전자 전압계 장치. 제어 작업: "아날로그 전자 전압계." 전자 아날로그 전압계

아날로그 전자 전압계의 일반화 된 블록 다이어그램 (그림 7.9)에는 최대 블록 수가 포함되어 있으며 그 중 일부는 전압계의 목적에 따라 없을 수 있습니다. 증폭 장치가 장착된 전자 전압계에서 측정 회로의 전력 소비는 무시할 수 있습니다. 전자 전압계의 장점에는 넓은 측정 한계 및 주파수 범위(20Hz ~ 1000MHz), 높은 감도, 우수한 과부하 용량이 포함됩니다.

그림 7.9.

1. 입력 장치는 다음 용도로 사용됩니다.

a) 큰 측정 전압으로 범위를 확장할 수 있도록 주어진 횟수만큼 신호를 감쇠합니다.

b) 전압계의 입력 매개변수 제공: 입력 임피던스 1 - 10 MΩ 이내, 입력 커패시턴스 1 - 30 pF.

증폭기 교류봉사하다:

a) 감도를 높이십시오.

b) 더 낮은 측정 전압 쪽으로 동적 범위를 확장합니다.

이러한 작업을 수행하기 위해 AC 증폭기는 작동 주파수 및 온도 범위에서 주어진 매우 안정적인 이득, 낮은 비선형 왜곡, 낮은 고유 잡음을 가져야 하며 다단계 증폭기를 사용하여 달성되는 공급 전압 변동에 둔감해야 합니다. 부정적인 피드백으로 덮여 있습니다.

3. DC 증폭기는 자기 전기 측정 메커니즘의 작은 내부 저항과 변환기의 큰 부하 저항을 일치시키는 데 사용됩니다. DC 증폭기는 이득의 불변성 및 낮은 제로 드리프트, 즉 입력에 정보 신호가 없을 때 출력 신호의 느린 변화와 관련하여 엄격한 요구 사항이 적용됩니다. 네거티브 피드백이 있는 브리지 회로의 형태로 구현됩니다.

4. 변환기는 AC를 DC로 변환하는 데 사용되며 검출기는 변환기 역할을 합니다. 검출기는 입력 전압을 출력으로 변환하는 기능에 따라 2차, 선형, 진폭(피크) 유형으로 분류할 수 있습니다. 검출기의 유형은 주로 장치의 속성을 결정합니다. 예를 들어 진폭 검출기가 있는 전압계는 가장 높은 주파수입니다. 2차 검출기가 있는 전압계를 사용하면 모든 형태의 전압을 측정할 수 있습니다. 선형 검출기가 있는 전압계는 고조파 신호 측정에만 적합하지만 가장 단순하고 안정적이며 저렴합니다.

비슷한 물건 전자 전압계증폭기-변환기 및 변환기-증폭기의 두 가지 주요 방식에 따라 구축할 수 있습니다. 첫 번째 회로는 매우 민감하지만 이러한 전압계의 주파수 범위는 AC 증폭기의 대역폭에 의해 결정되며 수백 kHz입니다. 두 번째 회로는 상당한 수준의 전압을 측정하기 위해 전압계에 사용됩니다. DC 증폭기를 사용하여 큰 이득을 제공하는 것은 어렵지만 이러한 증폭기의 주파수 범위와 그에 따른 전압계는 수백 MHz가 될 수 있습니다.

전자 전압계는 측정된 전압의 DC 구성 요소에 대해 개방 또는 폐쇄 입력을 가질 수 있습니다. 입력이 닫히면 전압계 회로에는 신호의 상수 성분을 통과시키지 않는 분리 커패시터가 포함되며, 입력이 개방되면 그러한 커패시터가 없으며 신호의 가변 및 상수 성분이 모두 공급됩니다. 전압계 블록.

전압계를 만드는 데 사용되는 요소 기반 교류 전압, 전압계 생성 당시의 기술 수준 (반도체 샘플에서 마이크로 일체형 설계까지)에 따라 결정되지만 블록의 기능적 목적은 변경되지 않습니다.

