Поверка цифрового вольтметра Щ-304 (стр. 1 из 3)

Введение.

Измерение тока и напряжения являются основными при исследовании различных устройств и при контроле их работы. Однако, в радиотехнике преобладающее значение имеет измерение напряжения, а к измерению токов прибегают в довольно редких случаях. Это обусловлено тем, что для описания работы различных радиотехнических устройств используют преимущественно напряжение , а не токи, и экспериментально приходиться измерять эти напряжения. Измерение напряжений в электронных схемах отличаются от подобных измерений в электрических цепях, что объясняется специфическими особенностями электрических сигналов, используемых в электронике и радиотехнике:

- исключительно широкой областью частот – от постоянных до СВЧ (2Ггц);

- большой диапазон измеряемых значений напряжений – от долей микровольта до десятков киловольт;

- малой мощностью источника напряжений.

Измеряют напряжение в электронных и радиотехнических устройствах преимущественно электронными вольтметрами.

Классифицировать электронные вольтметры можно по различным признакам:

- по видам, т.е. по назначению – постоянного тока, переменного тока, импульсного тока, фазочувствительные, селективные, универсальные;

- по типу отсчетного устройства – аналоговые и цифровые;

- по методу измерения – прямого сравнения с мерой и нулевые (компенсационные);

- по измеряемому параметру напряжения – пиковые (амплитудные, среднеквадратического и средневыпрямленного значения;

- по частотному диапазону – НЧ, ВЧ, СВЧ и широкодиапазонные;

- по схеме входа – с открытым и закрытым входом.

При рассмотрении электронных вольтметров, прежде всего, будем делить всю совокупность этих приборов на две большие группы: аналоговые и цифровые. Цифровые вольтметры широко распространены в технике измерения напряжений постоянного и переменного тока. это объясняется многими их достоинствами: высокой точностью, широким диапазоном измерений при высокой чувствительности, отсчетом в цифровой форме, автоматическими выборами пределов и полярности, относительной простотой осуществления документальной регистрации показаний, возможностью получения результатов наблюдений в форме удобной для ввода в ЭВМ, возможностью выхода на интерфейсную шину и включения в состав измерительно-вычислительного комплекса.

Основные недостатки цифровых вольтметров: сложность схемы, более высокая стоимость и меньшая надежность, чем у аналоговых, большие габариты. Однако, достижения в области микроэлектроники способствуют устранению или уменьшению этих недостатков.

При измерении напряжения постоянного тока определяют его значение. Целью измерения напряжения переменного тока является, как правило, нахождение значения какого-либо его параметра. Напряжение переменного тока характеризуют четырьмя основными параметрами: пиковым, средним, средневыпрямленных и среднеквадратическим значениями.

Пиковое значение Um (амплитудное – для синусоидальных сигналов) – наибольшее мгновенное значение напряжение за время измерения (или за период, при разнополярных, несимметричных кривых напряжения различают положительное и отрицательное пиковые значения).

Среднее значение за время измерения (или за период) это – постоянная составляющая напряжения:

U0=

Средневыпрямленное значение –это среднее значение модуля напряжения :

Uсрв=

Среднеквадратическое значение напряжения :

U=

Каждому закону изменения напряжения соответствует определенные количественные соотношения между Um , Uсрв и U. Эти соотношения оценивают коэффициентами амплитуды

Ка = и формы Кф= . Так для гармонического сигнала Ка=1.41; Кф=1.11 . Следовательно :

U=

0.707 ; Uсрв= 0.637Um

Основные технические данные цифрового вольтметра Щ-304.

1. Пределы измерений, входные сопротивления Rвх на постоянном токе, пределы допускаемой основной погрешности

од в расширенной до 120% области измерений на всех пределах указаны в таблице №1.

2. Класс точности прибора 0.05

3. Пределы допускаемой дополнительной погрешности, вызванной изменением температуры окружающего воздуха от нормальной, до любой температуры в пределах от 10 до 35 градусов по Цельсию, равен пределу допускаемой основной погрешности

од на каждые 10 градусов изменения температуры.

4. Прибор удовлетворяет требования п.2 в части пределов допускаемой основной погрешности , при изменении напряжений питания от 187V до 242V.

Таблица №1

Верхний предел диапазона измерений	од, %	Входное сопротивление Rвх, M
1 mv
10 mv
100 mv
1 V
10 V
100 V
500 V

Примечание. Uk –верхний предел;

Ux –показания прибора.

5. Дополнительная погрешность прибора, вызванная воздействием внешнего магнитного поля с индукцией 0.4

, синусоидально изменяющееся во времени с частотой сети питания, не превышает половины предела допускаемой основной погрешности.

6. Прибор Щ-304 выдерживает в течении 1 min напряжение, равное конечному значению ближайшего диапазона измерения, на всех диапазонах с индикацией перегрузки на табло прибора значения “12000”, кроме предела 500V. На пределе 500V допускается воздействие в течении 1 min напряжения 600V. Прибор Щ-304 выдерживает в течении 1 min напряжение равное 1.5 конечного значения диапазона измерений, и десятикратную перегрузку в течении 10S на пределе 1V.

7. Полярность измеряемого напряжения определяется автоматически.

8. Прибор имеет автоматический и внешний запуск.

9. Отсчет результата измерения производится по отсчетному устройству, индицирующему:

-полярность измеряемого напряжения ;

-пять цифр отсчета;

-десятичную запятую (точку).

Прибор сохраняет результат измерений до ввода новой информации.

10. Коэффициент ослабления внешней помехи не хуже:

60 dB –для помехи нормального вида, представляющей собой напряжение частоты питающей сети , приложенное ко входу прибора, величиной не более 100% от предела измерений при отсутствии входного сигнала постоянного тока и не более 20% от предела измерений при входном сигнале, равном пределу измерений;

80 dB –для помехи общего вида, представляющей собой напряжение частоты питающей сети, приложенной ко входу прибора относительно корпуса при несимметрии входа 1K

; 120 dB –для помехи общего вида, представляющей собой напряжение постоянного тока, приложенное ко входу прибора относительно корпуса при несимметрии входа 1K .

11. Периодичность ручной калибровки не менее 8часов на всех

нулей на пределе 1mV - 0,5 часа в течении первых двух часов после установления рабочего режима и 1 час при последующей работе без выключения, на пределе 10 mV –8 часов, на остальных пределах – 24 часа.

Устройство и работа цифрового вольтметра Щ-304

1. Структурная схема прибора приведена на рисунке ниже .