9zip.ru Инструкции О вольтметрах

Под большими напряжениями следует понимать напряжения, превышающие, грубо говоря, 200-500 в Измерение таких напряжений непосредственно ламповыми вольтметрами затрудняется из-за возможности пробоя лампы и явлений утечки. Поэтому при измерении больших напряжений пользуются делителями напряжения, включаемыми между источником измеряемого напряжения и ламповым вольтметром.

Делители делятся на ёмкостные и активные. Однако в случае активного делителя необходимо учитывать и емкости сопротивлений, образующих его, вследствие этого делитель получается ёмкостно-активным, и коэффициент деления напряжения оказывается зависящим от частоты.

До недавнего времени для измерения напряжений применяли мед-нозакисные (купроксные) детекторы, за последние годы всё шире используют германиевые и в некоторой степени кремниевые детекторы.

Как следует из вольтамперных характеристик, ток обратного направления для купрокса значителен уже при малых напряжениях, для германия он значительно меньше и очень мал для кремния. В связи с этим не следует допускать, чтобы обратное напряжение на купроксе превышало примерно 1—2 в. Точно так же для германия и кремния, используемых для измерительных целей, обратное напряжение должно быть значительно меньше предельного значения обратного напряжения, при котором наступает пробой детектора.

Серьезным недостатком полупроводниковых детекторов является зависимость их свойств от температуры. С возрастанием температуры сопротивление детектора в области запирания уменьшается более значительно, чем в области пропускания, вследствие чего выпрямительные свойства детектора ухудшаются. Это особенно сильно проявляется в случае купроксного детектора, что приводит к необходимости применять в купроксных приборах специальные устройства для компенсации влияния температуры.

Другим серьёзным недостатком полупроводниковых детекторов является их собственная ёмкость, величина которой зависит от температуры, частоты и, прежде всего, от напряжения, приложенного к детектору; эта ёмкость ограничивает рабочий диапазон частот полупроводниковых детекторов. Особенно велика собственная ёмкость у купроксных детекторов, у которых она составляет примерно 0,02 мкф на 1 см2 контактной поверхности Вследствие этого купроксные вольтметры применяются исключительно в области звуковых частот (примерно до 20 кгц), причём приходится применять специальные меры для компенсации влияния частоты. За последнее время даже в области измерений на звуковых частотах купроксы вытесняются германиевыми детекторами, у которых собственная ёмкость равна примерно 1 пф. Это даёт возможность использовать их, так же как и кремниевые детекторы (собственная ёмкость которых также порядка 1 пф), на значительно более высоких частотах.

Недостатком купроксов является также зависимость их выпрямительных свойств от времени (явление старения). Кроме того, полупроводниковые детекторы отличаются значительным разбросом характеристик, что сильно затрудняет подбор.

Германиевый и кремниевый детекторы имеют ряд преимуществ перед диодными (и купроксными): время пролёта электронов в них ничтожно по сравнению с временем пролёта в диодах, габариты их очень малы (длина 10—15 мм, диаметр 5—6 мм), они реагируют на значительно меньшие напряжения, чем диоды; у них отсутствует начальный ток, напряжение пробоя у них значительно больше, чем у купроксов; они не требуют источника питания.

При осуществлении вольтметра с автоматическим смещением с закрытым входом на германиевом детекторе входное активное сопротивление при частоте 100 Мгц равно примерно 100 ком. Диодный детектор при этой частоте имеет значительно меньшее сопротивление, что объясняется большим временем пролёта электронов.

Оптимальные пределы измерений с германиевыми детекторами лежат примерно в диапазоне от 0,1 до 2 в. Режимами детектирования, используемыми в вольтметрах с полупроводниковыми детекторами, являются режимы В и С. Детектирование режима В используется для измерения как тока, так и напряжения. Наиболее часто при этом используются схемы соединения детекторов, где используется однополупериодное выпрямление; второй детектор обеспечивает протекание тока и во второй полупериод, сохраняя тем самым сопротивление измерительной цепи в течение обоих полупериодов одинаковым, и устраняет опасность, пробоя первого детектора. В других схемах используется двухполупериодное выпрямление.

Описанные выше вольтметры режима В даже при использовании германиевых детекторов работают примерно до частоты 20 кгц. Эта граница обусловливается не только собственной ёмкостью детектора, но и влиянием ёмкостей сопротивлений, входящих в схему вольтметра, и индуктивности магнитоэлектрического прибора

Значительно более широкую полосу частот имеют вольтметры с полупроводниковыми детекторами (германиевыми) режима С, определяющими пиковое значение измеряемой величины. Так как
при детектировании С получается постоянный ток практически без пульсаций, то индуктивность магнитоэлектрического прибора и емкость всех сопротивлений, находящихся в цепи постоянного тока, не оказывает влияния на частотную характеристику измерительного устройства. Влияние подводящих проводов устраняют, помещая детекторную часть вольтметра в выносной пробник.

Практически верхняя частотная граница для подобных вольтметров лежит в области 500—1000 Мгц.

Вольтметры с полупроводниковыми детекторами градуируются в действующих значениях синусоидальною напряжения. Реагируют же они на среднее (режим В) или пиковое (режим С) значение напряжения. Всё сказанное выше относительно погрешностей ламповых вольтметров режимов В и С при измерении несинусоидальных напряжений относится и к аналогичным вольтметрам на полупроводниковых детекторах.

Ламповые и полупроводниковые вольтметры градуируют обычно на частоте 50 гц, если показания их не зависят от частоты в широком диапазоне. Если вольтметр не удовлетворяет этому условию, то его градуируют на средней частоте рабочею диапазона частот. В тех же случаях, когда требуется более точная градуировка. её производят на рабочей частоте.

Понравилась статья? Кащей говорит: поделись с друзьями!