AC 전압계(B3 유형)

AC 전압계는 증폭기-변환기 방식에 따라 제작됩니다. 2차 또는 선형 감지기를 변환기로 사용할 수 있습니다.

이차 검출기를 사용하는 경우 이러한 전압계를 제곱 평균 제곱근 전압계라고하며 블록 다이어그램이 그림에 나와 있습니다. 7.10.

그림. 7.10.

2차 검출기는 교류 전압을 공식 (7.5)에 따라 측정된 전압의 rms 값의 제곱에 비례하는 정전압으로 변환합니다. 즉, 제곱 평균 제곱근 전압의 측정은 신호의 순간 값 제곱, 평균화 및 평균화 결과에서 루트 추출의 세 가지 작업 수행과 관련됩니다(마지막 작업은 일반적으로 교정 시 수행됨). 전압계 눈금). 순시 전압의 제곱은 일반적으로 반도체 다이오드를 사용하여 수행되며, 2차 종속으로 설명되는 전류-전압 특성의 초기 섹션을 사용합니다. 그러나 특성의 2차 단면의 길이는 일반적으로 작으며(100mV 이하) 이 단면을 확장하는 방법 중 하나는 조각별 선형 근사 방법입니다. 이를 위해 검출기 회로에 여러 개의 다이오드 셀이 포함되어 있으며 다이오드의 바이어스 전압을 선택하여 전체 전류-전압 특성을 구하고 형태는 2차 곡선에 가깝습니다(그림 7.11).

그림 7.11.

선형 검출기가 AC 전압계에 사용되는 경우 이러한 전압계를 중간 정류 전압계라고하며 이러한 전압계의 블록 다이어그램이 그림에 나와 있습니다. 7.12.

그림 7.12

이러한 전압계에서 선형 검출기는 교류 전압을 다음으로 변환하는 변환기로 사용됩니다. DC, 측정된 전압의 평균 정류값에 비례합니다. 이러한 변환기는 전파 정류 회로에 따라 만들어지며 반도체 다이오드의 전류-전압 특성의 선형 섹션을 사용합니다. 정류기 전압계에 비해 평균 정류 값의 아날로그 전압계는 감도가 높고 측정 회로의 전력 소비가 적습니다. 이 전압계는 평균 정류 값에 응답하고 rms 값으로 보정되며 보정 계수는 C=1입니다.

펄스 전압계(B4 유형)

펄스 전압계는 변환기 증폭기 방식에 따라 제작되며 진폭 검출기는 변환기로 사용되며 출력 전압은 측정 신호의 최대 (진폭) 값에 해당합니다. 펄스 전압계의 블록 다이어그램이 그림에 나와 있습니다. 7.13.

그림. 7.13

진폭(피크) 검출기의 특징은 측정된 전압의 피크 값을 "기억"하는 커패시터인 메모리 요소가 있다는 것입니다.

진폭 검출기의 가장 간단한 방식:

a) 다이오드의 직렬 연결이 있는 검출기(입력이 개방된 검출기)

b) 검출기 병렬 연결다이오드(입력이 닫힌 검출기).

그림 7.14

진폭 검출기는 입력 신호 값에 비례하여 AC 신호를 DC 신호로 변환하므로 이러한 전압계는 최대 값에 응답하고 최대 값에서 보정되며 C = 1입니다.

범용 전압계(B7 유형)

범용 전압계를 사용하면 직류 및 교류를 모두 측정할 수 있습니다. AC 전압을 측정할 때 전압계에는 변환기-증폭기 회로가 있습니다. 진폭(피크) 검출기는 변환기로 사용되며 출력 전압은 측정된 신호의 최대(진폭) 값에 해당합니다. DC 전압을 측정할 때 입력 장치 DC 증폭기에 공급되고 자기 전기 측정 메커니즘의 포인터 편차를 제공합니다. 범용 전압계의 블록 다이어그램이 그림에 나와 있습니다. 7.15.

그림 7.15 4.12

진폭 검출기는 AC 신호를 입력 신호의 최대 값에 비례하는 DC 신호로 변환하므로 이러한 전압계는 최대 신호 값에 응답하고 rms 값으로 보정됩니다. 이러한 AC 전압 매개변수는 진폭 계수에 의해 (7.7)에 따라 상호 연결되므로 범용 전압계의 교정 계수는

고려된 전압계의 특성은 표 7.1에 나와 있습니다.

