Універсальний вольтметр В7-26

Зміст

Введення

Електронні вольтметри (ЕВ) складають найбільш велику групу електронних приладів. Основне їх призначення - вимірювання напруги в ланцюгах постійного і змінного струму в широкому діапазоні частот.

Електронні вольтметри постійного струму складаються з дільника вхідної напруги, підсилювача постійного струму, магнітоелектричного мікроамперметра. Діапазон вимірювання 100 мВ ... 1000 В.

Структурна схема ЕВ змінного струму може мати 2 види:

• Випрямляч, підсилювач постійного струму, магнітоелектричний ІМ;

• підсилювач змінного струму, випрямляч, магнітоелектричний ІМ.

Електронні вольтметри, виконані за першою схемою, мають меншу чутливість, меншу точність, тому що при низьких напругах випрямлячі погано працюють, але мають більш широкий частотний діапазон - від 10 Гц до (100 ... 700) МГц. За такою схемою зазвичай виконуються універсальні вольтметри змінного і постійного струму. Нижня межа вимірювання таких вольтметрів обмежується порогом чутливості випрямляча і становить звичайно 0,1 ... 0,2 В.

Електронні вольтметри, виконані за другою схемою, більш чутливі, але мають більш вузький частотний діапазон (до 50 МГц), який обмежується підсилювачем змінного струму.

Електронні вольтметри середнього значення служать для вимірювання відносно високих напруг. Такий вольтметр може бути виконаний за другою схемою з використанням в якості випрямляча напівпровідникового діодного моста. Діапазон виміру: за частотою - від 10 Гц до 10 МГц; по напрузі - від 1 мВ до 300 В.

Амплітудний ЕВ або діод-конденсаторний виконується за першою схемою з використанням перетворювача пікового значення. Показання такого ЕВ пропорційні амплітудному значенням вимірюваної напруги. Діапазони виміру: за частотою - від 20 Гц до 1000 МГц; по напрузі - від 100 мВ до 1000 В. Вхідний опір - від 100 кОм до 5 Мом.

Електронні вольтметри діючого значення - це прилади, в яких перетворювач виконується на елементах з квадратичною вольт-амперної характеристикою (ВАХ). Діапазони виміру: за частотою - від 20 Гц до 50 МГц, по напрузі - від 1 мВ до 1000 В.

Електронний омметр представляє собою електронний вольтметр постійного струму, що має вимірювальну схему, перетворюючу вимірюваний опір в пропорційне йому постійну напругу. Діапазон вимірювання цих приладів від 10 Ом до 1000 МОм.

1. Призначення

Вольтметр універсальний В7 - 26 відноситься до класу електронних вольтметрів і призначений для вимірювання постійного, змінного синусоїдального напруги та опору постійному струму в лабораторних і цехових умовах.

Робочі умови експлуатації:

• температура навколишнього повітря від - 10 до + 40 ⁰ С;

• відносна вологість до 80% при температурі повітря +25 ⁰ С;

• живлення приладу від мережі змінного струму напругою 220 В частотою 50 Гц.

2. Технічні дані

2.1. Діапазон вимірюваних приладом постійних напруг від 10 мВ до 300 В перекривається піддіапазону з верхніми межами 0,1; 0,3; 1; 3; 10; 30; 100 і 300 В.

Застосуванням зовнішнього дільника ДН-518 забезпечується вимір напруг до 1000 В.

2.2. Діапазон вимірюваних приладом змінних напружень по низькочастотному входу від 200 мВ до 300 В перекривається піддіапазону з верхніми межами 1, 3, 10, 30, 100 і 300 В в області частот від 20 Гц до 20 кГц. Застосуванням зовнішнього дільника ДН-518 в області частот від 20 Гц до 3 кГц забезпечується вимір напруг до 1000В.

2.3. Діапазон вимірюваних приладом змінних напруг по високочастотному входу від 200мВ до 100 В перекривається піддіапазону з верхніми межами 1, 3, 10, 30 і 100 В в області частот від 1 кГц до 1000 МГц. Застосуванням зовнішнього дільника ДН-519 в області частот від 3 кГц до 300 МГц забезпечується вимір напруг до 1000 В.

