Электронные вольтметры, собранные по схеме усилитель-выпрямитель (см. рис. 44,6), служат для измерений только переменных напряжехшй, поступающих на вход усилителя УН. Коэффшщент усиления по напряжению может быть достаточно велик (порядка 1000), что определяет ошовные достоинства вольтметров этого вида-высокую чувствительность и возможность измерения очень малых напряжений. Большие напряжения измеряют, испо:н>зуя не показанные на ряс. 44,6 делители напряжений. Выход усилителя нагружен на измерительный выпрямитель ИВ, собранный по одной из мостовых схем, показанных на рис. 31. В некоторых вольтметрах в качестве индикаторной части используют магнитоэлектрический механизм с термопреобразователями или конденсаторный механизм.

Диапазон частот измеряемого напряжения определяется частотными свойствами усилителя. Так, широко распространенные вольтметры, работающие в диапазоне частот от десятков герц до нескольких мегагерц, имеют широкополосные усилители с нагрузочными непроволочиыми резисторами, сопротивление которых неизменно в широком диапазоне частот.

В селективных вольтметрах, работающих в оень узкой полосе частот, используются резонансные усилители с нагрузкой в виде одиночного колебательного контура или многоконтурных систем, сопротивление которых резко возрастает на частоте их настройки.

К электронным вольтметрам, собранным по схеме усилитель-выпрямитель, относятся приборы ВЗ-38-ВЗ-48, шкалы которых отградуированы в действующих значениях напряжения переменного тока. Так, прибором ВЗ-41 (рис 47) измеряют переменные напряжения от 0,3 мВ до 300 В в диапазоне частот от 45 Гц до 1 МГц с погрешностью 2,5% для нижних пределов измерений 3, 10, 30, 100, 300 и 1000 мВ и с погрешностью 4% для верхних пределов измерший 3, 10, 30, 100 и 300 В. Для более низких частот-до 20 Гц и более высоких-до 10 МГц по-

ПС Атт /

1>

Рис 47. Структурная схема прибора ВЗ-41

грешность увеличивается примерно в два раза. Входное сопротивление вольтметра 5 МОм, входная емкость 35 и 15 пФ соответственно для нижних и верхних пределов измерений.

Первый делитель напряжения, составленный из резисторов R1 и R2, имеет коэффициент деления 1/1 для шести верхних положений переключателя пределов измерений и 1/1000 для пяти других.

Преобразователь сопротивлений ПС, выполняемый в некоторых приборах этой группы в виде выношого пробника, представляет собой сложный повторитель напряжения на полевом транзисторе или электронной лампе. Повторитель передает иа-пряжение без усиления с высокоомвого входа на низкоомвый выход и служит для согласования сопротивлений.

Высокое входное сопротивление прибора, обычно равное 1 МОм, определяется большим сопротивлением резистора R1 = 1 МОм, на который не оказывает заметного шунтирующего действия высокоомный вход повторителя. Низкоомный выход повторителя позволяет применить во втором делителе напряжения высокоточные резисторы малого сопротивления.

Второй делитель напряжения, или аттенюатор Атт, используется дважды-на нижних и верхних пределах измерений-и имеет коэффициенты деления 1/1; 1/3,16; 1/10; 1/31,6; 1/100 и 1/316, т.е. уменьшает напряжения на 0; 10; 20, 30, 40 и 50 дБ. Прецизионные резисторы С2-13-С2-15 с весьма малым допу-асом (ОД или 0,5%) соединяют в П- или Т-образные звенья. В схеме аттенюатора, показанной на рис. 48,0, пять П-образных звеньев позволяют получить указанные выше коэф-

Рис. 48. Схемы аттенюаторов из П-образных (а) и Т-образных (б) звеньев

фицненты деления. Те же коэффициенты деления получают соответствующим переключением трех Т-образных звеньев (рис. 48,6), имеющих коэффициенты деления 1/3,16; 1/10 и 1/10. В показанных на этой схеме положениях переключателей общее затухание составляет 10 + 20 + 20 = 50 дБ, что соответствует коэффициенту деления 1/316.

Широкополосный усилитель ШУ выполнен на транзисторах и имеет значительный коэффициент усиления напряжений (порядка 1000Х что обеспечивает высокую чувствительность вольтметра и возможность измерений очень малых напряжений.

Измерительный вьшрямитель ИВ преобразует переменное напряжение в постоянное, обеспечивающее отклонение указателя магнитоэлектрического механизма.

§ 20. Цифровые вольтметры

Принцип действия цифровых измерительных приборов основан на автоматическом преоазовании непрерывной, или аналоговой, измеряемой величины в дискретные сигналы в виде кода, в соответствии с которым ее значение отображается на отсчетном устройстве в цифровой форме, что позволяет исключить субъективные ошибки (промахи), документально регистрировать (печатать) результаты измерений и в виде цифрового кода вводить их в ЭВМ или передавать по каналам телеметрии.

Цифровые вольтметры предназначены для измерений постоянных или медленно изменяющихся напряжений, а вместе с соответствующими преобразователями-сопротивлений и переменных напряжений.

Цифровые вольтметры позволяют выполнять от одного до нескольких тысяч измерений в секунду, определять напряжения в диапазоне от 1 мВ до 1 кВ с погрешностями ниже 0,1% и могут служить кж образцовые. Недостатками их являются сложность схем и, как следствие, невысокая надежность, большие габариты и значительная стоимость. Применение таких элементов микроэлектроники, как большие интегральные схемы, которые заменяют несколько десятков стандартных микросхем, позволяет повысить надежность и уменьшить габариты цифровых вольтметров.

Первым этапом процесса измерений является количественная оценка измеряемой аналоговой величины (напряжениях которая преобразуется в дискретную квантованием по уровню и дискретизацией по времени. На рис. 49 показано пульсирующее напряжение в виде непрерывной кривой 1 и эквивалентное