표 7.1

전압계 유형	변환기 유형	응답하는 전압 값 전압계, Uotk	전압계가 교정되는 전압 값, Udeg	교정 계수 값 С
만능인	최대 의미
맥박	최대 의미
중간 정류기 값	중간 비피암.
RMS 값	RMS 값
바르게 되다.	중간 비피암.
열전기	RMS 값
정전기.
일렉트로다인.
전자석
자기 전기

B / 1 - 반파 정류 회로가있는 정류기

B / 1 - 전파 정류 회로가 있는 정류기

"전류 및 전압 측정" 섹션의 과정 자료를 마스터하기 위해 다양한 형태의 측정 전압에 대한 전압계 판독 값을 결정하기 위한 문제 솔루션이 제공됩니다.

전압계 판독값을 결정하려면 다음 작업을 수행해야 합니다.

1) 화상 수학적 모델측정된 전압;

2) 항목 유형을 고려하십시오. 입력이 닫힌 상태에서 상수항을 계산하고 측정된 전압에서 제거합니다.

3) 전압계 Uotk가 응답하는 전압을 찾습니다.

4) 전압계 U=CUotk의 판독값 찾기

전압계의 특성 다양한 시스템이러한 문제를 해결하는 데 필요한 값은 표 7.1에서 가져온 것입니다.

전압계에 가장 가까운 측정 장비는 psophometer 및 레벨 미터라는 점에 유의해야 합니다.

소포미터- 이것은 제곱 평균 값의 전자 전압계로 증폭기의 진폭-주파수 특성은 포함된 psophometric 필터의 특성에 의해 결정됩니다. psophometric 필터는 지각 기관의 선택성의 주파수 응답을 반영하며 그 형태는 CCITT의 실험적 연구 및 권장 사항을 기반으로 설정됩니다. 일반적으로 장치에는 전화 및 방송 psophometric 특성을 가진 두 개의 psophometric 필터가 포함됩니다.

레벨 미터- 이것은 로그 단위(데시벨)로 눈금이 매겨진 2차 전압계입니다. 레벨 미터의 특정 입력 임피던스 값을 설정하는 기능도 있습니다. 음성 주파수 채널의 입력 및 출력 임피던스에 해당하는 600옴, 그룹 경로의 경우 150, 135 및 75옴입니다.

카자흐스탄 공화국

아비에크 대학

정보과학부

분야: "표준화 및 측정 기술"

테스트: "아날로그 전자 전압계."

완전한:

St-t gr. ZPOS-96-1

Grinev M.V.

부교수, Ph.D.

Nurmanov M.Sh.

알마티 2000

전자 아날로그 전압계를 사용한 전압 측정

전자 아날로그 전압계과정에서 다루는 전자 측정 기기의 첫 번째 예입니다. 그 중에는 직접 변환 전압계와 비교 전압계가 있습니다. 직접 변환 및 비교를 위해 아날로그 전압계의 작동 원리, 구조 다이어그램 및 주요 기능 단위를 고려하십시오.

아날로그 직접 변환 전압계

전자 아날로그 직접 변환 전압계의 블록 다이어그램은 그림의 일반적인 다이어그램에 해당합니다. 2.1과 그림에서 볼 수 있듯이 3.13, 바로 일반적인 경우측정된 전압이 인가되는 입력 장치(VU)를 포함한다. 욱스, 아이유로 사용되는 아이피와 자기전기소자.

입력 장치가장 간단한 경우에는 전압계의 측정 한계가 확장되는 감쇠기 인 측정 전압의 분배기를 나타냅니다. 정확한 구분 외에 욱스, VU는 전압계의 입력 임피던스를 줄여서는 안 됩니다. 이는 반복적으로 강조된 바와 같이 방법론적 측정 오류에 영향을 미칩니다. 욱-따라서 감쇠기 형태의 VU를 사용하는 것은

쌀. 3.13. 직접 변환 아날로그 전압계의 일반화된 블록 다이어그램.

