Электротехника \ Измерительные приборы в электрических измерениях

Входные преобразователи. Обработка сигнала, страница 22


По определению, коэффициент ослабления равен величине, обратной коэффициенту передачи. При измерениях напряжения требуется большая величина |Zі| и поэтому значение Rі, измерительной системы должно быть велико. Вследствие этого (паразитная) входная емкость Ct (включенная параллельно R) может значительно уменьшить |Zі |, особенно на высоких частотах. Мы же хотим выполнить ослабление, которое не зависит от частоты входного сигнала. Достичь этого можно, шунтируя включаемое последовательно сопротивление Rs конденсатором Сг такой емкости, чтобы выполнялось равенство: RsCs =RіСі. Тогда коэффициент ослабления будет равен и не будет зависеть от частоты. Включение конденсатора Сs , называется частотной коррекцией аттенюатора. Такая коррекция применяется, например, в щупах с делителем напряжения для осциллографов.


Для измерения тока значение Zі , должно быть малым. При малой величине сопротивления Rt зависимость коэффициента ослабления от частоты является, главным образом, результатом присутствия паразитной индуктивности Lі включенной последовательно с резистором Rі. Эту частотную зависимость можно устранить, включив последовательно с Rp такую индуктивность Lp , чтобы выполнялось равенство


Теперь ослабленииие   постоянно для всех частот и равно

Шунтирующий резистор (со встроенной частотной коррекцией) применяется для расширения динамического диапазона приборов, предназначенных для измерения тока.

Метод ослабления сигнала с использованием входного импеданса измерительного прибора, является простым и дешевым. К его достоинствам относится то, что при ослаблении напряжений входной импеданс увеличивается, а при ослаблении токов он уменьшается, при этом снижается нагрузка на измеряемый объект измерения. Однако недостатком является не всегда точно известная величина входного импеданса Zi, что приводит к уменьшению точности измерения. Кроме того, используя этот метод, трудно реализовать большой коэффициент


3.3 Обработка сигнала    

ослабления, поскольку это потребовало бы очень больших значений последовательного импеданса и очень малых значений параллельного импеданса. Поэтому для точного ослабления и сильного ослабления сигнала используются отдельные схемы аттенюаторов.

Делители напряжения

Аттенюатор, включенный между (низкоимпедансным) источником напряжения и высокоимпедансным входом прибора, обычно называется делителем напряжения. Выражения «низкий» и «высокий» импеданс следует рассматривать относительно входного и выходного импедансов схемы делителя напряжения. Если условия для импедансов не удовлетворены, то появится ошибка, которая может быть больше, чем неточность самого делителя напряжения.

На рис. 3.24 показан простой потенциометр, используемый в качестве делителя напряжения. Если потенциометр не нагружен, то коэффициент передачи напряжения равен . Если однако, выход нагружен, то коэффициент передачи , уже не будет линейной функцией положения подвижного контакта. Когда требуется установить точное значение коэффициента ослабления, потенциометр обычно не годится, поскольку резистивная пленка или высокоомный провод потенциометра значительно изнашиваются в течение срока службы потенциометра. В качестве примера приведем параметры проволочного десятиоборотного потенциометра: диапазон изменения сопротивления от 100 Ом до 100 кОм, нелинейность 10-3 (без нагрузки), разрешение 103 — 104.

Рис. 3.24 (а) Применение потенциометра в качестве делителя напряжения. (b) Резисторная декада с пошаговым переключением в качестве делителя напряжения.

Для точного регулируемого деления напряжения применяются несколько резисторных декад с пошаговым переключением. Если сопротивление резисторов увеличивается с коэффициентом 10, то аттенюатор называют декадной резисторной сборкой (см. рис. 3.24(Ь)). Самое слабое место таких резисторных сборок связано с переключателями. Их контактное сопротивление должно быть очень малым,

Скачать файл