2.4. Діапазон вимірюваних приладом опорів постійному струму від 10 Ом до 1000 МОм перекривається піддіапазону з середньою відміткою 100 Ом; 1; 10; 100 кОм; 1; 10; 100 МОм.

2.5. Межа наведеної основної похибки приладу при вимірюванні постійної напруги, виражена у відсотках від кінцевого значення встановленого піддіапазону, не перевищує ± 2,5% на піддіапазонах з верхніми межами 0,1 - 300 В і ± 4,0% з застосуванням зовнішнього дільника ДН- 518.

2.6. Межа наведеної основної похибки приладу при вимірюванні змінної напруги, виражена у відсотках від кінцевого значення встановленого піддіапазону, не перевищує значень, зазначених у табл. 1 і 2.

2.7. Межа основної похибки приладу при зміні опору постійному струму, виражена у відсотках від довжини робочої частини шкали, не перевищує ± 2,5%. Довжина робочої частини шкали 68 мм.

Таблиця 1.

Межа наведеної основної похибки на низькочастотному вході

Таблиця 2.

Межа наведеної основної похибки на високочастотному вході

2.8. Зміна показань у відсотках в робочих областях частот щодо свідчень на частотах 1 кГц і 1 Мгц відповідно, не перевищує значень, зазначених у табл. 3, при цьому межа допустимої похибки не повинна перевищувати значень, вказаних в табл. 4.

2.9. Зміна показань приладу при всіх видах вимірювання тиску, без зовнішніх дільників, викликане відхиленням температури в межах робочої області температур, не перевищує 0,5 значення межі допустимої основної похибки на кожні 10 К зміни температури, 0,7 значення межі допустимої основної похибки при використанні зовнішніх дільників і 0,5 значення межі допустимої основної похибки при вимірюванні опорів.

2.10. Зміна показань приладу, викликане зміною напруги мережевого електроживлення від номінального значення в робочих умовах застосування на ± 10% і ± 5%, не перевищує половини межі допустимої основної похибки. При відхиленні напруги живлення на ± 10% допускається корекція нуля органами управління.

2.11. Активне вхідний опір приладу не менше:

• 30 МОм - при вимірюванні постійної напруги;

• 5 МОм - при вимірюванні змінної напруги через вхідні гнізда на частоті 5 кГц;

• 75 кОм - при вимірюванні змінної напруги пробником на частоті 100 МГц.

2.12. Вхідна ємність приладу не перевищує:

• 20 пФ - при вимірі через вхідні гнізда;

• 1,5 пФ - при вимірюванні за пробником;

• 3,0 пФ - при вимірюванні з дільником ДН-519.

2.13. Прилад повинен забезпечувати свої технічні характеристики в межах норм, установлених технічним умовою (ТУ), після часу встановлення робочого режиму, рівного 15 хв.

2.14. Габаритні розміри приладу не більше 232 '211' 175 мм.

2.15. Маса приладу не більше 4,5 кг.

2.16. Основна похибка приладу не перевищує норм, вказаних в ТУ, при вимірі напруги змінного струму з постійною складовою до 250 В і при вимірюванні напруги постійного струму з накладеним напругою змінного струму частотою 50 Гц не більше 10% від вимірюваної постійної напруги.

3. Пристрій і приладу і його складових частин

3.1. Принцип дії

Структурна схема приладу (рис. 1) складається з наступних частин:

• високочастотний дільник ДН-519;

• дільник постійного і змінного напруги низької частоти ДН-518;

• детектор;

• високоомний дільник на вході ППС;

• підсилювач постійного струму (ППС);

• резистор ланцюга зворотного зв'язку;

• вимірювальний прилад - мікроамперметр;

• блок живлення (БП).

Рис. 1 Схема електрична структурна

Вимірюваний сигнал постійного струму надходить безпосередньо або через дільник ДН-518 на високоомний дільник і далі на вхід ППС. Сигнал змінного струму надходить безпосередньо або через дільник ДН-519 або ДН-518 на детектор і далі через високоомний дільник на ППС.

На всіх піддіапазонах, крім піддіапазонів 0,1 і 0,3 В, рівень сигналу на вході ППС при повному відключенні покажчика вимірювального приладу ІП становить 1 В. ППС охоплений глибоким негативним зворотним зв'язком по струму.