저항 및 측정 전압 변압기, 전압계의 측정 한계를 확장하는 또 다른 방법. 전자 전압계 및 기타 무선 측정 기기에 사용되는 방법입니다.

DC 전압계(V2)의 전원 공급 장치로는 DC 증폭기(UCT)가 사용되고, AC 및 펄스 전류 전압계(VZ 및 V4)에서는 검출기가 DC 증폭기 또는 AC 증폭기와 조합되어 사용됩니다. 다른 유형의 전압계 변환기는 더 복잡한 구조를 가지고 있습니다. 특히 선택적 전압계(B6)의 변환기는 신호를 감지하고 증폭하는 것 외에도 주파수 선택을 제공해야 하며 위상 민감 전압계(B5)의 변환기는 진폭뿐만 아니라 뿐만 아니라 연구 중인 신호의 위상 매개변수도 있습니다.

아날로그 DC 전압계의 블록 다이어그램은 그림의 일반화 된 회로에 해당합니다. 3.13. 이러한 전압계의 주요 기능 단위는 UPT입니다. 최신 DC 전압계는 주로 디지털 계측기로 설계되었습니다.

목적에 따라 교류 및 펄스 전류의 전압계는 IP 유형이 다른 두 가지 블록 다이어그램(그림 3.14) 중 하나에 따라 설계할 수 있습니다. 첫 번째 수정의 전압계에서 (그림 3.14, ㅏ)측정된 전압 욱스^ DC 전압으로 변환 욱스=, 그런 다음 DC 전압계로 측정됩니다. 반대로 두 번째 수정의 전압계에서는 (그림 3.14, 비)측정된 전압은 먼저 AC 증폭기에 의해 증폭된 다음 감지 및 측정됩니다. 필요한 경우 Detector와 DUT 사이에 UPT를 추가로 연결할 수 있습니다.

그림의 블록 다이어그램을 비교하면 3.14, 기능 단위의 회로 솔루션을 고려하기 전에도 두 수정의 전압계 속성에 대한 특정 결론을 도출할 수 있습니다. 특히, 측정된 전압의 주파수 범위와 관련하여 첫 번째 수정의 전압계는 두 번째 수정의 전압계와 같은 제한이 없으며 이 매개변수는 AC 증폭기의 대역폭에 따라 달라집니다. 그러나 두 번째 수정의 전압계는 감도가 높습니다. "증폭 장치" 과정에서 AC 증폭기의 도움으로 UPT의 도움을 받는 것보다 훨씬 더 높은 이득을 얻을 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 욱스^. 앰프 자체 노이즈에 의해 제한됩니다. 변화를 통해

쌀. 3.14. 교류 및 펄스 전류의 아날로그 전압계 구조도:

a - 입구에 탐지기가 있습니다. b - 입력에 AC 증폭기가 있습니다.

VU의 분배 계수와 증폭기의 이득, 측정된 전압의 범위는 두 수정의 전압계에서 클 수 있습니다.

블록 다이어그램의 감지기 유형 무화과. 3.14는 두 수정의 전압계가 진폭, rms 또는 중간 정류 전압의 전압계에 속하는지 여부를 결정합니다. 동시에 펄스 전류 전압계(B4)는 AC 증폭기에서 펄스 형태의 왜곡을 피하기 위해 첫 번째 수정의 전압계로만 설계되었습니다. 단일 및 거의 반복되지 않는 펄스의 전압을 측정할 때 다이오드 용량성 펄스 확장기를 검출기와 함께 사용하거나 디지털 전압계에 일반적으로 사용되는 펄스의 진폭-시간 변환을 사용합니다.

이제 주기적 신호의 스펙트럼 연구 및 기타 여러 경우에서 간섭 하에서 낮은 고조파 전압을 측정하는 데 사용되는 선택적 전압계의 일반적인 블록 다이어그램을 고려해 보겠습니다. 그림에서 볼 수 있듯이. 3.15에서 전압계는 기본적으로 수퍼헤테로다인 수신기이며 작동 원리는 "라디오 회로 및 신호" 과정에서 설명합니다.

