2.Зразкові засоби вимірювань напруги

Еталон одного Вольта створений на основі ефекту Джозефсона. В якості зразкових засобів вимірювання використовують гальванічні нормальні елементи, ЕРС яких відома. Нормальний елемент представляє собою запаяну склянку (посудину) Н подібної форми, в нижній частині якої впаяні платинові провідники. Позитивним електродом служить – ртуть, негативним – амальгама кадмію. Посудина заповнена сірчано-кислим кадмієм. Іншими зразковими засобами є калібратори. Діапазон напруг калібраторів 0…1000В, відносна дискретність 10^-4…10^-5. Калібратори постійної напруги побудовані на основі кремнієвого стабілітрона. Опорна напруга на виході ділиться подільником. Калібратори змінної напруги – це еталонні широкосмугові генератори змінної напруги з автоматичною стабілізацією амплітуди.

3.Вимірювання постійної напруги.

Постійні напруги вимірюються вольтметрами магніто-електричної, електродинамічної та електростатичної систем.

Вимірювальний механізм приладу електростатичної системи складається з металевих ізольованих пластин. Під дією по- тенціалу рухома пластина відхиляється, тобто створюється оберталь- ний момент —

М_об=сU²,

пропорційний квадрату постійної напруги або квадрату діючого зна­чення синусоїдної напруги.

Підбиранням форми і розмірів пластин можна отримати рівномір­ну шкалу.

Прилади електростатичної системи використовуються тільки як вольтметри постійної і змінної напруги.

До переваг електростатичних вольтметрів можна віднести:

а) мале власне споживання електричної енергії;

б) нечутливість до зовнішніх магнітних полів та коливань темпера- тури;

в) можливість вимірювати високі напруги без застосування вимі- рювальних трансформаторів напруги.

До недоліків приладів цієї системи можна віднести порівняно низьку чутливість приладів.

4.Схема включення вольтметра в коло.

Вольтметр включаються в коло паралельно з споживачем.

Відносна методична похибка, зумовлена впливом вольтметра, становить

δ= -

де, R_i – внутрішній опір джерела ЕРС.

Т.ч., для зменшення методичної похибки впливу вольтметра на режим роботи кола потрібно збільшувати його опір.

5. Розширення границь вимірювань напруги.

Розширення діапазону вимірювання напруг вольтметром для більших напруг реалізується за допомогою додаткових високоомних і високо стабільних резисторів, які вмикаються послідовно з вольтметром.

Додаткові резистори виготовляються з манганіну, який має малий температурний коефіцієнт опору, щоб зменшити температурну похибку вимірювання. Додатковий опір є вимірювальним масштабним перетворювачем вхідної напруги U_x у вихідну напругу Uу, яку вимірює вольтметр. Масштабний коефіцієнт перетворення kџ визначається співвідношенням

Опір додаткового резистора R_дoд розраховується відповідно до заданого коефіцієнту перетворення K_U і відомого опору вольтметра R_v за формулою

Тема: Вимірювання змінної напруги.

План:

1. Структурна схема електронного вольтметра змінного струму.

2. Вольтметри середньо випрямлених значень.

3. Вольтметри амплітудних значень.

4. Вольтметри середньоквадратичних значень.

1. Структурна схема електронного вольтметра змінного струму.

Для вимірювання змінної напруги придатні прилади електромагнітної, електродинамічної та електростатичної систем, а також електронні вольтметри.

Електронні вольтметри можуть бути побудовані за такими схемами:

Вольтметри першої структури завдяки малій інерційності перетворювачів мають широкий частотний діапазон, але обмежену чутливість. Вольтметри другої структури мають високу чутливість, але частотний діапазон обмежується інерційністю підсилювача змінного струму.

В залежності від типу вимірювального перетворювача вольтметри змінного струму поділяються на:

• Вольтметри амплітудних значень

• Вольтметри середньо випрямлених значень

• Вольтметри середньоквадратичних значень