Измерение переменных напряжений

Амплитудное, среднеквадратичное и средне-выпрямленное значения приняты для характеристики переменного напряжения и тока. - Амплитудное значение напряжения 2U m характеризует максимально возможное значение напряжения данной формы – максимальное отклонение от нуля (иногда называют пиковым). - Размах синусоидального напряжения равен 2U m. - Среднеквадратичное значение напряжения U. Его еще называют эффективным или действующим.

Среднеквадратичное значение переменного напряжения численно равно значению постоянного напряжения или тока, развивающего на некотором активном сопротивлении такую же мощность, как и данное переменное напряжение или ток.

Для синусоидальной формы среднеквадратичное значение в раз меньше U m, т.е.

Для других форм переменного напряжения это соотношение иное (см. табл. 3.1).

Применительно к симметричному синусоидальному напряжению говорят о средневыпря-мленном значении напряжения U ср.в. за полупериод. Для синусоидального напряжения оно имеет следующие соотношения:

Переменное напряжение характеризуется тремя значениями. Если при синусоидальной форме напряжения измеренное среднеквадратичное значение U = 1 В, то U ср.в. = 0,9 В, а размах напряжения 2U m = 2,8 В.

Приборы для измерения переменного напряжения

Структурная схема, показанная на рис. 3.1, лежит в основе переносных многопредельных вольтметров не требующих дополнительного питания.

Переменные напряжения звуковых частот (50...20000 Гц) измеряют вольтметрами выпрямительной системы. Их еще называют детекторными, так как они представляют собой сочетание микроамперметра с детектором на полупроводниковых диодах.

Выпрямители могут быть однополупериод-ными рис. 3.2б или двухполупериодными рис. 3.2а. Вольтметры с двухполупериодными выпрямителями вдвое чувствительнее вольт-

метров с однополупериодными выпрямителями. Отклонение стрелки микроамперметра пропорционально средневыпрямленному значению измеряемого переменного напряжения. В подавляющем большинстве случаев шкалу прибора выпрямительной системы градуируют в среднеквадратичных значениях.

При несинусоидальной форме напряжения следует пользоваться средневыпрямленным значением измеряемого напряжения.

При этом, показания прибора следует умножить на коэффициент 0,45 (при однополупери-одном) или 0,9 (при двухполупериодном выпрямлении).

Рис. 3.1. Структурная схема вольтметров выпрямительной системы

При измерении вольтметром выпрямительной системы пульсирующих синусоидальных напряжений приборы будут реагировать не на переменную, а на постоянную составляющую U 0, равную средневыпрямленному значению напряжения: U ср.в. = U 0.

Чтобы измерить переменную составляющую пульсирующего напряжения, вольтметр выпрямительной системы подключают к измеряемой цепи через разделительный конденсатор, который «отрежет» постоянную составляющую U 0. Емкость такого конденсатора должна быть порядка 1 мкФ.

Вольтметр выпрямительной системы является составной частью всех комбинированных приборов. Диапазон измерений выбирают путем переключения добавочных или шунтирующих резисторов.