Ηλεκτρονική συσκευή βολτόμετρου. Εργασία ελέγχου: "αναλογικά ηλεκτρονικά βολτόμετρα.". Ηλεκτρονικά αναλογικά βολτόμετρα

Το γενικευμένο μπλοκ διάγραμμα αναλογικών ηλεκτρονικών βολτόμετρων (Εικ. 7.9) περιέχει τον μέγιστο αριθμό μπλοκ, μερικά από τα οποία, ανάλογα με τον σκοπό του βολτόμετρου, ενδέχεται να απουσιάζουν. Σε ηλεκτρονικά βολτόμετρα εξοπλισμένα με συσκευές ενίσχυσης, η κατανάλωση ισχύος από το κύκλωμα μέτρησης είναι αμελητέα. Τα πλεονεκτήματα των ηλεκτρονικών βολτόμετρων περιλαμβάνουν: μεγάλα όρια μέτρησης και εύρος συχνοτήτων (από 20 Hz έως 1000 MHz), υψηλή ευαισθησία, καλή ικανότητα υπερφόρτωσης.

Εικόνα 7.9.

1. Η συσκευή εισόδου προορίζεται για:

α) εξασθένηση του σήματος κατά έναν δεδομένο αριθμό φορών, επιτρέποντας την επέκταση του εύρους προς μεγάλες μετρούμενες τάσεις.

β) παροχή των παραμέτρων εισόδου του βολτόμετρου: αντίσταση εισόδουεντός 1 - 10 MΩ, χωρητικότητα εισόδου 1 - 30 pF.

Ενισχυτές εναλλασσόμενο ρεύμαεξυπηρετούν για:

α) αύξηση της ευαισθησίας.

β) επέκταση του δυναμικού εύρους προς χαμηλότερες μετρούμενες τάσεις.

Για την εκτέλεση αυτών των εργασιών, οι ενισχυτές AC πρέπει να έχουν δεδομένο και πολύ σταθερό κέρδος στη συχνότητα λειτουργίας και το εύρος θερμοκρασίας, χαμηλή μη γραμμική παραμόρφωση, χαμηλό ενδογενή θόρυβο και να μην είναι ευαίσθητοι στις διακυμάνσεις της τάσης τροφοδοσίας, κάτι που επιτυγχάνεται με τη χρήση ενισχυτών πολλαπλών σταδίων καλύπτεται από αρνητικά σχόλια.

3. Οι ενισχυτές DC χρησιμοποιούνται για να ταιριάξουν τη μικρή εσωτερική αντίσταση του μαγνητοηλεκτρικού μηχανισμού μέτρησης με τη μεγάλη αντίσταση φορτίου του μετατροπέα. Οι ενισχυτές DC υπόκεινται σε αυστηρές απαιτήσεις σχετικά με τη σταθερότητα του κέρδους και τη χαμηλή μετατόπιση του μηδενός, δηλαδή μια αργή αλλαγή στο σήμα εξόδου απουσία σήματος πληροφοριών στην είσοδο. Υλοποιούνται με τη μορφή κυκλωμάτων γεφυρών με αρνητική ανάδραση.

4. Οι μετατροπείς χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή AC σε DC, οι ανιχνευτές χρησιμεύουν ως μετατροπείς. Οι ανιχνευτές μπορούν να ταξινομηθούν ανάλογα με τη λειτουργία μετατροπής της τάσης εισόδου σε έξοδο στους ακόλουθους τύπους: τετραγωνικούς, γραμμικούς, πλάτους (αιχμής). Ο τύπος του ανιχνευτή καθορίζει σε μεγάλο βαθμό τις ιδιότητες της συσκευής: για παράδειγμα, τα βολτόμετρα με ανιχνευτές πλάτους είναι η υψηλότερη συχνότητα. Τα βολτόμετρα με τετραγωνικούς ανιχνευτές σάς επιτρέπουν να μετράτε τάσεις οποιασδήποτε μορφής. Τα βολτόμετρα με γραμμικούς ανιχνευτές είναι κατάλληλα μόνο για τη μέτρηση ενός αρμονικού σήματος, αλλά είναι τα πιο απλά, αξιόπιστα και φθηνότερα.

Αναλογικό ηλεκτρονικά βολτόμετραμπορεί να κατασκευαστεί σύμφωνα με δύο κύρια σχήματα: ενισχυτής - μετατροπέας και μετατροπέας - ενισχυτής. Το πρώτο από τα κυκλώματα είναι πολύ ευαίσθητο, αλλά το εύρος συχνοτήτων τέτοιων βολτόμετρων καθορίζεται από το εύρος ζώνης του ενισχυτή AC και είναι εκατοντάδες kilohertz. το δεύτερο κύκλωμα χρησιμοποιείται σε βολτόμετρα για τη μέτρηση της τάσης σε σημαντικό επίπεδο, αφού. είναι δύσκολο να παρασχεθεί μεγάλο κέρδος χρησιμοποιώντας έναν ενισχυτή DC, αλλά το εύρος συχνοτήτων τέτοιων ενισχυτών και, κατά συνέπεια, τα βολτόμετρα μπορεί να είναι εκατοντάδες megahertz.

Τα ηλεκτρονικά βολτόμετρα μπορούν να έχουν ανοιχτή ή κλειστή είσοδο σε σχέση με τη συνιστώσα DC της μετρούμενης τάσης. Όταν η είσοδος είναι κλειστή, το κύκλωμα βολτόμετρου περιέχει έναν πυκνωτή διαχωρισμού που δεν περνά τη σταθερή συνιστώσα του σήματος· όταν η είσοδος είναι ανοιχτή, δεν υπάρχει τέτοιος πυκνωτής και τόσο η μεταβλητή όσο και η σταθερή συνιστώσα του σήματος τροφοδοτούνται σε τα μπλοκ του βολτόμετρου.

Βάση στοιχείου που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία βολτόμετρων AC τάση, καθορίζεται από το επίπεδο της τεχνολογίας που υπάρχει κατά τη στιγμή της δημιουργίας των βολτόμετρων (από δείγματα ημιαγωγών έως σχεδιασμό μικρο-ολοκληρώματος), ωστόσο, ο λειτουργικός σκοπός των μπλοκ παραμένει αμετάβλητος.

Βολτόμετρα AC (τύπου B3)

Τα βολτόμετρα AC κατασκευάζονται σύμφωνα με το σχήμα ενισχυτή-μετατροπέα. Ως μορφοτροπείς μπορούν να χρησιμοποιηθούν τετραγωνικοί ή γραμμικοί ανιχνευτές.

