Измерение уровня напряжений радиотехнических сигналов: Руководство к лабораторной работе, страница 12

а)	б)	в)
г)	д)	е)

Приложение 1

Замечания по выбору вольтметров

и особенностям измерения параметров напряжения

1. Необходимая априорная информация

Выбирая вольтметр, прежде всего, необходимо выяснить вид исследуемого напряжения: постоянное, переменное (гармоническое или сложной формы), импульсное (периодическая последовательность импульсов или одиночный импульс, прямоугольной или другой формы и т.д.).

Во-вторых, нужно определить, какой параметр переменного напряжения требуется измерить, в каких приблизительно границах лежат возможные его значения и какова допускаемая погрешность измерения.

Наконец, необходимо иметь представление и об неинформативных параметрах (не измеряемых в данном случае) исследуемого напряжения и его источника:

- параметры выходной цепи источника исследуемого напряжения;

- частота "гармонического" напряжения и его коэффициент гармоник (идеально гармонических напряжений не бывает, а погрешность вольтметра зависит от степени его не гармоничности);

- коэффициент пиковости не гармонического напряжения;

- длительность импульса и скважность (коэффициент заполнения) периодической последовательности импульсного напряжения, а также коэффициент его пиковости (если измеряется среднеквадратическое отклонение этого импульсного напряжения).

Знание измеряемого параметра, его возможного значения и допускаемой погрешности измерения позволяет сформулировать требования к назначению, диапазону и точности вольтметра.

Знание параметров выходной цепи источника исследуемого напряжения позволяет сформулировать требования к параметрам входной цепи вольтметра: входному активному сопротивлению и входной емкости (подключение любого измерительного прибора к объекту исследования, в том числе и вольтметра к источнику исследуемого напряжения, не должно существенно влиять на режим работы объекта и, особенно, на значение измеряемого параметра).

Знание формы напряжения и ее параметров позволяет сформулировать требования к типу детектора, используемому в вольтметре и параметру, в котором должен быть проградуирована шкала этого вольтметра.

Очевидно, что чем более полной является априорная информация (информация, полученная до измерения) об объекте исследования, тем легче решить поставленную измерительную задачу.

2. Рекомендации по выбору типа детектора, используемого в вольтметре

Для измерения постоянного напряжения выбираются вольтметры из подгрупп В2 (вольтметры постоянного напряжения) или В7 (универсальные вольтметры).

Для измерения параметров переменного напряжения выбираются вольтметры из подгрупп В3 (вольтметры переменного напряжения) или В7. Следует помнить, что в этих вольтметрах могут использоваться различные детекторы - преобразователи переменного напряжения в постоянное (1, с. 265–278).

Большинство вольтметров подгрупп В3 и В7 рассчитаны на измерение только СКО гармонического напряжения. В этих вольтметрах могут быть применены разные детекторы (детектор пикового отклонения – пиковый, детектор средневыпрямленного отклонения – выпрямительный и детектор среднеквадратического отклонения – квадратичный). Так как фактически измеряемый параметр исследуемого напряжения определяется типом детектора, а проградуирован вольтметр в СКО гармонического напряжения, то только при квадратичном детекторе вольтметр "что измерил, то и показывает". Вольтметры же с пиковым или выпрямительным детекторами "пересчитывают" фактически измеренный параметр в СКО гармонического напряжения. Например, вольтметр с пиковым детектором измеряет пиковое отклонение входного напряжения, а показывает число в  раз меньшее, т.к. предполагается, что на входе вольтметра напряжение гармоническое, у которого амплитуда в  больше, чем СКО. Вольтметр с выпрямительным детектором измеряет средневыпрямленное отклонение, а показывает число в  раз большее (именно во столько раз среднеквадратическое отклонение гармонического напряжения больше его средневыпрямленного отклонения). Однако, идеально гармонических напряжений не бывает, поэтому в технических описаниях вольтметров с не квадратичными детекторами приводятся значения допускаемых коэффициентов гармоник К_г доп. Должно выполняться условие К_г   К_г доп, где  К_г – коэффициент гармоник исследуемого напряжения. В противном случае не гарантируется точность измерения, приведенная в технических характеристиках вольтметра.