Основы метрологического обеспечения. Краткий исторический обзор развития метрологии. Нормативные документы, регламентирующие метрологическое обеспечение, страница 17

Так как в момент равновесия ток в цепи нуль – индикатора отсутствует, то можно считать, что входное сопротивление компенсатора со стороны измеряемого напряжения равно бесконечности. Отсюда следует одно из основных достоинств измерения постоянного напряжения методом сравнения с эталонной мерой это - отсутствие потребления электрической энергии от объекта измерения, то есть возможность измерения ЭДС.

7. 2. Влияние параметров (частоты) сигнала на результат измерения

Как было отмечено выше включение амперметра приводит к увеличению сопротивления электрической ветви, а подключение вольтметра, наоборот,  - к уменьшению сопротивления участка цепи, на котором измеряется напряжение.

Чем больше внутреннее сопротивление амперметра и меньше сопротивление вольтметра, тем большая методическая погрешность вносится прибором в результат измерения. Поэтому для измерения сигнала в виде постоянного тока влияние измерительного прибора на электрическую цепь можно учесть, представив его в виде активного сопротивления R_A.

Для измерения сигналов в виде токов промышленной частоты влияние средств измерения тока и напряжения можно учесть, если измерительный прибор представить (рис. 7.1) в виде комплексного сопротивления с выделением его активной R_A и индуктивной L_A составляющей.

Z = R_A + jωL_A,               

где ω = 2πf, f – промышленная частота.

Рис. 7.1. Эквивалентная схема измерительного прибора для учета его влияния на измеряемую электрическую цепь переменного тока промышленной частоты

Для токов звуковой частоты влияние средств измерения тока и напряжения можно учесть, если измерительный прибор представить в виде эквивалентной схемы, изображенной на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Эквивалентная схема измерительного прибора для учета его влияния на измеряемую электрическую цепь переменного тока звуковой частоты

На рис. 7.2 обозначено: С_А, С₁ и С₂ – электрическая ёмкость между входными зажимами и ёмкости первого и второго зажимов относительно корпуса прибора.

Из анализа рис. 7.2 следует, что в эквивалентной схеме измерительного прибора, представляющего собой по сути колебательный контур, возможно возникновение явление резонанса как токов, так и напряжений.

Расширение пределов измерения амперметров и вольтметров для измерения токов звуковой частоты можно достичь, если измерительный прибор подключить к той клемме измеряемой цепи, которая соединена с нулевой заземленной шиной, что проиллюстрировано на рис. 7.3.

Рис. 7.3. Электрическая схема подключения амперметра для расширения предела измерения переменного тока звуковой частоты

При измерении напряжения и токов высоких и очень высоких частот существенное влияние на работу измеряемого высокочастотного канала оказывает степень согласования волнового сопротивления измеряемого канала и измерительного прибора. Для расширения пределов измерения амперметров и вольтметров, работающих в цепях высоких и очень высоких частот, необходимо согласовать их волновое сопротивление с волновым сопротивлением цепи так, чтобы сформировался режим бегущей волны. При неполном согласовании волновых сопротивлений в измеряемой цепи возникает отраженная волна. В результате наложения падающей (прямой) и отраженной волн в измеряемой цепи устанавливается режим смешанных волн, при котором среднеквадратичные (действующие) значения тока и напряжения () изменяются волнообразно. Поэтому в зависимости от места включения измерительных приборов будут разные показания, что ограничивает пределы измерения тока и напряжения высоких и сверх высоких частот.

7.3 Принцип построения функциональной схемы электронного вольтметра

В схемах электроники с маломощными цепями применение электромеханических измерительных приборов ограничено из-за недостаточно большого их внутреннего (входного) сопротивления.