Εάν χρησιμοποιούνται τετραγωνικοί ανιχνευτές, τότε τέτοια βολτόμετρα ονομάζονται βολτόμετρα ρίζας μέσου τετραγώνου, το μπλοκ διάγραμμα τους φαίνεται στο σχήμα. 7.10.

Σχέδιο. 7.10.

Ένας τετραγωνικός ανιχνευτής μετατρέπει μια εναλλασσόμενη τάση σε σταθερή τάση ανάλογη, σύμφωνα με τον τύπο (7.5), στο τετράγωνο της τιμής rms της μετρούμενης τάσης. Αυτό σημαίνει ότι η μέτρηση της τάσης ρίζας μέσου τετραγώνου σχετίζεται με την εκτέλεση τριών λειτουργιών: τετραγωνισμό της στιγμιαίας τιμής του σήματος, υπολογισμός μέσου όρου και εξαγωγή της ρίζας από το αποτέλεσμα μέσου όρου (η τελευταία λειτουργία συνήθως εκτελείται κατά τη βαθμονόμηση την κλίμακα του βολτόμετρου). Ο τετραγωνισμός της στιγμιαίας τάσης γίνεται συνήθως χρησιμοποιώντας μια δίοδο ημιαγωγού, χρησιμοποιώντας το αρχικό τμήμα του χαρακτηριστικού ρεύματος-τάσης που περιγράφεται από μια τετραγωνική εξάρτηση. Ωστόσο, το μήκος της τετραγωνικής τομής του χαρακτηριστικού είναι συνήθως μικρό (όχι περισσότερο από 100 mV), μία από τις μεθόδους για την επέκταση αυτού του τμήματος είναι η μέθοδος της τμηματικής γραμμικής προσέγγισης. Για να γίνει αυτό, στο κύκλωμα του ανιχνευτή περιλαμβάνονται αρκετές κυψέλες διόδου και επιλέγοντας την τάση πόλωσης στις διόδους, προκύπτει ένα συνολικό χαρακτηριστικό ρεύματος-τάσης, πλησιάζοντας σε σχήμα μια τετραγωνική καμπύλη (Εικ. 7.11).

Εικόνα 7.11.

Εάν χρησιμοποιούνται γραμμικοί ανιχνευτές σε βολτόμετρα εναλλασσόμενου ρεύματος, τότε τέτοια βολτόμετρα ονομάζονται βολτόμετρα μεσαίας ανόρθωσης, το μπλοκ διάγραμμα τέτοιων βολτόμετρων φαίνεται στο σχήμα. 7.12.

Εικόνα 7.12

Σε τέτοια βολτόμετρα, ένας γραμμικός ανιχνευτής χρησιμοποιείται ως μετατροπέας, ο οποίος μετατρέπει την εναλλασσόμενη τάση σε D.C., ανάλογη με τη μέση διορθωμένη τιμή της μετρούμενης τάσης. Τέτοιοι μετατροπείς κατασκευάζονται σύμφωνα με κυκλώματα ανόρθωσης πλήρους κύματος και χρησιμοποιούν το γραμμικό τμήμα του χαρακτηριστικού ρεύματος-τάσης μιας διόδου ημιαγωγών. Σε σύγκριση με ένα βολτόμετρο ανορθωτή, ένα αναλογικό βολτόμετρο με μέσες διορθωμένες τιμές έχει υψηλότερη ευαισθησία και χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας από το κύκλωμα μέτρησης. Αυτά τα βολτόμετρα ανταποκρίνονται στη μέση διορθωμένη τιμή, είναι βαθμονομημένα σε τιμές rms και έχουν συντελεστή βαθμονόμησης C=1.

Παλμικά βολτόμετρα (τύπου Β4)

Τα βολτόμετρα παλμού κατασκευάζονται σύμφωνα με το σχήμα μετατροπέα-ενισχυτή, ένας ανιχνευτής πλάτους χρησιμοποιείται ως μετατροπέας, η τάση εξόδου του οποίου αντιστοιχεί στη μέγιστη (πλάτος) τιμή του μετρούμενου σήματος. Το μπλοκ διάγραμμα του βολτόμετρου παλμού φαίνεται στο σχ. 7.13.

Σχέδιο. 7.13

Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα του ανιχνευτή πλάτους (αιχμής) είναι η παρουσία ενός στοιχείου μνήμης, το οποίο είναι ένας πυκνωτής που "θυμάται" την τιμή κορυφής της μετρούμενης τάσης.

Τα απλούστερα σχήματα ανιχνευτών πλάτους:

α) ανιχνευτής με σειριακή σύνδεση διόδου (ανιχνευτής με ανοιχτή είσοδο).

β) ανιχνευτή με παράλληλη σύνδεσηδίοδος (ανιχνευτής με κλειστή είσοδο).

Εικόνα 7.14

Ένας ανιχνευτής πλάτους μετατρέπει ένα σήμα AC σε DC, ανάλογο με την τιμή του σήματος εισόδου, επομένως, τέτοια βολτόμετρα ανταποκρίνονται στις μέγιστες τιμές, βαθμονομούνται στις μέγιστες τιμές και έχουν C = 1.

Universal βολτόμετρο (τύπου B7)

Το γενικό βολτόμετρο σάς επιτρέπει να μετράτε τόσο συνεχές όσο και εναλλασσόμενο ρεύμα. Κατά τη μέτρηση της τάσης AC, το βολτόμετρο διαθέτει κύκλωμα μετατροπέα-ενισχυτή. Ως μετατροπέας χρησιμοποιείται ένας ανιχνευτής πλάτους (αιχμής), η τάση εξόδου του οποίου αντιστοιχεί στη μέγιστη (πλάτος) τιμή του μετρούμενου σήματος. Κατά τη μέτρηση της τάσης συνεχούς ρεύματος, είναι κατώτερη συσκευή εισόδουτροφοδοτείται σε έναν ενισχυτή DC και παρέχει μια απόκλιση του δείκτη του μαγνητοηλεκτρικού μηχανισμού μέτρησης. Το μπλοκ διάγραμμα του γενικού βολτόμετρου φαίνεται στο σχ. 7.15.

