Основні теоретичні положення

Електричні сигнали характеризуються миттєвими, діючими, амплітудними і середніми випрямленими величинами. В ряді випадків вони можуть мати постійну складову частину. Параметри миттєвих величин вимірюють переважно за допомогою осцилографа. Діючі величини (наприклад, напругу і струм) вимірюють приладами електромагнітної системи, а середні і амплітудні - приладами магнітоелектричної системи. Градуювання шкал електромагнітних приладів проводять в діючих величинах, але знаючи коефіцієнт амплітуди Ka=Um/U=1,4% можна проградуювати в амплітудних величинах.

Коефіцієнт форми напруги Кф=U/Ucp=1,1 дає можливість проградуювати магнітоелектричні прилади для вимірювання діючої напруги. Шкали вольтметрів і амперметрів електромагнітної системи мають квадратичний характер, що разом з низькою чутливістю і великою потужністю споживання є загальними недоліками таких приладів. Для вимірювання синусоїдних напруг магнітоелектричними приладами, вільними від вказаних недоліків, необхідно перетворювати змінну синусоїдну напругу в постійну.

Найпростіші перетворювачі синусоїдних величин представляють одно- і двонапівперіодні випрямлячі на напівпровідникових діодах (рис. 1.1).

Рис. 1.1 – Схема перетворювачів: а) однонапівперіодна; б) двонапівперіодна
мостова; в) двонапівперіодна паралельна; г) двонапівперіодна послідовна.

При однонапівперіодній схемі U`=0.45U (рис.1.1, а) через діод VD1 і вимірювальний механізм BM проходить тільки одна напівхвиля синусоїдного струму, а обернена пропускається через діод VD2. Резистор Rl служить для вирівнювання струмів діодів VD1 і VD2. В мостовій схемі Ucp=0.9U (рис. 1.1, б) струм через вимірювальний механізм BM проходить в дві половини напівперіоду, за рахунок чого в два рази збільшується чутливість приладу. На практиці застосовують часто мостові схеми з двома випрямлячами, а два інших замінюють резисторами (рис. 1.1, в, г). Це зменшує залежність показників приладів від температури навколишнього середовища. Двонапівперіодна паралельна схема придатна для вимірювання великих струмів, бо резистори R1 і R2 в кожному напівперіоді виконують роль шунта. Діоди потрібно підбирати такі, щоб вони працювали на лінійній ділянці вольт-амперної характеристики. Оскільки початкова ділянка цієї характеристики нелінійна, то шкала приладу спочатку квадратична. Випрямляючі прилади непридатні для вимірювання в колах несинусоїдного струму. Перетворювач для вимірювання амплітуди синусоїдної напруги використовує заряд конденсатора C через напівпровідниковий діод з наступним розрядом його через магнітоелектричний вольтметр з великим внутрішнім опором (рис.1.2, а).

Рис. 1.2 – Перетворювач для вимірювання амплітуди напруги: а) вмикання
вольтметра; б) часова діаграма зарядження конденсатора

При підключенні до перетворювача синусоїдної напруги конденсатор буде в додатній на півхвилі напруги (рис. 1.2, б) заряджатися до амплітуди напруги Um. Для забезпечення точності вимірювання постійна часу τ=R_В · C заряду конденсатора через вольтметр з внутрішнім опором R_B повинна бути не менше 20с.

Дата добавления: 2015-10-02