связи с этим вольтметры называют соответственно вольтметрами амплитудного, сред-

него или действующего значения. Однако независимо от вида преобразователя шкалу вольтметров переменного тока, как правило, градуируют в действующих значениях напряжения синусоидальной формы.

6.2 Электронные омметры.

Электронные омметры имеют широкий диапазон измеряемых сопротивлений (10 ^-4 … 10 ¹⁷ Ом). Однако точность измерений, как правило, не очень высока: основная приведённая погрешность составляет 2…6 % и увеличивается до 10…15 % при измерении особо больших сопротивлений (R > 10 12 Ом).

В основе работы электронных омметров лежит преобразование измеряемого сопротивления в функционально связанное с ним напряжение постоянного тока, которое затем подаётся на магнитоэлектрический измерительный механизм; при этом шкала измерительного механизма градуируется в единицах

сопротивления.

Получили распространение несколько схем электронных вольтметров, одна из которых приведена на рис.3.

Рис. 3 Схема электронного вольтметра:

ИСН – источник стабильного напряжения U0; УПТ – усилитель постоянного тока; R0 – образцовый резистор (мера сопротивления); Rx – измеряемое сопротивление;

Р – магнитоэлектрический измерительный механизм.

20. Электронно-лучевые осциллографы?

Ответ: Электронно-лучевой осциллограф – прибор для визуального наблюдения электрических процессов, представленных в форме напряжения, а также измерения различных параметров сигналов, определяющих их мгновенные значения и временные характеристики. Кроме того, осциллограф может быть использован для измерения фазового сдвига между синусоидальными напряжениями, а также для измерения частоты.

Одним из основных узлов осциллографа является

электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), представляющая собой стеклянную колбу, в которой создан вакуум и расположены определённые конструктивные элементы. Группа электродов, включающая катод с нитью накала, модулятор и аноды (фокусирующий и ускоряющий) образуют так называемую электронную пушку, предназначенную для получения узкого пучка электронов – электронного луча. Отклоняющая система ЭЛТ состоит из двух пар пластин: горизонтальные пластины используются для отклонения луча по вертикали и называются вертикально отклоняющими, вертикальные пластины – для отклонения луча по горизонтали и

называются горизонтально отклоняющими. Экран трубки покрывается специальным веществом – люминофором, обладающим способностью светиться под действием ударяющихся в него электронов (электронного луча).

Для получения на экране осциллографа изображения мгновенных

значений сигнала, т.е. осциллограммы изменения сигнала во времени, исследуемый сигнал подаётся на вертикально отклоняющие пластины ОПY и одно-

временно электронный луч отклоняется с постоянной скоростью в горизонтальном направлении с помощью линейно изменяющегося (пилообразного) напряжения, приложенного к горизонтально отклоняющим пластинам ОПX. Напряжение, отклоняющее луч в горизонтальном направлении, называют развёртывающим.

По окончании цикла развёртки развёртывающее напряжение принимает первоначальное значение, при этом луч возвращается в исходное положение и цикл повторяется. В течение второго и последующих периодов луч и пятно на экране будут повторять своё движение. Световая инерция экрана способствует

получению на нём немелькающей кривой, повторяющей в определённом масштабе исследуемый сигнал. Условием неподвижного изображения является кратность отношения периода развёртывающего напряжения к периоду исследуемого сигнала, т.е. ТР/Т = N, где N – целое число. Если N = 1, то на экране

создаётся изображение одного периода исследуемого сигнала; если N = 2, то

наблюдатель видит на экране два периода, и т.д. Процесс получения изображения на экране ЭЛТ можно пояснить рис. 1.

Рис. 1 Временные диаграммы, поясняющие получение осциллограмм

при линейной развёртке.

Помимо электронно-лучевой трубки осциллограф имеет ряд других функциональных узлов, обеспечивающих его работу и возможность использования по назначению. Упрощённая структурная схема электронно-лучевого осциллографа представлена на рис. 2.

Делитель напряжения, усилители вертикального и горизонтального отклонения обеспечивают возможность исследовать сигналы различной величины (от милливольт до сотен вольт). Генератор развёртки вырабатывает периодическое линейно изменяющееся (пилообразное) напряжение. Блок синхронизации служит для управления генератором развёртки и обеспечивает выполнение условия: ТР/Т = N. Синхронизация может быть внутренней и внешней. При внутренней синхронизации сигнал, управляющий запуском генератора развёртки, подаётся из внутренней цепи осциллографа, на которую воздействует исследуемый сигнал (из канала вертикального отклонения).

При внешней синхронизации сигнал, управляющий запуском генератора развёртки, подаётся извне.