입력 신호의 주파수 선택은 조정 가능한 로컬 발진기, 믹서(Cm) 및 협대역 IFA(중간 주파수 증폭기)를 사용하여 수행되며, 이는 높은 감도와 필요한 선택성을 제공합니다. 선택도가 불충분한 경우에는 2배, 경우에 따라 3배 주파수 변환을 적용할 수 있습니다. 또한 선택적 전압계에는 자동 주파수 제어 시스템과 교정기가 있어야 합니다. 교정기 -모범적 인

튜닝 중 국부 발진기 전압의 변화, 전압계 노드의 전달 계수의 변화, 영향으로 인한 체계적인 오류를 제거 할 수있는 특정 수준의 교류 전압 소스 (발전기) 외부 요인등. 전압계의 교정은 스위치 P가 위치 1에서 위치로 설정될 때 측정 전에 수행됩니다. 2.

쌀. 3.15. 선택적 전압계의 블록 다이어그램.

결론적으로, 하나의 장치에서 직접 및 교류 전압 측정 기능을 결합하고 추가 기능 장치와 적절한 스위칭(정류 장치와 유사)을 사용하여 범용 전압계라고 하는 결합 장치를 형성하는 것이 어렵지 않습니다. 나7). 일반적으로 이러한 전압계의 최신 유형은 디지털 계측기로 설계되어 기능을 더욱 확장하고 정확도를 향상시킬 수 있습니다. 이와 관련하여 동료의 작업에서 범용 전압계의 구조 다이어그램을 구성하는 기능을 고려할 것입니다.

아날로그 비교 전압계

쌀. 3.16. 전위차계 회로 측정.

전자 아날로그 비교 전압계는 대부분 비교 방법의 가장 일반적인 수정인 제로 방법을 구현합니다. 따라서 그들은 종종 호출됩니다 보상전압계. 직접 변환 전압계와 비교할 때 이들은 더 복잡하지만 앞에서 강조했듯이 더 정확한 계측기입니다. 또한, 그림의 다이어그램에서 2.2 보상 순간 DX=0이고 장치가 소스에서 전력을 소비하지 않는다는 것을 알 수 있습니다. 엑스.보상 전압계와 관련하여 이는 전압뿐만 아니라 저전력 소스의 EMF도 측정할 수 있음을 의미합니다. 전기 라디오 측정의 실행에서 이러한 측정은 전자 보상 전압계와 전기 기계를 사용하여 수행됩니다. EMF 및 전압을 측정할 때 제로 방법을 사용하는 방법을 설명하기 위해 먼저 그림 1에 표시된 전기 기계식 DC 보상기의 고전적인 회로를 살펴보겠습니다. 3.16.

보정기의 주요 기능 장치 중 하나는 고정밀 가변 저항입니다. 아르 자형, EMF 측정 값이 계산되는 척도 (전)또는 전압 (욱).따라서 GOST 9245-79 측정에 따라 보정기를 호출하는 것이 일반적입니다. 전위차계. EMF의 대표적인 척도로서, 일반 요소(NE) - 전기화학적 소스, EMF (에아)매우 높은 정확도로 알려져 있습니다. 그러나 NE 커패시턴스가 작고 측정 중 장기 비교 전(욱스) 와 함께 용불가능한. 따라서 전위차계 회로는 고용량 EMF(Eo)의 보조 소스로 보완됩니다. 비교를 위해 전(욱스) 기준 저항 양단의 전압 강하가 사용됩니다. 아르 자형N.,소스에서 전류에 의해 생성 이자형에 대한-미리 설정된 작동 전류(Ip). 그래서 측정 과정 전{ 욱스) 2단계여야 한다.

첫 번째 단계에서 필요한 Ir 값이 설정됩니다. 이렇게 하려면 스위치를 위치 1로 설정하고 전위차계를 사용하십시오. Rp표시기의 제로 판독 값을 달성하고 그리고 (일반적으로 자기 전기 검류계). 그림에서 볼 수 있듯이. 3.16, 이것은 다음에 해당합니다. 지식재산권n=이자형N,즉, 일정하게 유지되어야 하는 작동 전류 Ip는 측정 프로세스 중에 값을 재현합니다. 엔.