Εικόνα 7.15 4.12

Ο ανιχνευτής πλάτους μετατρέπει ένα σήμα εναλλασσόμενου ρεύματος σε σήμα DC ανάλογο με τη μέγιστη τιμή του σήματος εισόδου, επομένως, τέτοια βολτόμετρα ανταποκρίνονται στη μέγιστη τιμή σήματος και βαθμονομούνται σε τιμές rms. Αυτές οι παράμετροι τάσης AC διασυνδέονται σύμφωνα με το (7.7) με τον παράγοντα πλάτους, επομένως ο συντελεστής βαθμονόμησης του γενικού βολτόμετρου είναι

Τα χαρακτηριστικά των εξεταζόμενων βολτομέτρων δίνονται στον πίνακα 7.1.

Πίνακας 7.1

Τύπος βολτόμετρου	Τύπος μετατροπέα	Τιμή τάσης στην οποία ανταποκρίνεται βολτόμετρο, Uotk	Η τιμή τάσης στην οποία βαθμονομείται το βολτόμετρο, Udeg	Η τιμή του συντελεστή βαθμονόμησης, С
Παγκόσμιος	Μέγιστη. έννοια
Σφυγμός	Μέγιστη. έννοια
Μεσαίος ανορθωτής αξία	Μέση βυπυάμ.
RMS αξία	RMS αξία
Ισιώνω.	Μέση βυπυάμ.
Θερμοηλεκτρικό	RMS αξία
Ηλεκτροστάτης.
Ηλεκτροδίνη.
Ηλεκτρομαγ.
Μαγνητοηλεκτρικό

B / 1 - ανορθωτής με κύκλωμα ανόρθωσης μισού κύματος

B / 1 - ανορθωτής με κύκλωμα ανόρθωσης πλήρους κύματος

Για να κατανοήσετε την ύλη του μαθήματος στην ενότητα "Μέτρηση ρεύματος και τάσης", παρέχεται η λύση των προβλημάτων για τον προσδιορισμό των ενδείξεων των βολτόμετρων για διάφορες μορφές μετρούμενων τάσεων.

Για να προσδιορίσετε τις ενδείξεις των βολτόμετρων, πρέπει να εκτελέσετε τις ακόλουθες λειτουργίες:

1) Κάψιμο μαθηματικό μοντέλομετρημένη τάση?

2) Εξετάστε το είδος της καταχώρισης. με την είσοδο κλειστή, υπολογίστε τον σταθερό όρο και αφαιρέστε τον από τη μετρούμενη τάση.

3) Βρείτε την τάση στην οποία ανταποκρίνεται το βολτόμετρο Uotk.

4) Βρείτε τις ενδείξεις του βολτόμετρου U=CUotk

Χαρακτηριστικά των βολτόμετρων διάφορα συστήματαπου απαιτούνται για την επίλυση τέτοιων προβλημάτων λαμβάνονται από τον Πίνακα 7.1.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι τα πιο κοντινά όργανα μέτρησης στα βολτόμετρα είναι τα ψοφόμετρα και τα στάθμης.

Ψοφόμετρο- Αυτό είναι ένα ηλεκτρονικό βολτόμετρο τιμών ρίζας μέσου τετραγώνου, το χαρακτηριστικό πλάτους-συχνότητας του ενισχυτή του οποίου καθορίζεται από το χαρακτηριστικό του ψοφομετρικού φίλτρου που περιλαμβάνεται σε αυτό. Το ψοφομετρικό φίλτρο αντανακλά την απόκριση συχνότητας της επιλεκτικότητας των οργάνων αντίληψης και η μορφή του καθορίζεται με βάση πειραματικές μελέτες και συστάσεις της CCITT. Συνήθως, η συσκευή περιλαμβάνει δύο ψοφομετρικά φίλτρα - με ψοφομετρικά χαρακτηριστικά τηλεφώνου και εκπομπής.

Μετρητής στάθμης- Πρόκειται για ένα τετραγωνικό βολτόμετρο, η κλίμακα του οποίου είναι βαθμολογημένη σε λογαριθμικές μονάδες (ντεσιμπέλ). Ειδικά για τον μετρητή στάθμης είναι επίσης η δυνατότητα ρύθμισης ορισμένων τιμών σύνθετης αντίστασης εισόδου: 600 ohms, που αντιστοιχεί στις σύνθετες αντιστάσεις εισόδου και εξόδου του καναλιού συχνότητας φωνής, 150, 135 και 75 ohms για ομαδικές διαδρομές.

ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΤΟΥ ΚΑΖΑΚΣΤΑΝ

Πανεπιστήμιο AVIEK

ΣΧΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

ΠΕΙΘΑΡΧΙΑ: "Τεχνολογίες τυποποίησης και μέτρησης"

ΔΟΚΙΜΗ: "ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΒΟΛΤΟΜΕΤΡΑ."

Ολοκληρώθηκε το:

St-t gr. ZPOS-96-1

Grinev M.V.

Αναπληρωτής Καθηγητής, Ph.D.

Nurmanov M.Sh.

Αλμάτι 2000

ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΑΣΗ ΜΕ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟ ΑΝΑΛΟΓΙΚΟ ΒΟΛΤΜΕΤΡΟ

Ηλεκτρονικός αναλογικά βολτόμετρααποτελούν το πρώτο παράδειγμα ηλεκτρονικών οργάνων μέτρησης που καλύπτονται στο μάθημα. Μεταξύ αυτών, υπάρχουν τόσο βολτόμετρα άμεσης μετατροπής όσο και βολτόμετρα σύγκρισης. Εξετάστε την αρχή λειτουργίας, τα δομικά διαγράμματα και τις κύριες λειτουργικές μονάδες αναλογικών βολτόμετρων για άμεση μετατροπή και σύγκριση.

ΑΝΑΛΟΓΙΚΟ ΒΟΛΤΜΕΤΡΟ ΑΜΕΣΗΣ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ

Το μπλοκ διάγραμμα ενός ηλεκτρονικού αναλογικού βολτόμετρου άμεσης μετατροπής αντιστοιχεί στο τυπικό διάγραμμα του σχ. 2.1 και, όπως φαίνεται από το Σχ. 3.13, στο πολύ γενική περίπτωσηπεριλαμβάνει μια συσκευή εισόδου (VU), στην είσοδο της οποίας εφαρμόζεται η μετρούμενη τάση Ux, IP και μια μαγνητοηλεκτρική συσκευή που χρησιμοποιείται ως IU.

