ИЗМЕРЯЕМОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Шкалы подавляющего большинства аналоговых (стрелочных) вольтметров, предназначенных для измерения переменных напряжений, градуируют в среднеквадратичных значениях синусоидального напряжения. Шкалы импульсных вольтметров градуируют в пиковых значениях напряжения.

Соотношения между максимальным , среднеквадратичным и средневыпрямленным значениями синусоидального напряжения таковы:

При измерении напряжений, отличных по форме от синусоидальных, лишь показания квадратичных электронных вольтметров с открытым входом, а также вольтметров электромагнитной, электродинамической (ферродинамической) и электростатической систем соответствуют среднеквадратичному значению измеряемого напряжения. Показания всех других типов вольтметров (детекторы которых неквадратичны) не будут соответствовать этому значению измеряемого напряжения.

Для уяснения выше сказанного кратко познакомимся с процессом градуировки вольтметров. Пусть имеются четыре электронных вольтметра, шкалы которых нужно проградуировать. Вольтметр №1, имеющий пиковый детектор с закрытым входом, предназначается для измерения высоты импульсов. Вольтметр №2, имеющий пиковый детектор с закрытым входом, предназначается для измерения синусоидальных напряжений в среднеквадратичных значениях. Вольтметр №3 имеет квадратичный детектор; вольтметр №4 – детектор средневыпрямленного значения и предназначается для измерения синусоидальных напряжений в среднеквадратичных значениях.

Подключим эти вольтметры к стабилизированному источнику синусоидального напряжения и проведем градуировку их шкал.

Пусть максимальное значение напряжения источника . В этом случае стрелка измерителя вольтметра №1 повернется на угол, пропорциональный . Так как прибор предназначается для измерения высоты импульсов, то против конца стрелки измерителя ставят риску и число 141 ( ). Стрелка измерителя вольтметра №2 также повернется на угол, пропорциональный максимуму калибрующего напряжения, однако против конца стрелки нужно поставить число 100, так как прибор градуируется в среднеквадратичных значениях синусоидального напряжения. Угол поворота стрелки вольтметра №3 пропорционален среднеквадратичному значению калибрующего напряжения и против конца стрелки следует поставить число 100. Угол поворота стрелки измерителя вольтметра №4 пропорционален средневыпрямленному значению калибрующего напряжения ( =90 В), однако против конца стрелки нужно поставить число 100, так как прибор предназначен для измерения синусоидальных напряжений в среднеквадратичных значениях.

При измерении напряжений, форма которых отлична от синусоидальной, всегда нужно учитывать характер градуировки шкалы вольтметра. Так, например, если при измерении неизвестного напряжения вольтметр №4 показал 30 В, то это означает при открытом входе вольтметра, что средневыпрямленное значение измеряемого напряжения равно .

Если же какое-то неизвестное напряжение измерялось прибором №2 с закрытым входом и его показания равны 10 В, то можно лишь сказать, что это напряжение имело пиковое отклонение вверх над постоянной составляющей .

Если форма измеряемого напряжения известна, то интересующее экспериментатора значение напряжения может быть определено по отчетам прибора практически любого типа.

ЗАДАНИЕ К ККР ПО ТЕМЕ: ИЗМЕРЕНИЕ НЕСИНУСОИДАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИБОРАМИ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ.

Определить результат измерения одного из несинусоидальных напряжений в зависимости от варианта, формы и параметры которых приведены в таблице №1, следующими приборами:

1. Магнитоэлектрическим вольтметром

2. Выпрямительным вольтметром

3. Электромагнитными вольтметром

4. Электродинамическим вольтметром

5. Электростатическим вольтметром

6. Электронным вольтметром с амплитудным детектором при открытом и закрытом входе

7. Электронным вольтметром с детектором действующих значений при открытом и закрытом входе

8. Электронным вольтметром с детектором средневыпрямленных значений с открытым и закрытым входах

9. Электронным пиковым вольтметров с открытым и закрытым входам

При выполнении результатов измерения не обходимо привести схему соответствующего детектора с открытым и закрытым входами.