Измерение уровня напряжений радиотехнических сигналов: Руководство к лабораторной работе, страница 13

Если необходимо измерить СКО периодического негармонического напряжения то надо выбрать вольтметр, в котором используется квадратичный детектор. Погрешность измерения СКО такими вольтметрами зависит не от формы исследуемого напряжения, а от других его параметров – полосы частот амплитудного спектра и др. Например, вольтметром с квадратичным детектором можно измерять СКО шумового напряжения, о форме реализации которого часто вообще трудно что-либо знать. В лабораторном практикуме используются вольтметры с квадратичным детектором:  В3‑40, В3‑57, В7‑40.

Важно также запомнить, что вольтметры подгрупп В3 и В7 всегда градуируются в значениях СКО гармонического напряжения независимо от типа детектора, поэтому всеми ими можно измерять СКО гармонического напряжения, а затем вычислить, например, его амплитуду или средневыпрямленное отклонение.

Если вольтметр подгрупп В3 и В7 содержит выпрямительный или пиковый детектор, то им можно измерять только гармоническое напряжение, так как в его технических характеристиках приводятся погрешности измерения только гармонического напряжения. Т.е., зная форму исследуемого не гармонического напряжения и устройство вольметра, можно пересчитать показание такого вольтметра в значение требуемого параметра, но его погрешность при таком измерении останется не известной (нет данных о погрешности работы детектора по напряжению не гармонической формы). Поэтому при исследовании не гармонических напряжений необходимо выбирать вольтметр, метрологически аттестованный для этого напряжения. Как уже было сказано выше, если исследуемое напряжение не гармоническое, то его СКО можно измерять только вольтметром с квадратичным детектором, т.к. их метрологические характеристики напрямую с формой сигнала обычно не связаны. Ограничения на свойства исследуемого напряжения в этом случае сводятся обычно к полосе частот, в которой должны располагаться его спектральные составляющие, и не превышению допускаемого значения коэффициента пиковости Кп – отношения пикового отклонения к среднеквадратическому отклонению.

3. Рекомендации по подключению к объекту исследования.

При выполнении измерений весьма важно правильно подключить вольтметр к объекту исследования. Надо стремиться к тому, чтобы соединительные проводники были короткими. Чем выше частота измеряемого напряжения, тем, при прочих равных условиях, больше будет погрешность измерения, обусловленная  влиянием соединительных проводников. Поэтому при измерении напряжений высоких и особенно сверхвысоких частот надо обходиться без соединительных проводников, присоединяя вход выносной головки (пробника) вольтметра непосредственно к точкам цепи, между которыми требуется измерить напряжение.

Важно также, чтобы во всей полосе частот спектральных составляющих модуль входного сопротивления вольтметра был существенно больше модуля выходного сопротивления источника исследуемого напряжения, иначе возникнет погрешность взаимовлияния, которую всегда должен оценивать только экспериментатор (в технических данных вольтметров обычно не приводятся ограничения на выходное сопротивления источника напряжения: изготовители указывают погрешность измерения напряжения непосредственно на входных клеммах вольтметра, а насколько оно соответствует напряжению, которое нужно было измерить – решать должен экспериментатор).

Приложение 2

Краткие технические характеристики вольтметров

Вольтметры В7‑38,  В7‑40

в режимах измерения постоянного напряжения и тока

1. Вольтметры обеспечивают измерение постоянного напряжения положительной и отрицательной полярностей от 100 мкВ до 1000 В и имеют пределы измерений:

В7‑38   –    200 мВ; 2; 20; 200 и 1000 В;

В7‑40   –    200 мВ; 2; 20; 200 и 2000 В.

2. Модуль основной относительной погрешности измерения постоянного напряжения не превышает значения, вычисленного по формуле