συσκευή εισόδουστην απλούστερη περίπτωση, αντιπροσωπεύει έναν διαιρέτη της μετρούμενης τάσης - έναν εξασθενητή, με τη βοήθεια του οποίου επεκτείνονται τα όρια μέτρησης του βολτόμετρου. Εκτός από την ακριβή διαίρεση Ux,Η VU δεν πρέπει να μειώνει την αντίσταση εισόδου του βολτόμετρου, η οποία επηρεάζει, όπως έχει επανειλημμένα τονιστεί, το μεθοδολογικό σφάλμα μέτρησης Ux-Έτσι, η χρήση μιας VU με τη μορφή εξασθενητή είναι, εκτός από πρόσθετη

Ρύζι. 3.13. Γενικευμένο μπλοκ διάγραμμα ενός αναλογικού βολτόμετρου άμεσης μετατροπής.

αντιστάσεις και μετασχηματιστές τάσης μέτρησης, ένας άλλος τρόπος επέκτασης των ορίων μέτρησης των βολτόμετρων. Είναι αυτή η μέθοδος που χρησιμοποιείται σε ηλεκτρονικά βολτόμετρα και άλλα όργανα ραδιομετρήσεων.

Ως τροφοδοτικό στα βολτόμετρα συνεχούς ρεύματος (V2), χρησιμοποιείται ένας ενισχυτής DC (UCT) και στα βολτόμετρα εναλλασσόμενου ρεύματος και παλμικού ρεύματος (VZ και V4), ένας ανιχνευτής χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με έναν ενισχυτή DC ή έναν ενισχυτή AC. Οι μετατροπείς σε βολτόμετρα άλλων τύπων έχουν πιο σύνθετη δομή. Ειδικότερα, οι μετατροπείς επιλεκτικών βολτόμετρων (Β6) θα πρέπει να παρέχουν, εκτός από την ανίχνευση και την ενίσχυση του σήματος, την επιλογή του σε συχνότητα, και οι μετατροπείς των βολτομέτρων ευαίσθητων στη φάση (Β5) θα πρέπει να παρέχουν τη δυνατότητα μέτρησης όχι μόνο του πλάτους, αλλά και τις παραμέτρους φάσης του υπό μελέτη σήματος.

Το μπλοκ διάγραμμα του αναλογικού βολτόμετρου DC αντιστοιχεί στο γενικευμένο κύκλωμα του σχ. 3.13. Η κύρια λειτουργική μονάδα τέτοιων βολτόμετρων είναι το UPT. Τα σύγχρονα βολτόμετρα DC έχουν σχεδιαστεί κυρίως ως ψηφιακά όργανα.

Τα βολτόμετρα εναλλασσόμενου και παλμικού ρεύματος, ανάλογα με το σκοπό, μπορούν να σχεδιαστούν σύμφωνα με ένα από τα δύο μπλοκ διαγράμματα (Εικ. 3.14), τα οποία διαφέρουν ως προς τον τύπο IP. Σε βολτόμετρα της πρώτης τροποποίησης (Εικ. 3.14, ΕΝΑ)μετρημένη τάση Ux^ μετατρέπεται σε τάση συνεχούς ρεύματος Ux=, το οποίο στη συνέχεια μετράται με ένα βολτόμετρο συνεχούς ρεύματος. Αντίθετα, σε βολτόμετρα της δεύτερης τροποποίησης (Εικ. 3.14, σι)η μετρούμενη τάση πρώτα ενισχύεται από έναν ενισχυτή AC και στη συνέχεια ανιχνεύεται και μετράται. Εάν είναι απαραίτητο, ένα UPT μπορεί επιπλέον να συνδεθεί μεταξύ του ανιχνευτή και του DUT.

Συγκρίνοντας τα μπλοκ διαγράμματα του Σχ. 3.14, ακόμη και πριν εξεταστούν οι λύσεις κυκλώματος των λειτουργικών τους μονάδων, είναι δυνατό να εξαχθούν ορισμένα συμπεράσματα σχετικά με τις ιδιότητες των βολτόμετρων και των δύο τροποποιήσεων. Συγκεκριμένα, τα βολτόμετρα της πρώτης τροποποίησης σε σχέση με το εύρος συχνοτήτων των μετρούμενων τάσεων δεν έχουν τέτοιους περιορισμούς όπως τα βολτόμετρα της δεύτερης τροποποίησης, όπου αυτή η παράμετρος εξαρτάται από το εύρος ζώνης του ενισχυτή AC. Αλλά τα βολτόμετρα της δεύτερης τροποποίησης έχουν υψηλή ευαισθησία. Από το μάθημα "Συσκευές Ενίσχυσης" είναι γνωστό ότι με τη βοήθεια ενός ενισχυτή AC είναι δυνατό να επιτευχθεί σημαντικά υψηλότερο κέρδος από ό,τι με τη βοήθεια του UPT, δηλαδή να σχεδιαστούν μικροβολτόμετρα με χαμηλότερο όριο Ux^. περιορίζεται από τον θόρυβο του ίδιου του ενισχυτή. Μέσα από την αλλαγή

Ρύζι. 3.14. Δομικά διαγράμματα αναλογικών βολτόμετρων εναλλασσόμενου και παλμικού ρεύματος:

α - με ανιχνευτή στην είσοδο. b - με ενισχυτή AC στην είσοδο.

ο συντελεστής διαίρεσης της VU και το κέρδος των ενισχυτών, το εύρος των μετρούμενων τάσεων μπορεί να είναι μεγάλο για τα βολτόμετρα και των δύο τροποποιήσεων.

Τύπος ανιχνευτή σε μπλοκ διαγράμματα εικ. Το 3.14 καθορίζει εάν τα βολτόμετρα και των δύο τροποποιήσεων ανήκουν σε βολτόμετρα πλάτους, rms ή μέσης ανορθωμένης τάσης. Ταυτόχρονα, τα βολτόμετρα παλμικού ρεύματος (B4) σχεδιάζονται μόνο ως βολτόμετρα της πρώτης τροποποίησης, προκειμένου να αποφευχθεί η παραμόρφωση του σχήματος του παλμού στον ενισχυτή AC. Κατά τη μέτρηση της τάσης απλών και σπάνια επαναλαμβανόμενων παλμών, χρησιμοποιούνται είτε διαστολείς παλμών χωρητικότητας διόδου σε συνδυασμό με ανιχνευτές είτε η μετατροπή πλάτους-χρόνου των παλμών, που είναι τυπική για τα ψηφιακά βολτόμετρα.

Ας εξετάσουμε τώρα ένα τυπικό μπλοκ διάγραμμα επιλεκτικών βολτόμετρων, τα οποία χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση χαμηλών αρμονικών τάσεων υπό συνθήκες παρεμβολής, για τη μελέτη των φασμάτων περιοδικών σημάτων και σε μια σειρά άλλων περιπτώσεων. Όπως φαίνεται από το σχ. 3.15, το βολτόμετρο είναι ουσιαστικά ένας υπερετερόδυνος δέκτης, η αρχή λειτουργίας του οποίου εξηγείται στο μάθημα «Ραδιοκυκλώματα και σήματα».

