Электронды вольтметрлер

Жалпы мағ лұ маттар. Электронды вольтметрлер (ЭВ) ө зінше электронды тү рлендіргішітің, кө бінесе, магниттіэлектрлі жү йенің ө лшеу аспаптарымен ү йлесімділігін береді. Радиоэлектронды ө лшеу тә жірибелерінде ЭВ-ді кең інен лайдалану келесі себептермен дә лелденген:

1) кең амплитудалы жә не жиілікті диапазонды (сезімтал-дығ ы жоғ ары жә не реттелген кезінде ЭВ-нің ө лшеу шектері бір микровольт-тан жү здеген вольтқ а дейін болады; жиілік диапазондары ондағ ан герцтен жү здеген мегагерцке шейін созылып жатыр. Транзисторлы тү рлендіргіші бар ЭВ-нің жиілік диапазоны 20 Гц ¸ 1 МГц, лампалынікі - 20 Гц ¸ 500 МГц);

2) ө лшеу объектісінен аз қ уатын пайдалануда, бірақ ө лшейтін шығ ыс аспаптарын қ озғ алу ә рекетіне келтірудің жеткілікті қ уатын дамытады (осы арқ ылы ЭВ-ге тікелей қ уаты аз тізбектерде, олардың жұ мыс режимдерін бұ збай ө лшейді); бұ л сапаы кіріс параметрлерімен сипатталады (ЭВ-де жоғ ары кіріс кедергілері болады, аз жиілікте 0, 5 ¸ 20 мОм-ге, арнайы схемаларда – 10⁶ мОм-ге, ал жоғ ары жиіліктерде – бірнеше ондағ ан килоОмге тең; кішкене аз сиымдылығ ы 1 ¸ 30 пФ);

3) жұ мыс кезінде сенімді жә не жү ктемелерді жақ сы қ абылдайды.

ЭВ-дің кемшіліктерінекө мекші қ орек кө зінің қ ажеттілігін, бастапқ ы анодты токтың компенсациясы, шкалаларды сынап тексеру ү шін транзисторларды, лампаларды ауыстыру ә сері.

ЭВ-ні келесі тү рде ажыратуғ а болады:

· тағ айындалуы бойынша, тұ рақ ты, айнымалы жә не импульсті кернеудің, фазолы сезімталды; селективті; универсалды;

· ө лшеу ә дістері бойынша: тікелей ө лшеу мен салыстырып ө лшеу;

· ө лшенетін кернеудің мә ні бойынша: пикті (амплитудалы); ә рекет мә нді; орташа мә нді;

· схема орындалғ ан басты электронды аспаптардың тү рі бойынша: лампалы, жартылай ө ткізгішті, интегралды;

· жиілікті диапазоны бойынша: аз жиілікті; жоғ ары жиілікті; аса жоғ ары жиілікті;

· кіріс схемасы бойынша (токтың тұ рақ ты қ ұ раушысына қ атысты): ашық жә не жабық кіріспен;

· ө лшенетін кернеуді есептеу тә сілі бойынша: тілшелі (аналогты) жә не санды (дискретті).

Тө менде қ арастырылғ ан тілшелі ЭВ-нің шығ ыс индикаторлары болып, ереже бойынша, магниттіэлектрлі жә не сирек электростатикалық жү йе аспаптары жатады.

Тұ рқ ты токтың электронды вольтметрлері. Электромеханикалы топтың тілшелі вольтметрлерінің тұ рақ ты токтың ЭВ-нан (сурет 3.5.1) ү лкен кіріс кедергісі мен жоғ ары сезімталдығ ымен ерекшеленеді.

		a

Ө лшенетін кернеу ө зінше резисторларда жоғ ары омды бө лгіш тү ріндегі кіріс қ ұ рылғ ығ а Кіріс Қ кіреді. Кір.Қ шығ ысынан кернеу тұ рақ ты токты кү шейткішіне ТТК тү седі.