2단계에서는 Ex(Ux)의 값을 측정한다. 이를 위해 스위치를 위치로 이동합니다. 2, 전위차계의 저항 변경 아르 자형다시 I의 0 판독값을 달성합니다. Ip = const일 때 이것은 다음에 해당합니다. 전 (욱스) = 지식재산권, 즉 원하는 값 전(유^}^. 아르 자형저울로 측정할 수 있습니다. 아르 자형.

따라서 DC 측정 전위차계의 도량형 특성은 NO, 기준 저항기, 표시기 및 소스의 매개변수에 의해 결정됩니다. 유럽 ​​연합. NE로는 포화 및 불포화 가역 갈바닉 전지가 사용되며, 양극은 수은으로, 음극은 카드뮴 아말감으로 형성된다. NE의 정확도 등급은 0.0002 ... 0.02 범위 내에서 GOST 1954-82에 의해 규제되며 전위차계 전체의 정확도 등급을 결정합니다. 전위차계 아르 자형변경시 /p의 일관성을 보장하는 특수 체계에 따라 수행됩니다. 아르 자형계산할 때 필요한 문자 수(10진수) 전(욱스). 이러한 요구 사항은 수십 년 동안 교체 및 분로가 있는 회로에 의해 충족됩니다.

측정 전위차계는 교류 전압을 측정하는 데에도 사용할 수 있습니다. 그러나 이 경우 보상 전압은 절대값뿐만 아니라 위상에서도 조정되어야 합니다. 따라서 이러한 전위차계는 더 많은 복잡한 체계직류 전위차계보다 정확도면에서 NE와 특성이 유사한 교류에 대한 모범적 측정이 없기 때문에 정확도면에서 상당히 열등합니다. 전기 무선 측정의 경우 전자 보상 전압계로 완전히 대체됩니다.

보상 전압계에서 측정된 전압(DC, AC, 펄스)은 일정한 보상 전압과 비교되며, 이는 다시 DC 전압계로 정확하게 측정되고 측정됩니다. 욱.이러한 전압계의 일반적인 블록 다이어그램이 그림에 나와 있습니다. 3.17.

그림에서 볼 수 있듯이. 3.17, 전압계의 기본은 측정 다이오드로 구성된 보상 IP입니다. Vs짐 아르 자형,일정한 보상 전압의 조정 가능한 소스 -Ek, 두 가지 안정 상태의 증폭기 및 표시기. 부재중 욱스다음을 사용하여 구현된 표시기

기능 노드는 첫 번째 안정 상태에 있고 특정 임계값에서 두 번째 상태로 들어갑니다. 측정 프로세스 욱스점진적인 증가로 감소 에크표시기가 두 번째 안정 상태에 들어갈 때까지. 의미 에크,전환 순간에 해당하는 DC 전압계로 측정되며 측정값입니다. 욱.

쌀. 3.17. 보상 전압계의 블록 다이어그램.

다른 회로 솔루션(임계 전압이 낮은 표시기, 특성이 안정적인 램프 측정 다이오드 사용 등)과 결합하여 고정밀 보상 전압계를 설계할 수 있습니다.

고려 된 계획의 단점은 설치가 필요하다는 것입니다. 그녀의수동으로. 따라서 대부분의 전압계에서 자동 보상을 제공하여 IP 회로가 복잡합니다. 욱스그리고 엑.자동 보정 전압계는 직접 판독하는 기기이며 사용하기가 더 편리합니다.

아날로그 전압계의 주요 부품

아날로그 전압계의 도량형 특성을 결정하는 주요 기능 장치의 회로 솔루션을 고려하십시오. 이러한 노드의 대부분은 다른 유형의 전자 측정 기기에 사용됩니다.

입력 장치

위에서 언급했듯이 WU는 전압계의 측정 한계를 확장하도록 설계되었습니다. 가장 간단한 경우에는 저항성(그림 3.18, a), 용량성(그림 3.18, b) 또는 결합(그림 3.18, c) 방식에 따라 만들어진 감쇠기입니다.