Η επιλογή συχνότητας του σήματος εισόδου πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας έναν ρυθμιζόμενο τοπικό ταλαντωτή, έναν μίκτη (Cm) και έναν ενισχυτή ενδιάμεσης συχνότητας στενής ζώνης (IFA), ο οποίος παρέχει υψηλή ευαισθησία και την απαιτούμενη επιλεκτικότητα. Εάν η επιλεκτικότητα είναι ανεπαρκής, μπορεί να εφαρμοστεί διπλή και μερικές φορές τριπλάσια μετατροπή συχνότητας. Επιπλέον, τα επιλεκτικά βολτόμετρα πρέπει να διαθέτουν αυτόματο σύστημα ελέγχου συχνότητας και βαθμονομητή. Βαθμονομητής -παραδειγματικός

μια πηγή (γεννήτρια) μιας εναλλασσόμενης τάσης ορισμένου επιπέδου, η οποία καθιστά δυνατή την εξάλειψη συστηματικών σφαλμάτων λόγω αλλαγών στην τάση τοπικού ταλαντωτή κατά την αναδιάρθρωσή της, αλλαγές στους συντελεστές μετάδοσης των κόμβων βολτόμετρου, επιρροή εξωτερικοί παράγοντεςκ.λπ. Η βαθμονόμηση του βολτόμετρου πραγματοποιείται πριν από τη μέτρηση όταν ο διακόπτης P είναι ρυθμισμένος από τη θέση 1 στη θέση 2.

Ρύζι. 3.15. Μπλοκ διάγραμμα ενός επιλεκτικού βολτόμετρου.

Συμπερασματικά, σημειώνουμε ότι σε μία συσκευή δεν είναι δύσκολο να συνδυαστούν οι λειτουργίες μέτρησης άμεσων και εναλλασσόμενων τάσεων και με τη βοήθεια πρόσθετων λειτουργικών μονάδων και κατάλληλων μεταγωγών (παρόμοια με τις συσκευές ανορθωτή) να σχηματιστούν συνδυασμένες συσκευές, που ονομάζονται γενικά βολτόμετρα ( Β7). Οι σύγχρονοι τύποι τέτοιων βολτόμετρων, κατά κανόνα, σχεδιάζονται ως ψηφιακά όργανα, γεγονός που τους επιτρέπει να επεκτείνουν περαιτέρω τη λειτουργικότητά τους και να βελτιώσουν την ακρίβεια. Από αυτή την άποψη, τα χαρακτηριστικά της κατασκευής δομικών διαγραμμάτων καθολικών βολτόμετρων θα ληφθούν υπόψη στα έργα των συναδέλφων.

ΑΝΑΛΟΓΙΚΟ ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΟ ΒΟΛΤΜΕΤΡΟ

Ρύζι. 3.16. Κύκλωμα μέτρησης ποτενσιόμετρου.

Τα ηλεκτρονικά αναλογικά βολτόμετρα σύγκρισης ως επί το πλείστον εφαρμόζουν την πιο κοινή τροποποίηση της μεθόδου σύγκρισης - τη μέθοδο μηδέν. Ως εκ τούτου, συχνά ονομάζονται αποζημιωτικόςβολτόμετρα. Σε σύγκριση με τα βολτόμετρα άμεσης μετατροπής, αυτά είναι πιο περίπλοκα, αλλά, όπως τονίστηκε προηγουμένως, πιο ακριβή όργανα. Επιπλέον, από το διάγραμμα στο Σχ. 2.2 φαίνεται ότι τη στιγμή της αντιστάθμισης DX=0 και η συσκευή δεν καταναλώνει ενέργεια από την πηγή Χ.Όσον αφορά τα βολτόμετρα αντιστάθμισης, αυτό σημαίνει τη δυνατότητα μέτρησης όχι μόνο της τάσης, αλλά και του EMF των πηγών χαμηλής ισχύος. Στην πρακτική των ηλεκτροραδιομετρήσεων, τέτοιες μετρήσεις πραγματοποιούνται τόσο με τη βοήθεια ηλεκτρονικών βολτόμετρων αντιστάθμισης όσο και ηλεκτρομηχανικών. Για να εξηγήσουμε τη χρήση της μηδενικής μεθόδου στη μέτρηση του EMF και της τάσης, ας εξετάσουμε πρώτα το κλασικό κύκλωμα ενός ηλεκτρομηχανικού αντισταθμιστή DC που φαίνεται στο Σχ. 3.16.

Μία από τις κύριες λειτουργικές μονάδες οποιουδήποτε αντισταθμιστή είναι μια μεταβλητή αντίσταση υψηλής ακρίβειας. R, στην κλίμακα της οποίας μετράται η μετρούμενη τιμή του EMF (Πρώην)ή τάση (Ux).Επομένως, είναι συνηθισμένο να καλείτε αντισταθμιστές σύμφωνα με τη μέτρηση GOST 9245-79 ποτενσιόμετρα.Ως υποδειγματικό μέτρο του EMF, κανονικό στοιχείο(NE) - ηλεκτροχημική πηγή, EMF (Εα)που είναι γνωστό με πολύ υψηλό βαθμό ακρίβειας. Ωστόσο, η χωρητικότητα NE είναι μικρή και αποτελεί μακροπρόθεσμη σύγκριση κατά τη διάρκεια των μετρήσεων Πρώην(Ux) Με Γιονγκαδύνατο. Επομένως, το κύκλωμα του ποτενσιόμετρου συμπληρώνεται με μια βοηθητική πηγή EMF υψηλής χωρητικότητας (Eo). Για σύγκριση με Πρώην(Ux) χρησιμοποιείται η πτώση τάσης στην αντίσταση αναφοράς Rn.,που δημιουργείται από το ρεύμα από την πηγή μιΟ-ρεύμα λειτουργίας (Ip), το οποίο είναι προρυθμισμένο. Η διαδικασία μέτρησης λοιπόν Πρώην{ Ux) πρέπει να είναι σε δύο στάδια.

