Аналоговый вольтметр постоянного тока
Автор Bur задал вопрос в разделе Техника
Как работает вольтметр? и получил лучший ответ
Ответ от George[гуру]
..с аналоговым я так понял .всё ...ясно, а цифра ...там сигнал с АЦП ( чем больше "дискрет" - тем точнее показания) поступает на счётчик ...потом на дешифратор ...и на индикацию. Насчёт эффективного значения ...то оно часто не вычисляется ...а тупо из за инерциальности системы....выдаёт среднее значение. Для измерений более прецизинных величин ...однозначно - осцилограф
а вообще это уже старо ...ежели про ацп - вольтметр ..посмотри
Ответ от Leonid[гуру]
C аналоговым действительно почти всё просто. Единственная сложность - как выдать ДЕЙСТВУЮЩЕЕ значение. И тут обычно тупо предполагают, что напряжение - переменное, а для него амплитудное значение связано с действующим через постоянный коэффициент - корень из двух. То есть для отображения действующего значения достаточно просто смасштабировать выпрямленный сигнал.
Впрочем, существуют и вольтметры "true-RMS", то есть показывающие истинное эффективное значение для сигнала произвольной формы. Там просто стоит схема возведения в квадрат, после чего измеряется усреднённое значение этого уквадраченного напряжения (оно всегда одного знака, очевидно) .
Цифровые вольтметры практически всегда используют принцип двойного интегрирования, когда входное напряжение сравнивается с эталонным (то есть они по принципу действия представляют собой логометрический прибор - измерение отношения) . Сначала некоторый конденсатор через некоторый резистор заряжается входным напряжением, а потом ТОТ ЖЕ конденсатор через ТОТ ЖЕ разряжается эталонным напряжением (схема построена так, что ток разряда конденсатора не меняется со временем, то есть из R и C сделан честный интегратор) . Ясен пень, что отношение времени разряда к времени заряда равно отношению входного напряжения к эталонному. То есть измерение напряжений сводится к измерению временных интервалов, что можно легко проделать с высокой точностью (высокостабильный кварцованный генератор и счётчик) . Если, скажем, интервал зарядки точно равен 1000000 импульсам опорной частоты, а разрядился конденсатор за 123850 импульса, то входное напряжение - 0,12385 опорного.
Что же до измерения эффективного значения цифровым вольтметром - то тут опять же для начала входное переменное напряжение преобразуется в постоянное либо обычным выпрямителем (как правило, на "идеальном диоде" - схеме, эквивалентной диоду с нулевым прямым напряжением, чтоб снизить погрешность измерения) , либо схемой возведения в квадрат.
В редких случаях используется АЦП не двойного интегрирования, а обычный (например, с регистром последовательного приближения или конвейерный) . Такие АЦП намного более быстродействующие, чем двойного интегрирования, - до десятков мегагерц. В этом случае эффективное значение можно ВЫЧИСЛЯТЬ, анализируя массив отсчётов за достаточно длительный интервал времени.
C аналоговым действительно почти всё просто. Единственная сложность - как выдать ДЕЙСТВУЮЩЕЕ значение. И тут обычно тупо предполагают, что напряжение - переменное, а для него амплитудное значение связано с действующим через постоянный коэффициент - корень из двух. То есть для отображения действующего значения достаточно просто смасштабировать выпрямленный сигнал.
Впрочем, существуют и вольтметры "true-RMS", то есть показывающие истинное эффективное значение для сигнала произвольной формы. Там просто стоит схема возведения в квадрат, после чего измеряется усреднённое значение этого уквадраченного напряжения (оно всегда одного знака, очевидно) .
Цифровые вольтметры практически всегда используют принцип двойного интегрирования, когда входное напряжение сравнивается с эталонным (то есть они по принципу действия представляют собой логометрический прибор - измерение отношения) . Сначала некоторый конденсатор через некоторый резистор заряжается входным напряжением, а потом ТОТ ЖЕ конденсатор через ТОТ ЖЕ разряжается эталонным напряжением (схема построена так, что ток разряда конденсатора не меняется со временем, то есть из R и C сделан честный интегратор) . Ясен пень, что отношение времени разряда к времени заряда равно отношению входного напряжения к эталонному. То есть измерение напряжений сводится к измерению временных интервалов, что можно легко проделать с высокой точностью (высокостабильный кварцованный генератор и счётчик) . Если, скажем, интервал зарядки точно равен 1000000 импульсам опорной частоты, а разрядился конденсатор за 123850 импульса, то входное напряжение - 0,12385 опорного.
Что же до измерения эффективного значения цифровым вольтметром - то тут опять же для начала входное переменное напряжение преобразуется в постоянное либо обычным выпрямителем (как правило, на "идеальном диоде" - схеме, эквивалентной диоду с нулевым прямым напряжением, чтоб снизить погрешность измерения) , либо схемой возведения в квадрат.
В редких случаях используется АЦП не двойного интегрирования, а обычный (например, с регистром последовательного приближения или конвейерный) . Такие АЦП намного более быстродействующие, чем двойного интегрирования, - до десятков мегагерц. В этом случае эффективное значение можно ВЫЧИСЛЯТЬ, анализируя массив отсчётов за достаточно длительный интервал времени.
Ответ от Igor[гуру]
Ответ от &Ъ[гуру]
Ф цифровике стоит преобразователь" напряжение-частота" далее частотомер и как частотомер, он чё-то и показывает.
Ф цифровике стоит преобразователь" напряжение-частота" далее частотомер и как частотомер, он чё-то и показывает.
Ответ от Azure[гуру]
Ну вот, АЦП преобразовал в цифру входное значение, а на экране оно собственно отобразилось. Переключая пределы, как мне кажется, переключается сопротивление перед АЦП, и тем самым изменяется предел измерений, а АЦП имеет свои диапазоны работы, которые поверены и точно выставлены в соответствие цифровому выходу.
Вольтметр стрелочный выдает эффективное значение, потому что в среднем на стрелку действует магнитное поле, создаваемое эффективным полем. За счет инерции стрелки все мелкие колебания сглаживаются.
А вот цифровой вольтметр что измеряет при измерении переменного напряжения - хз. Может, делит на корень из двух максимальное значение? я не знаю. Но знаю, что измерять переменные напряжения цифровыми измерительными приборами по меньшей мере не вполне корректно.
Ну вот, АЦП преобразовал в цифру входное значение, а на экране оно собственно отобразилось. Переключая пределы, как мне кажется, переключается сопротивление перед АЦП, и тем самым изменяется предел измерений, а АЦП имеет свои диапазоны работы, которые поверены и точно выставлены в соответствие цифровому выходу.
Вольтметр стрелочный выдает эффективное значение, потому что в среднем на стрелку действует магнитное поле, создаваемое эффективным полем. За счет инерции стрелки все мелкие колебания сглаживаются.
А вот цифровой вольтметр что измеряет при измерении переменного напряжения - хз. Может, делит на корень из двух максимальное значение? я не знаю. Но знаю, что измерять переменные напряжения цифровыми измерительными приборами по меньшей мере не вполне корректно.
Ответ от 22 ответа[гуру]
Привет! Вот подборка тем с похожими вопросами и ответами на Ваш вопрос: Как работает вольтметр?