나머지 요구 사항을 충족하고 무엇보다 전압계의 높은 입력 저항과 최소 입력 커패시턴스를 제공하면 경우에 따라 WU 구조가 복잡해집니다. 최신 AC 전압계에서 가장 다재다능하고 자주 사용되는 VU는 블록 다이어그램이 그림에 나와 있습니다. 3.19.

이 회로의 근본적인 특징은 일정한 입력 및 출력 임피던스를 갖는 저저항 저항성 감쇠기를 사용하여 Uv의 변화입니다. 이렇게 하면 측정 정확도가 향상됩니다. 욱스~, 그러나 전압계의 높은 입력 저항을 감쇠기의 낮은 입력 임피던스로 변환할 수 있도록 VU 구조에 임피던스 변환기(PI)를 도입해야 합니다. PI로는 깊은 네거티브 피드백이 있는 전계 효과 트랜지스터의 전압 팔로워가 가장 자주 사용됩니다. 사용하여

쌀. 3.18. 전압계 감쇠기 회로:

온 저항; b - 커패시터에; c - 결합.

쌀. 3.19. 범용 입력 장치의 구조 다이어그램.

입력 전압 분배기(VDN)는 전압계의 측정 한계를 확장할 수 있는 추가 기회를 제공합니다. VDN은 고정 저항 용량 분배기입니다(그림 3.18 참조, 안에)

높은 주파수에서 전압계의 입력 저항은 감소하고 도체의 입력 커패시턴스와 인덕턴스는 공진 주파수에서 저항이 거의 0인 직렬 발진 회로를 형성합니다. 이러한 효과를 중화하기 위해 PI는 원격으로 설계되었습니다. 조사노즐 형태의 VDN.

증폭기

블록 다이어그램(그림 3.13 및 3.14, o 참조)에서 볼 수 있듯이 DC 증폭기는 자기 전기 장치의 IM을 구동하기에 충분한 전력을 제공하고 DUT의 입력 임피던스를 VU의 출력 임피던스와 일치시키거나 탐지기. UPT에는 두 가지 주요 요구 사항이 부과됩니다. 이득의 높은 일관성과 출력 값의 무시할 수 있는 변동입니다. 욱스= (드리프트 제로). 그래서 모든 것이 실용적인 계획 UPT는 NFB(deep negative feedback)가 있어 안정적인 작동과 과부하에 대한 둔감성을 보장합니다. 제로 드리프트를 방지하는 근본적인 방법은 주기적인 수정과 변환입니다. Uh=이 전압의 후속 증폭 및 정류와 함께 교류 전압으로.

AC 증폭기는 기능적 목적(그림 3.14, b 참조)에 따라 감도가 높아야 합니다. 큰 중요성높은 이득 안정성, 낮은 비선형 왜곡 및 넓은 대역폭(IF 선택적 전압계 제외). 주파수 응답을 수정하기 위한 OOS 및 링크가 있는 다단계 증폭기만이 이러한 상충되는 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 어떤 경우에는 대수 증폭기를 사용하여 데시벨 단위의 선형 눈금을 얻습니다. 작업이 전압계의 가산 오차를 최소화하는 것이라면 증폭기는 주 신호의 증폭과 가산 오차를 수정하는 신호로 2채널일 수 있습니다. 기능을 확장하기 위해 많은 전압계에는 특수 증폭기 출력이 있으며 광대역 증폭기로 사용할 수 있습니다. 또한 증폭기는 독립적인 측정 장비로 생산되어 하위 그룹 U를 형성할 수 있습니다.

DC 및 AC 증폭기는 증폭 장치 과정에서 자세히 설명합니다.

탐지기

검출기의 유형은 이미 언급했듯이 AC 전압계가 진폭, rms 또는 평균 정류 전압 전압계에 속하는지 여부를 결정합니다. 이에 따라 검출기 자체는 다음과 같이 분류됩니다. 욱스~^ 이는 검출기 출력 회로의 전류 또는 전압에 해당합니다: 피크 검출기, rms 및 평균 정류 전압 검출기; 입력 방식에 따라: 개방 및 폐쇄 DC 전압 입력이 있는 검출기;

감지 특성에 따라: 선형 및 2차 감지기.