Στο πρώτο στάδιο, ορίζεται η απαιτούμενη τιμή του Ir. Για να το κάνετε αυτό, βάλτε το διακόπτη στη θέση 1 και χρησιμοποιήστε το ποτενσιόμετρο Rpεπιτύχετε μια μηδενική ένδειξη του δείκτη ΚΑΙ (κατά κανόνα, ένα μαγνητοηλεκτρικό γαλβανόμετρο). Όπως φαίνεται από το σχ. 3.16, αυτό αντιστοιχεί σε ΔΔΙn=μιn,δηλαδή, το ρεύμα λειτουργίας Ip, το οποίο στη συνέχεια πρέπει να παραμείνει σταθερό, θα αναπαράγει την τιμή κατά τη διαδικασία μέτρησης En.

Στο δεύτερο στάδιο, μετράται η τιμή του Ex(Ux). Για να γίνει αυτό, ο διακόπτης μετακινείται στη θέση 2, και αλλαγή της αντίστασης του ποτενσιόμετρου Rεπιτύχετε πάλι μια μηδενική ένδειξη του I. Όταν Ip = const, αυτό αντιστοιχεί σε Πρώην (Ux) = ΔΔΙ, δηλαδή την επιθυμητή τιμή Πρώην(U^}^. Rκαι μπορεί να μετρηθεί σε κλίμακα R.

Έτσι, τα μετρολογικά χαρακτηριστικά των ποτενσιόμετρων μέτρησης DC καθορίζονται από τις παραμέτρους του ΝΟ, τις αντιστάσεις αναφοράς, τον δείκτη και την πηγή ΕΕ.Ως NE, χρησιμοποιούνται κορεσμένα και ακόρεστα αναστρέψιμα γαλβανικά κύτταρα, το θετικό ηλεκτρόδιο των οποίων σχηματίζεται από υδράργυρο και το αρνητικό ηλεκτρόδιο σχηματίζεται από αμάλγαμα καδμίου. Οι τάξεις ακρίβειας του NE ρυθμίζονται από το GOST 1954-82 εντός 0,0002 ... 0,02 και καθορίζουν την κατηγορία ακρίβειας του ποτενσιόμετρου στο σύνολό του. Ποτενσιόμετρο Rεκτελείται σύμφωνα με ένα ειδικό σχήμα που εξασφαλίζει τη σταθερότητα του /p κατά την αλλαγή Rκαι τον απαιτούμενο αριθμό χαρακτήρων (δεκαετίες) κατά την καταμέτρηση Πρώην(Ux). Αυτές οι απαιτήσεις ικανοποιούνται από κυκλώματα με αντικατάσταση και διακλάδωση δεκαετιών.

Τα ποτενσιόμετρα μέτρησης μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη μέτρηση εναλλασσόμενων τάσεων. Ωστόσο, η τάση αντιστάθμισης πρέπει να ρυθμίζεται σε αυτήν την περίπτωση όχι μόνο σε απόλυτη τιμή, αλλά και σε φάση. Επομένως, τέτοια ποτενσιόμετρα έχουν περισσότερα σύνθετο σχήμααπό τα ποτενσιόμετρα συνεχούς ρεύματος, και όσον αφορά την ακρίβεια είναι σημαντικά κατώτερα από αυτά λόγω της έλλειψης ενός υποδειγματικού μέτρου για το εναλλασσόμενο ρεύμα, παρόμοιου στα χαρακτηριστικά του με το NE. Στην πρακτική των ηλεκτρικών ραδιομετρήσεων, αντικαθίστανται πλήρως από ηλεκτρονικά βολτόμετρα αντιστάθμισης.

Στα βολτόμετρα αντιστάθμισης, η μετρούμενη τάση (DC, AC, παλμός) συγκρίνεται με μια σταθερή τάση αντιστάθμισης, η οποία με τη σειρά της μετράται με ακρίβεια από ένα βολτόμετρο συνεχούς ρεύματος και αποτελεί μέτρο Ux.Ένα τυπικό μπλοκ διάγραμμα ενός τέτοιου βολτόμετρου φαίνεται στο σχ. 3.17.

Όπως φαίνεται από το σχ. 3.17, η βάση του βολτόμετρου είναι μια αντιστάθμιση IP, που αποτελείται από μια δίοδο μέτρησης V sφορτώνω R,ρυθμιζόμενη πηγή σταθερής αντισταθμιστικής τάσης -Ek, ενισχυτής και δείκτης με δύο σταθερές καταστάσεις. Με απουσία Uxδείκτης που υλοποιείται με χρήση

Οι λειτουργικοί κόμβοι βρίσκονται στην πρώτη σταθερή κατάσταση και σε μια ορισμένη τιμή κατωφλίου πηγαίνουν στη δεύτερη κατάσταση. Διαδικασία μέτρησης Uxμειώνεται σε σταδιακή αύξηση Εκέως ότου ο δείκτης εισέλθει στη δεύτερη σταθερή κατάσταση. Εννοια Εκ,που αντιστοιχεί στη στιγμή της μετάπτωσης, μετριέται με βολτόμετρο συνεχούς ρεύματος και είναι μέτρο Ux.

Ρύζι. 3.17. Μπλοκ διάγραμμα ενός βολτόμετρου αντιστάθμισης.

Σε συνδυασμό με άλλες λύσεις κυκλώματος (χρήση δείκτη με χαμηλή τάση κατωφλίου, δίοδο μέτρησης λαμπτήρα με σταθερό χαρακτηριστικό κ.λπ.), αποδεικνύεται ότι είναι δυνατός ο σχεδιασμός βολτόμετρων αντιστάθμισης υψηλής ακρίβειας.

Το μειονέκτημα του εξεταζόμενου συστήματος είναι η ανάγκη εγκατάστασης Σε αυτήχειροκίνητα. Επομένως, στα περισσότερα βολτόμετρα, το κύκλωμα IP είναι πολύπλοκο παρέχοντας αυτόματη αντιστάθμιση UxΚαι Εκ.Τα βολτόμετρα αυτόματης αντιστάθμισης είναι όργανα άμεσης ανάγνωσης και είναι πιο βολικά στη χρήση.

ΚΥΡΙΑ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ ΑΝΑΛΟΓΙΚΟΥ βολτόμετρου

Εξετάστε λύσεις κυκλώματος των κύριων λειτουργικών μονάδων που καθορίζουν τα μετρολογικά χαρακτηριστικά των αναλογικών βολτόμετρων. Οι περισσότεροι από αυτούς τους κόμβους χρησιμοποιούνται σε άλλους τύπους ηλεκτρονικών οργάνων μέτρησης.