ТТК қ уаттың кү шейтуіші бола отырып, магниттіэлектрлі жү йенің ө лшеу аспаптарының Ө А кедергісі кішкенекіроіс тізбегінің жоғ ары кедергісін реттейді жә не ө лшенетін кернеудің қ уатын аспаптың жеткілікті айналу моментін қ ұ ру ү шін қ ажетті шамағ а дейін кө бейтеді. ТТК терең теріс кері байланыспен қ амтылғ ан симметриялы кө пір схемасымен орындалады (соң ғ ысы кө пір схемасының жұ мысының тұ рақ тығ ын жоғ арлатады).

Айнымалы токтың электронды вольтметрлері. Ө лшенетін айнымалы кернеуді тұ рақ тығ а тікелей тү рленуіне мү мкіндік беретін схемалар, ә детте сезімталждығ ы тө мен жә не кернеудің аз шамасын ө лшеуге жарамсыз болып келеді. Сондық тан ө лшеу аспабы сә йкес кү шейткіштен кейін қ осылады. Айнымалы токтың детектор-кү шейткіші (Д-У) тү рдегі электронды вольтметрінің қ ұ рылымдық схемасы 3.5.2, а суретте берілген. Ө лшенетін айнымалы U_х кернеуді кернеудің бө лгішін беретін Кір.Қ кіріс қ ұ рылғ ысы арқ ылы тікелей Д детекторғ а береді. Д айнымалы кернеуді Д-ның шығ ысынан ТТК-ғ а тү сетін тұ рақ ты кернеуге тү рлендіреді. ТТК-де кернеу кү шейеді де, Ө А ө лшеу аспабымен ө лшенеді. Схемада қ олданылатын детектор – кө бінесе лампалы орындаушы пикалы тү рде болып келеді. Д-У схемасы бойынша орындалғ ан вольтметрлердің жиілікті диапазоны кең 20 Гц ¸ 500 МГц, бірақ сезімталдығ ы жеткіліксіз жоғ ары. Сондық тан да оларды ү лкен кернеулерге (150 ¸ 300 В) қ атысты орындайды. Кернеуі аз кезінде детектор диодын тү зету коэффициентін береді, ө йткені тура жә не кері кедергілер біртекті болып қ алады.

ЭВ шкаласын теріс кері байланыстың терең дігі мен аспаптың шунт кедергісін ө згерту жолымен ТТК-ге қ осады.

Айнымалы токтың ЭВ сонымен қ атар У-Д схемасы бойынша орындайды (сурет-3.5.2, б). У-Д тү ріндегі вольтметрлерде ө лшенетін айнымалы U_х кернеуі алдымен айнымалы Айн.ТК ток кү шейткішімен, ал содан кейін орташа немесе ә рекетті мә ні бар (кө бінесе жартылай ө ткізгішті орындаушы) детектор кө мегімен аспаппен ө лшенетін тұ рақ ты токқ а тү рлендіріледі.

Айнымалы токтың кең жолақ ты кү шейткіші Айнымалы ТК ә детте ө зінше кері теріс байланыспен тұ рақ тандырылғ ан ү шкаскадты кү шейткішті береді. Жұ мысшы жиіліктің диапазонында жоғ ары кү шею коэффициенті, кішкене сызық ты емес бұ рмалану қ амтамасызданады. У-Д тү рдегі вольтметрлердің сезімталдығ ы жоғ ары, бір микровольттен жү здеген вольт ө лшеу шектерінде орындалады (бұ л ө лшеу кернеулерінің тө менгі шегі тек шумен ғ ана шектеледі; жиілікті диапазоны кү шейткіштің ө ткізу жолағ ымен шектелген 10 Гц ¸ 10 МГц). Ө лшеу шектерінің қ осылуын Кір.Қ кернеуді бө лгіштер (аттенюаторлар) кө мегімен жү зеге асырады. Бұ л бө лгіштер кедергісі ү лкен резисторлар мен бө лу коэффициенті жұ мыс диапазонында жиілікке тә уелді емес сиымдылығ ы аз конденсатордан тұ рады. Бө лгіштер ә ртү рлі ө лшеу шектерінде орындалады - 5, 10, 15, 20 кВ жә не одан да жоғ ары.

Электронды кү шейткіштерді пайдалану ө лшенетін қ уаттардың шегін микроватт ү лесіне дейін тө мендете алады, бірақ бұ л кезде жиілік диапазоны ондағ ан килогерцке дейін тө мендейді.