쌀. 3.20. 피크 검출기 회로:

A - 입구가 열려 있습니다. 비-씨닫힌 입구.

피크 검출기 -출력 전압이 t/max 또는<7min (Ov또는 우리를). 피크 검출기는 선형이며 개방(그림 3.20, a) 또는 폐쇄(그림 3.20, b) DC 전압 입력을 가질 수 있습니다.

피크 검출기의 작동 원리는 구체적이며 다이오드를 통해 커패시터 C를 충전하는 것으로 구성됩니다. V최대(피크)값까지 Ux~ , 그런 다음 방전 시간 상수 C(통해 아르 자형) 충전 시간 상수보다 훨씬 큽니다. 스위칭 극성 V Ux= 일치를 정의하거나 유맥스(유안에),또는 Umin(Un) 및 가능한 맥동 U 엑스=체인으로 부드럽게 RF, SF. 검출기에 열린 입력이 있으면 U 엑스=합 U에 의해 결정되고 유안에(유N),즉, Umax(Umin)에 해당 입구 U가 닫힌 경우 엑스=해당 유안에(유N).만약에 욱스~ 상수 구성 요소를 포함하지 않으면 그림에 표시된 회로가 나타납니다. 3.20, a, b는 동일하고 U 엑스=해당 음. 어떤 경우에는 전압이 두 배가 되는 전파 피크 검출기가 사용되어 전압 피크 대 피크 값을 직접 측정할 수 있습니다.

피크 검출기의 본질적인 이점은 큰 입력 임피던스( 아르 자형/2 그림의 회로에 대해. 3.20, ㅏ그리고 아르 자형/3- 그림의 회로에 대해. 3.20, 비)다른 유형의 검출기에 비해 최고의 주파수 특성. 따라서 피크 검출기는 외부 프로브 형태의 VU와 함께 구조적으로 설계된 첫 번째 수정 (그림 3.14, o 참조)의 전압계에서 가장 자주 사용됩니다. 이 경우 프로브를 장치에 연결하는 케이블이 전송합니다. 욱스=.

RMS 검출기 -에 비례하는 AC-DC 변환기(전압)입니다. 유 2 ck. 이 경우 감지 특성은 2차여야 하며 켜져 있을 때입니다. U-인 경우 개방 입력이 있는 검출기가 필요합니다. 최신 유형의 전압계에서는 주로 열전 전류계 변환기와 유사한 열 변환기가 있는 2차 검출기가 사용됩니다. 앞서 언급한 바와 같이 이들의 주요 단점은 계측기 스케일의 2차 특성입니다. 전압계에서는 그림 1과 같이 두 개(또는 그 이상)의 열 변환기를 켜기 위한 차동 회로를 사용하여 이러한 단점을 제거합니다. 3.21.

쌀. 3.21. RMS 전압 검출기의 구조도.

측정된 전압이 열 변환기 TP1에 인가될 때 유엑스~(3.26) U 1 =k t U 2 sk와 유사하게 출력 전압 TP1.

TP1 외에도 회로에는 TP1의 반대편에 연결된 두 번째 열 변환기 TP2가 있습니다. TP2에는 피드백 전압이 인가되므로

출력 전압 유 2 == k t BU 2 3 .

따라서 UPT의 입력에는 결과 전압이 있습니다.

유 1 - 유 2 = kt(U2sc - BU23)

무엇을

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

구성표 매개변수를 선택하면

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

그럼 마침내 유 3 º 유ck, 즉, DUT 스케일이 균일합니다.

평균 정류값 검출기 -이것은 Usv에 비례하는 교류 전압을 직류로 변환하는 변환기입니다. 개략적으로 정류기 전류계 분석에서 고려되는 전파 반도체 정류기를 기반으로 합니다(§ 3.4.1 참조). 그러나 이러한 검출기 특성의 선형성이 더 좋을수록 유엑스~(작은 욱스~ 검출기는 2차가 됩니다). 따라서 평균 정류 값의 검출기는 일반적으로 두 번째 수정의 전압계에 사용됩니다 (그림 3.14, b).