συσκευή εισόδου

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το WU έχει σχεδιαστεί για να επεκτείνει τα όρια μέτρησης του βολτόμετρου. Στην απλούστερη περίπτωση, είναι ένας εξασθενητής κατασκευασμένος σύμφωνα με σχήματα αντίστασης (Εικ. 3.18, α), χωρητικού (Εικ. 3.18, β) ή συνδυασμού (Εικ. 3.18, γ).

Η εκπλήρωση των υπόλοιπων απαιτήσεων και, κυρίως, η παροχή υψηλής αντίστασης εισόδου και ελάχιστης χωρητικότητας εισόδου του βολτόμετρου οδηγεί σε ορισμένες περιπτώσεις σε επιπλοκή της δομής της WU. Το πιο ευέλικτο και συχνά χρησιμοποιούμενο στα σύγχρονα βολτόμετρα AC είναι το VU, το μπλοκ διάγραμμα του οποίου φαίνεται στο σχ. 3.19.

Το θεμελιώδες χαρακτηριστικό αυτού του κυκλώματος είναι η αλλαγή στην υπεριώδη ακτινοβολία χρησιμοποιώντας έναν εξασθενητή αντίστασης χαμηλής αντίστασης με σταθερή σύνθετη αντίσταση εισόδου και εξόδου. Αυτό βελτιώνει την ακρίβεια μέτρησης. Ux~, αλλά απαιτεί την εισαγωγή ενός μετατροπέα σύνθετης αντίστασης (PI) στη δομή της VU, ο οποίος διασφαλίζει τη μετατροπή της υψηλής αντίστασης εισόδου του βολτόμετρου σε χαμηλή σύνθετη αντίσταση εισόδου του εξασθενητή. Ως PI, χρησιμοποιείται συχνότερα ένας ακολουθητής τάσης σε ένα τρανζίστορ φαινομένου πεδίου με βαθιά αρνητική ανάδραση. Με τη χρήση

Ρύζι. 3.18. Κυκλώματα εξασθενητού βολτόμετρου:

αντιστάσεις a-on? β - στους πυκνωτές. γ - συνδυασμένο.

Ρύζι. 3.19. Δομικό διάγραμμα της καθολικής συσκευής εισόδου.

Ο διαιρέτης τάσης εισόδου (VDN) παρέχει μια πρόσθετη ευκαιρία για επέκταση των ορίων μέτρησης του βολτόμετρου. Το VDN είναι ένας σταθερός διαχωριστής με χωρητική αντίσταση (βλ. Εικ. 3.18, V)

Στις υψηλές συχνότητες, η αντίσταση εισόδου του βολτόμετρου μειώνεται και η χωρητικότητα εισόδου και η επαγωγή των αγωγών σχηματίζουν ένα σειριακό ταλαντευόμενο κύκλωμα, το οποίο έχει σχεδόν μηδενική αντίσταση στη συχνότητα συντονισμού. Για την εξουδετέρωση αυτών των επιπτώσεων, το PI έχει σχεδιαστεί ως τηλεχειριστήριο καθετήραςμε VDN σε μορφή ακροφυσίου.

Ενισχυτές

Οι ενισχυτές συνεχούς ρεύματος, όπως φαίνεται από τα δομικά διαγράμματα (βλ. Εικ. 3.13 και 3.14, o), παρέχουν επαρκή ισχύ για την κίνηση του IM μιας μαγνητοηλεκτρικής συσκευής και ταιριάζουν την σύνθετη αντίσταση εισόδου του DUT με την αντίσταση εξόδου της VU ή ανιχνευτής. Δύο κύριες απαιτήσεις επιβάλλονται στο UPT: υψηλή σταθερότητα του κέρδους και αμελητέες διακυμάνσεις της τιμής εξόδου απουσία Ux= (Drift zero). Γι' αυτό τα πάντα πρακτικά σχήματαΤα UPT έχουν βαθιά αρνητική ανάδραση (NFB), η οποία διασφαλίζει τη σταθερή λειτουργία τους και την αναισθησία τους σε υπερφορτώσεις. Ριζοσπαστικές μέθοδοιγια την καταπολέμηση του μηδενικού drift είναι η περιοδική διόρθωση του, καθώς και ο μετασχηματισμός Uх=σε εναλλασσόμενη τάση με επακόλουθη ενίσχυση και διόρθωση αυτής της τάσης.

Οι ενισχυτές AC, σύμφωνα με τον λειτουργικό τους σκοπό (βλ. Εικ. 3.14, β), πρέπει να έχουν υψηλή ευαισθησία, μεγάλης σημασίαςκαι υψηλή σταθερότητα απολαβής, χαμηλή μη γραμμική παραμόρφωση και μεγάλο εύρος ζώνης (με εξαίρεση το επιλεκτικό βολτόμετρο IF). Μόνο οι ενισχυτές πολλαπλών σταδίων με OOS και συνδέσεις για τη διόρθωση της απόκρισης συχνότητας μπορούν να ικανοποιήσουν αυτές τις αντικρουόμενες απαιτήσεις. Σε ορισμένες περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται λογαριθμικοί ενισχυτές για να ληφθεί μια γραμμική κλίμακα ^ σε ντεσιμπέλ. Εάν η εργασία είναι η ελαχιστοποίηση του προσθετικού σφάλματος του βολτόμετρου, οι ενισχυτές μπορούν να είναι δύο καναλιών με ενίσχυση του κύριου σήματος και του σήματος που διορθώνει το σφάλμα πρόσθετου. Για την επέκταση της λειτουργικότητας, πολλά βολτόμετρα έχουν ειδική έξοδο ενισχυτή και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ευρυζωνικοί ενισχυτές. Επιπλέον, οι ενισχυτές μπορούν να παραχθούν ως ανεξάρτητα όργανα μέτρησης, σχηματίζοντας μια υποομάδα U.

Οι ενισχυτές DC και AC συζητούνται λεπτομερώς στο μάθημα Ενισχυτικές συσκευές.

Ανιχνευτής

Ο τύπος του ανιχνευτή καθορίζει, όπως ήδη αναφέρθηκε, εάν τα βολτόμετρα AC ανήκουν σε βολτόμετρα πλάτους, rms ή μέσης ανορθωμένης τάσης. Σύμφωνα με αυτό, οι ίδιοι οι ανιχνευτές ταξινομούνται ως εξής: σύμφωνα με την παράμετρο Ux~^ που αντιστοιχεί στο ρεύμα ή την τάση στο κύκλωμα εξόδου του ανιχνευτή: ανιχνευτής αιχμής, rms και ανιχνευτές μέσης ανορθωμένης τάσης. σύμφωνα με το σχήμα εισόδου: ανιχνευτές με ανοιχτές και κλειστές εισόδους τάσης DC.

