2.1.1 Підготовка приладу до роботи

Перед включенням приладу до мережі напругою 220В необхідно:

— перевірити наявність запобіжника;

— заземлити корпус приладу;

— перевірити механічний нуль приладу і при необхідності встановити його коректором, розташованим в центрі передньої панелі;

— перемикач піддіапазонів вимірювання встановити в положення 300В.

Включити прилад і дати йому прогрітися 15 хвилин. Після цього прилад можна використовувати для проведення вимірювань.

2.1.2 Порядок провдення вимірів

До приладу додаються два вимірювальні кабелі.

Кабель з штепселями — кабель загального застосування, яким рекомендується працювати на частотах до 1 Мгц.

Кабель з штекером — використовується для високочастотних вимірювань на частотах понад 1 Мгц. З його допомогою прилад ВЗ-38 може бути підключено до пристроїв з вихідними роз'ємами того ж типу.

При роботі мілівольтметра стрілка приладу за відсутності вимірюваного сигналу не знаходиться в нульовому положенні. Допустимі відхилення стрілки на піддіапазоні вимірювання 1 мВ, які складають 0,05 мВ при закороченому вході приладу.

Підключити розєми до ділянки вимірювання і за стрілочним приладом записати значення у вольтах.

2.2 Теоретичні положення до будови вольтметру постійного струму

Вольтметр цифровий Щ-1413 (надалі - прилад), призначений для вимірювання напруги постійного струму в діапазоні від 0 до 1000 V . Прилад призначений для роботи в закритих сухих опалювальних приміщеннях при температурі навколишнього повітря від 10 до 35 °С і відносної вогкості 80 % при 25 °С.

Живлення приладу здійснюється напругою (220±22) В з частотою (50+0,5) Гц.

Прилад може працювати в наступних режимах:

• режим дискретних вимірювань, здійснюваний при натиснутій кнопці «РАЗІВ» і натисненням кнопки «ПУСК».

• режим періодичних вимірювань з періодом 320 мс, здійснюваний при натиснутій кнопці «ПЕРІОД».

Прилад витримує перевантаження напруги постійного струму:

– десятикратну – для діапазонів вимірювань 0-100 мВ, 0-1 і 0-10 В ;

– 500 В - для діапазону вимірювань 0-100 В ;

– 1200 В - для діапазону вимірювань 0-1000 В.

Ізоляційні можливості приладу витримують в нормальних умовах застосування протягом 1 хв дію напруги змінного струму частотою 50 Гц, діюче значення якої дорівнює:

– 1,5 кВ - між корпусом і ланцюгом живлення приладу;

– 3 кВ - між високо потенціальним , низько потенціальним і екранним виведеннями з’єднувального шнура і його поверхнею.

Вольтметр цифровий Щ-1413 побудований на принципі подвійного інтегрування. Цикл вимірювання можна розділити на три такти.

Перший такт інтегральне значення вимірюваної напруги U_x (усереднене за проміжок часу ∆t=const ) запам'ятовується на виході інтегруючого підсилювача ІП. Другий такт інтегральне значення U_x змінюється в часовому інтервалі ∆t , під час якого короткі імпульси поступають на лічильник від генератора імпульсів еталонної частоти f₀. Число імпульсів пропорційно значенню U_х. В початковому стані ключі розімкнуті, напруга U_п на виході інтегруючого підсилювача ІП рівне нулю.

(2.2.1)

В момент часу t₀ (ПУСК) ключі замикаються, в результаті чого на вхід ІП поступає вимірювана напруга U_х, і короткі імпульси з частотою f₀ починають поступати від генератора ГІ на лічильник імпульсів Л. На виході ІП напруга зростає за лінійним законом:

(2.2.2)

Де τ₁ - постійна інтегрування в першому такті.

Коли на лічильник Л поступить N_m імпульсів, він буде заповнений, а імпульс N_m+1 у момент часу t₁ скидає його в нульовий стан. При цьому розмикається ключ В2 і замикається В3, внаслідок чого до входу інтегруючого підсилювача прикладається опорна напруга U₀, полярність якої зворотня полярності U_х. В цей момент закінчується I такт інтегрування і починається II етап.

Напруга U_п починає спадати за лінійним законом

(2.2.3)

де ∆t_n - тривалість I такту;

τ₁, τ₂ - постійні інтегрування в I і П тактах.

Імпульси від генератора продовжують поступати на лічильник. У момент часу τ₂ напруга U_п(t) стає рівною нулю.

Рисунок 2.2 – Структурна схема приладу Щ1413

ВБ - вимірювальний блок; ГІ - генератор імпульсів; ПП - порівнюючий пристрій; В1, В2, ВЗ, В4 - ключі, що імітують команди схеми управління; ВП - відліковий пристрій; ДОН - джерело опірної напруги; ІП - інтегруючий підсилювач; Л - лічильник імпульсів; ДН - дільник напруги; Ф - фільтр; СУМ – сумуючий пристрій; ІТ - імпульсний трансформатор

Порівнюючий пристрій ПП. розмикає ключі В3 і В1 і замикає на короткий проміжок часу ключ В4. Цим закінчується ІІ такт інтегрування. В момент часу t₂ справедливе співвідношення.

(2.2.4)

де ∆t - тривалість ІІ такту;

τ₂ - постійна інтегрування в ІІ такті.

За час ∆t на лічильник Л поступило N імпульсів. Змінна напруга, таким чином, буде дорівнювати:

(2.2.5)

Оскільки τ₁ і τ₂ величини постійні, як і ємність лічильника Л, рівна N_m+1, то вимірювана напруга пропорційна числу імпульсів N, записаних в лічильнику Л в ІІ такті, тобто , і не залежить від частоти генератора імпульсів ГІ. Код числа N через замкнутий ключ В4 передається у відліковий пристрій ВП. Після розмикання ключа В4 схема приладу повертається в початкове положення і готова до нового вимірювання.

Після закінчення П такту до початку нового вимірювання (Ш такт) проводиться корекція дрейфу інтегруючого підсилювача еталонним пристроєм (ключ B1 розімкнений).