ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ В РАДИОЭЛЕКТРОНИКЕ
ЛЕКЦИЯ 5 ИЗМЕРЕНИЕ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ
Сила тока и напряжение являются важнейшими физическими величинами в электро- и радиотехнике. Они характеризуют интенсивность протекания электрического процесса. Единица силы тока – ампер является основной единицей Международной системы (СИ) и воспроизводится на постоянном токе с помощью первичного эталона. Среднеквадратическое отклонение результата измерения (СКО) составляет S=4·10-6, а неисключенный остаток систематической погрешности (НСП) не превышает θ=8·10-6. Единица напряжения – вольт является производной единицей, но в силу ее особой важности воспроизводится также с помощью первичного эталона со СКО S=5·10-8 и НСП θ=10-6. Передача размера единицы от эталона рабочим средствам измерения осуществляется на основе государственной поверочной схемы, предусматривающей ступени передачи.
В связи с необходимостью измерения тока и напряжения в широком диапазоне частот созданы специальные эталоны ампера и вольта на переменном токе, соответствующие поверочные схемы и образцовая аппаратура.
Измерения тока и напряжения проводят в диапазоне от постоянного тока до частот 1...2 ГГц. На более высоких частотах эти величины теряют свою однозначность, поскольку изменяют свое значение вдоль линии передачи и в ее поперечном сечении. Ток и напряжение на этих частотах измерять весьма сложно, поскольку очень велико влияние измерительной цепи на измеряемую цепь. По указанным причинам на СВЧ предпочитают измерять мощность, а не ток и напряжение.
В электрических цепях удобней измерять напряжение, а не ток, поскольку вольтметр подключают параллельно исследуемой цепи, и не приходится нарушать схему соединений. При измерении тока приходится разрывать цепь, что в ряде случаев приводит к большим искажениям процессов, протекающих в устройстве. В силу этих причин измерение силы тока производят на постоянном токе и переменном на частотах до 10 МГц.
КЛАССИФИКАЦИЯ ВОЛЬТМЕТРОВ
Измерители напряжения являются самой многочисленной группой среди средств измерения, применяемых в радиоэлектронике. В основу классификаций вольтметров положены следующие признаки.
1. Вид измеряемого напряжения: вольтметры постоянноготока(В2), переменного тока (В3), импульсного тока (В4), селективные (В6).
2. Тип применяемых измерительных преобразователей: электромеханические и электронные.
3. Тип отсчетного устройства:стрелочные (аналоговые) и цифровые вольтметры.
Парк аналоговых приборов характеризуется единой конструктивной базой, идентичностью расположения органов управления, удобством эксплуатации, метрологической обеспеченностью.
4. Тип структурной схемы: приборы прямого преобразования и уравновешивающего преобразования. Приборы уравновешивающего преобразования разделяют на приборы с автоматическим и ручным уравновешиванием.
5. Значение измеряемого напряжения: пиковое (амплитудное), среднеквадратическое и средневыпрямленное.
6. Частотный диапазон: низкочастотные, высокочастотные, сверхвысокочастотные, широкополосные вольтметры.