На виході ППС підключений в ланцюг зворотного зв'язку вимірювальний прилад РА1 з резисторами, які підключаються відповідно до встановленого піддіапазонів. Блок живлення БП служить для живлення ППС і накальной ланцюзі діода в детекторі, а також використовується для компенсації падіння напруги на вхідному дільнику.

3.2. Конструкція.

Вольтметр універсальний В7-26 виконаний у вигляді настільного переносного приладу. Загальний вигляд приладу з боку передньої панелі показано на рис. 2.

Каркас приладу складається з передньої і задньої рам, з'єднаних стяжками. На задній рамі закріплена відкидається друкована плата з елементами схеми.

На передній панелі приладу розташовані:

• вимірювальний показує прилад;

• ручка перемикання роду робіт;

• ручка перемикання піддіапазонів вимірювання;

• вхідні гнізда U, ^, r _x;

• ручка потенціометра установки електричного нуля при вимірюванні постійної напруги та опору постійному струму Вуст. U W;

• ручка потенціометра установки електричного нуля при вимірюванні змінної напруги УСТ.О1 V U;

• ручка потенціометра установки нескінченності при вимірі опору постійному струму УСТ. ¥ W;

• гніздо для пробника;

• індикатор включення приладу;

• тумблер включення напруги мережі МЕРЕЖА;

• виведений шнур пробника.

На задню стінку виведені шнур живлення, гнізда виходу, передбачені для автоматизації контролю приладу при його випуску, і клема заземлення.

Рис. 2 Загальний вигляд приладу з боку передньої панелі

4. Порядок роботи

4.1. Підготовка до проведення вимірювань

Перемикач піддіапазонів поставити в положення 0,1 V і перемикач роду робіт поставити в положення - U або + U, після чого встановити покажчик приладу на нульову позначку шкали - V ручкою установки нуля U W. Перед установкою нуля гнізда U і ^ замкнути накоротко.

Після цього перевести перемикач роду робіт в положення r _x і перевірити нульове положення покажчика при замкнутих накоротко гніздах r і ^. Потім розімкнути гнізда і встановити покажчик в положення ¥ на шкалі W ручкою УСТ. ¥ W.

Потім перевести перемикач піддіапазонів в положення 1, перемикач пологи робіт в положення U і встановити покажчик на нульову позначку шкали ~ 1 V відповідної ручкою установки нуля УСТ.О1 V U.

Перед установкою нуля гнізда U і ^ повинні бути замкнені накоротко, а пробник повинен знаходитися в гнізді Х1.

Після цього прилад готовий до вимірювань.

4.2. Проведення вимірів

4.2.1. Вимірювання постійної напруги

Перевіряти установку нуля приладу на піддіапазоні 0,1 В, а потім вибравши потрібний піддіапазон вимірювання, подати вимірювана напруга на гнізда U і ^. Вхідні гнізда приладу ізольовані від корпусу. Це дозволяє проводити вимірювання постійної напруги в ланцюгах, де точки підключення приладу мають потенціал щодо землі.

Максимальна допустима напруга між гніздом ^ і клемою 250 В.

Для вимірювання напруги понад 300 В використовується дільник ДН-518. Він підключається до гнізд U і ^. Вимірювання напруги проводиться безпосередньо контактом дільника (шляхом торкання).

4.2.2. Вимірювання змінної напруги

Перемикач роду робіт поставити в положення U. Перевірити установку нуля приладу на піддіапазоні 1 В. При вимірі низькочастотної напруги пробник (без ковпачка) встановити в гніздо і вибрати потрібний піддіапазон вимірювання, подати вимірювана напруга на гнізда U і ^.

При вимірі високочастотного напруги пробником, необхідно встановити на пробник ковпачок.

Список використаної літератури

1. Раннев Г.Г. Інформаційно-вимірювальна техніка й технології. М.: Вища школа, 2002р.

2. Технічний паспорт приладу «Універсальний вольтметр В7-26»

МОСКОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра інформаційних систем і вимірювальної техніки

Курсова робота

з дисципліни: «Аналогові вимірювальні пристрої»

на тему: «Універсальний вольтметр В7-26»

Виконав: Подгорнов О.П.

Шифр: 6041012

Перевірив: Желонкин А.І.

2007