σύμφωνα με το χαρακτηριστικό ανίχνευσης: γραμμικοί και τετραγωνικοί ανιχνευτές.

Ρύζι. 3.20. Κυκλώματα ανιχνευτών αιχμής:

Α - με ανοιχτή είσοδο. Προ ΧΡΙΣΤΟΥκλειστή είσοδος.

Ανιχνευτής κορυφής -είναι ένας ανιχνευτής του οποίου η τάση εξόδου αντιστοιχεί άμεσα σε t/max ή<7min (Οβή Μας). Ο ανιχνευτής κορυφής είναι γραμμικός και μπορεί να έχει ανοιχτή (Εικ. 3.20, α) ή κλειστή (Εικ. 3.20, β) είσοδο τάσης συνεχούς ρεύματος.

Η αρχή λειτουργίας των ανιχνευτών αιχμής είναι συγκεκριμένη και συνίσταται στη φόρτιση του πυκνωτή C μέσω διόδου Vμέχρι τη μέγιστη (αιχμή) τιμή Ux~ , το οποίο στη συνέχεια αποθηκεύεται εάν η σταθερά χρόνου εκφόρτισης C (μέσω R) πολύ μεγαλύτερη από τη σταθερά χρόνου φόρτισης. Εναλλαγή πολικότητας Vορίζει μια αντιστοίχιση Ux= ή Umax(UV),ή Umin(Un), και πιθανοί παλμοί U x=λειαίνονται με αλυσίδα RF, SF. Εάν ο ανιχνευτής έχει ανοιχτή είσοδο, U x=καθορίζεται από το άθροισμα U και UV(Uιδ),δηλ. αντιστοιχεί σε Umax (Umin) Με κλειστή είσοδο U x=αντιστοιχεί UV(Uιδ).Αν Ux~ δεν περιέχει σταθερό στοιχείο, τότε τα κυκλώματα που φαίνονται στο Σχ. 3.20, α, β, είναι πανομοιότυπα και U x=αντιστοιχεί χμ. Σε ορισμένες περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται ανιχνευτές αιχμής πλήρους κύματος με διπλασιασμό τάσης, επιτρέποντας την άμεση μέτρηση της τιμής κορυφής σε κορυφή της τάσης.

Ένα ουσιαστικό πλεονέκτημα των ανιχνευτών αιχμής είναι η μεγάλη σύνθετη αντίσταση εισόδου (ίση με R/2 για το κύκλωμα στο σχ. 3.20, ΕΝΑΚαι R/3- για το κύκλωμα στο σχ. 3.20, σι)και τις καλύτερες ιδιότητες συχνότητας σε σύγκριση με άλλους τύπους ανιχνευτών. Επομένως, οι ανιχνευτές κορυφής χρησιμοποιούνται συχνότερα σε βολτόμετρα της πρώτης τροποποίησης (βλ. Εικ. 3.14, o), δομικά σχεδιασμένοι μαζί με τη VU με τη μορφή εξωτερικού καθετήρα. Σε αυτή την περίπτωση, το καλώδιο που συνδέει τον αισθητήρα με τη συσκευή εκπέμπει Ux=.

ανιχνευτής RMS -είναι ένας μετατροπέας AC σε DC ρεύματος (τάσης) ανάλογος με U 2 σκ. Το χαρακτηριστικό ανίχνευσης σε αυτή την περίπτωση θα πρέπει να είναι τετραγωνικό και όταν είναι ενεργοποιημένο. Εάν απαιτείται U- ανιχνευτής με ανοιχτή είσοδο. Στους σύγχρονους τύπους βολτόμετρων χρησιμοποιούνται κυρίως τετραγωνικοί ανιχνευτές με θερμικούς μετατροπείς, παρόμοιοι με μετατροπείς θερμοηλεκτρικών αμπερόμετρων. Το κύριο μειονέκτημά τους, όπως σημειώθηκε προηγουμένως, είναι ο τετραγωνικός χαρακτήρας της κλίμακας οργάνων. Στα βολτόμετρα, αυτό το μειονέκτημα εξαλείφεται χρησιμοποιώντας ένα διαφορικό κύκλωμα για την ενεργοποίηση δύο (ή περισσότερων) θερμικών μετατροπέων, όπως φαίνεται στο Σχ. 3.21.

Ρύζι. 3.21. Δομικό διάγραμμα του ανιχνευτή τάσης RMS.

Όταν η μετρούμενη τάση εφαρμόζεται στον θερμικό μετατροπέα TP1 Ux~Τάση εξόδου TP1 κατ' αναλογία με (3.26) U 1 =k t U 2 sk.

Εκτός από το TP1, το κύκλωμα διαθέτει έναν δεύτερο θερμικό μετατροπέα TP2, ο οποίος συνδέεται απέναντι από το TP1. Μια τάση ανάδρασης εφαρμόζεται στο TP2, έτσι

τάση εξόδου U 2 == k t BU 2 3 .

Έτσι, στην είσοδο του UPT, υπάρχει μια τάση που προκύπτει

U 1 - U 2 = kt(U 2 sc - BU 2 3)

τι κάνει

U 3 \u003d k upt k t (U 2 sk - BU 2 3).

Εάν οι παράμετροι του σχήματος έχουν επιλεγεί έτσι ώστε

k upt k t BU 2 3 >> U 3 ,

τότε τελικά U 3 º Uσκ, δηλαδή η κλίμακα DUT θα είναι ομοιόμορφη.

Ανιχνευτής μέσης διορθωμένης τιμής -αυτός είναι ένας μετατροπέας εναλλασσόμενης τάσης σε συνεχές ρεύμα, ανάλογος του Usv. Σχηματικά, βασίζεται σε έναν ανορθωτή ημιαγωγού πλήρους κύματος, που λαμβάνεται υπόψη στην ανάλυση των αμπερόμετρων ανορθωτή (βλ. § 3.4.1). Ωστόσο, πρέπει να προστεθεί ότι η γραμμικότητα των χαρακτηριστικών τέτοιων ανιχνευτών θα είναι όσο καλύτερη, τόσο περισσότερο Ux~(για μικρά Ux~ ο ανιχνευτής γίνεται τετραγωνικός). Επομένως, ανιχνευτές της μέσης διορθωμένης τιμής, κατά κανόνα, χρησιμοποιούνται σε βολτόμετρα της δεύτερης τροποποίησης (Εικ. 3.14, β).