При предеяе 1/2 = 2,S В коэффициевт деления Oj - U1JU2 = = 1/2,5 = K2/(R1 + R2). Входное сопротивлеяие Ry = Rl +R2 = 10МОм, откуда R2 = 10A5=4MOm, а Ri = 10-4 = 6 МОм-

При пределе (75 = 10 В коэффициент делевяя о, = Ut/V3 ==• 1/10 = = R4/(JU + R и R,, = R3 + R4= 10 МОм, откуда R4 = 10/10 = = 1 МОм, а Я5»10-1=9МОм.

При предеяе 1/4 - 25 В коэффициетт делевяя а« U1/U4 = 1/25 - = R6/(R5 + R6) и R,. = Jt5 + R6==10MOM, откуда R6 = 10/25 = = 0,4 МОм, а Л5 = 10 -0,4 = 9,6 МОм.

Многопредельный делитель измеряемого напряжения состоит из нескольких резисторов R1, R2, R3 и R4..., включенных последовательно {ряс. 21). Коэффициенты деления для каждого положения переключателя пределов Я соответственно равны а,»!, a2 = (R2 + R3 + R4)/(Rl+R2 + R3 + R4), 03 =

=(R3 + R4)/{R1+R2 + R3 + R4) и а R4/{R1 + R2 + R3 + R4).

Рассчитать сопротивления решсторов можно по формуле R„RyUi{U„+-U„)/(U„+U„) (где RvRl+R2 + R3 +

+ -входное сопротивление вольтметра, (/ 1 В-першой предел измергаия, U„ и [/„4.-предельные напряжения для рассчитываемого и последующего пределов измерения). П1»ве-денные на рас. 21 сопротивления резисторов делителя рассчитаны, исходя из условий, выбранных в примере 7, и обеспечивают требуемые коэф4«Циенты деления ocj = 1, ocj = /2,5; «3 =

= 1/10 и 04 = 1/25. Недостатки таких делителей-неточность и нестабильность коэффициента деления-объжяяются ориме-пением нестабильных высокоомных решсторов, точный подбор сопротивлений которых практически невозможен. Обычно каждый резистор составляет из двух-трех и точную регулировку сопротивления выполняют подстроечным резистороь!.

Многопредельный вольтметр можно также получить Ч/ере-ключением добавочных резисторов Ядоб в выходной цепи УПТ

"St

Рис. 21. Схема электронного вольтметра с многопредельным делителем нзмерае-мого напряжения

Рис 2Z Схема электронного вольтметра с переключением добавспных резисторов

(рис. 22Х сопротивления котошх сравнительно невелики (порядка единиц и десятков килоом). Это позволяет использовать непроволочные и проволочные резисторы, сопротивления которых могут быть подобраны с требуемой точностью.

В промышленных электронных вольтметрах для расширения пределов измерений применяют оба способа, причем нижние пределы измерений получают переключением добавочных резисторов на выходе УПТ, а верхние-включением делителя измеряемого напряжения на его входе.

Защита от перегрузок. В процессе работы с многопредельными вольтметрами в результате ошибки или неконтролируемых явлений в испытываемой аппаратуре подаваемое на вольтметр напряжение может значительно превысить установленный предел измерения, вызвать чрезмерную перегрузку и повредить транзисторы и измерительный механизм. Поэтому приборы защищают от перегрузок, включая параллельно входу кремниевые диоды.

Особенностью кремниевого диода является то, что прт малых прямых напряжениях он не открывается и его прямое оэпротнвление велико (порядка единиц и десятков мегаом). При увеличении прямого напряжения выше 0,6-0,8 В диод от-]фывается, его прямой ток возрастает, а прямое сопротивление снижается до десятков ом.

Схема защиты приборов от перегрузок с одним диодом показана на рис. 23, а. Диод Д и ограничительный резистор R, сопротивление которого значительно больше прямого сопротивления открытого диода, составляют делитель напряжения. При малых напряжениях прямое сопротивление диода много больше сопротивления резистора R и входное напряжение полностью поступает на прибор. При перегрузках диод открывается, его прямое сопротивление уменьшается и входное напряжение почти полностью падает на резисторе R, в то время как напряжение на диоде, т.е. на входе прибора, не превышает безопасного значения.

Схему защиты приборов от перегрузок с двумя диодами Д1 и Д2, включенньпкШ встречно-параллельно (рис. 23,6), применяют в тех случаях, когда прибором измеряют напряжение как положительной, так и отрицательной полярности.

Рис. 23. Схемы защиты приборов от перегрузок:

а-с одшш диодом, 6-с диумя 4-423 49

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие требования предъявляют к амперметрам и вольтметрам и как их подключают при измерении тока и напряжения?

2. Как измеряют постоянный ток магнитоэлектрическим прибором и рассчитывают шунты?

3. Как измеряют малые постоянные токи электронным микроамперметром?

4. Как измеряют постоянное напряжение магнитоэлектрическим прибором и рассчитывают добавочные резисторы?

5. ICaKOBO устройство электронных вольтметров постоянного тока и чем они отличаются от магнитоэлектрических?

6. Как расширяют пределы измерений напряжений и рассчитывают делители?

7. Как защищают приборы от перегрузок?

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ ИЗМЕРЕНИЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

§ 14. Общие сведения

Для переменных токов и напряжений характерно изменение с определенной периодичностью соответственно направления и полярности. Количество периодов в секунду, т.е. частота электрических колебаний, может быть различно-от долей герца до десятков гигагерц. К диапазону низких частот относят частоты от долей герца до 100 кГц (звуковые-до 20 кГц), высоких-от 100 кГц до 30 МГц и сверхвысоких-от 30 МГц до 30 ГГц. Сверхвысокочастотный диапазон, в свою очередь подразделяют на поддиапазоны метровых (МВ), дециметровых (ДМВ) и сантиметровых (СМВ) волн, граничные частоты которых соответственно составляют от 30 до 300 МГц, от 300 до 3000 МГц и от 3000 МГц = 3 ГГц до 30 ГГц.

Токи и напряжения промышленной частоты 50 Гц измеряют электромагнитными, электро- и ферродинамическими приборами, а также магнитоэлектрическими совместно с преобразователями переменного тока в постоянный.

Токи и напряжения низких частот в основном измеряют приборами выпрямительной системы-магщ1тоэлектрическими с диодами. Приборы электромагнитной и электродинамической систем находят ограниченное применение, поскольку их частотная погрешность с увеличением частоты возрастает.

Токи высокой частоты измеряют термоэлектрическими приборами-магнитоэлектрическими с термопреобразователями.