Чем измерить напряжение высокой частоты

Прорезались зубы

Зарегистрирован: Пт авг 20, 2010 15:29:25
Сообщений: 245
Рейтинг сообщения: 0

Карма: 27
Рейтинг сообщений: 203
Зарегистрирован: Чт ноя 26, 2009 11:16:50
Сообщений: 6015
Откуда: Москва
Рейтинг сообщения: 0

Прорезались зубы

Зарегистрирован: Пт авг 20, 2010 15:29:25
Сообщений: 245
Рейтинг сообщения: 0

Модератор

Карма: 113
Рейтинг сообщений: 1049
Зарегистрирован: Пн дек 08, 2008 19:28:04
Сообщений: 21248
Откуда: 10км от Москвы на Север
Рейтинг сообщения: 0

Прорезались зубы

Зарегистрирован: Пт авг 20, 2010 15:29:25
Сообщений: 245
Рейтинг сообщения: 0

Модератор

Карма: 113
Рейтинг сообщений: 1049
Зарегистрирован: Пн дек 08, 2008 19:28:04
Сообщений: 21248
Откуда: 10км от Москвы на Север
Рейтинг сообщения: 0

Страница 1 из 1

[ Сообщений: 9 ]

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 11

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Измерение напряжения высокой частоты имеет ряд особенностей, которые надо учитывать при выборе прибора и его использовании. Это объясняется влиянием прибора на электрический режим исследуемой цепи за счет реактивной составляющей входного сопротивления вольтметра, подключаемой параллельно исследуемому объекту. В большинстве случаев при измерении напряжения высокой частоты входное реактивное сопротивление носит емкостный характер. Для уменьшения влияния вольтметра на результат измерения необходимо, чтобы входное активное сопротивление прибора было как можно больше, а входная емкость как можно меньше. [2]

К особенностям измерения напряжений высокой частоты относится все то, что сказано в § 2.1 в отношении особенностей измерения токов высокой частоты. [3]

Для обеспечения измерения напряжения высокой частоты порядка 500 мггц межэлектродная емкость должна быть небольшой, поэтому для максимального частотного диапазона тр ебуется применение малогабаритных диодов с близким расположением электродов. Частотный диапазон при применении обычных диодов будет значительно ниже. Минимальный частотный диапазон определяется величиной используемой емкости, но в общем случае градуировка прибора для 50 гц остается правильной для высокой частоты, что позволяет применять для градуировки электромагнитные приборы сетевого напряжения. Сама лампа часто монтируется в пробнике, который может быть приведен в непосредственное соприкосновение с источником измеряемого напряжения. В этом случае уменьшается длина высокочастотного ввода прибора, так как большая его длина может привести к погрешностям измерения. [4]

Теория и методика измерения напряжений высокой частоты с помощью разрядников разработаны недостаточно, имеющиеся данные часто противоречивы. Необходимы дополнительные исследования и систематизация имеющихся данных с целью установления стандарта на измерение напряжений высокой частоты, особенно при больших межэлектродных расстояниях. [5]

Этот вольтметр используется для измерения напряжения высокой частоты и напряжения гетеродина, а также для измерения напряжений на электродах ламп. [6]

Как и при измерениях тока, измерения напряжения высокой частоты связаны с влиянием прибора на электрический режим цепи. Хв сопротивления, включенные параллельно испытуемому объекту. Это приводит к изменению тока в испытуемом объекте, а следовательно, и падению напряжения на нем. [8]

Источник

Измеряем высокое напряжение мультиметром

Для корпуса использована пластмассовая трубка (от проточного водонагревателя) диаметром 20 мм и длиной 150 мм. В качестве платы для объемного монтажа резисторов использован шток от медицинского шприца. Подгоним его диаметр для плотного вхождения в трубку.
Наконечником приставки будет служить измерительный щуп от старого прибора.

3. Изготовление приставки

Резьбовой частью щупа закрепим наконечник в упоре штока шприца. Определим положение микровыключателя в трубке, оно определяется длиной штока. По расположению выключателя, в стенке трубки обработаем отверстие диаметром 8 мм для доступа к кнопке.

4. Использование приставки

Провод черного цвета в усиленной изоляции является общим (-) для Vin и Vout. Так как он подключается к высоковольтной цепи, требования к его изоляции и правилам электробезопасности должны быть соответствующими. Этот провод выводится от контактов кнопки, в середине корпуса.

Низковольтная часть схемы делителя находится в задней части корпуса. Измерительный провод (+) к мультиметру проходит через колпачок на торце корпуса.

Для измерения высокого напряжения, подключаем мультиметр в диапазоне 100…200 V к соответствующим выводам приставки. Подсоединяем общий провод к высоковольтному устройству. Включаем ВВ устройство.

Измерительным щупом с передней стороны корпуса касаемся источника высокого напряжения.
Снимаем показания прибора в 1 диапазоне измерения «1000». При малых значениях напряжения на шкале прибора, нажимаем кнопку и переключаем приставку в диапазон 2 «100».

5. Тестирование приставки

Проверим работу приставки на переменном токе в сети 220V.
Подключенный к сети тестер показывает ровно 220V.

Аналогичные измерения показывают, что выпрямленное ВЧ напряжение составляет около 10 кВ и то, что необходимо точнее подобрать сопротивление нижнего плеча делителя напряжения.
При необходимости в более точных измерениях высокого напряжения, можно подать сигнал с приставки на осциллограф, будет видно амплитуду и форму импульсов.

При желании собрать приставку на делителе напряжения с коэффициентом 10 000, можно собрать цепочку из десяти последовательно включенных высокоомных резисторов сопротивлением по 68 мОм (верхнее плечо делителя с суммарным сопротивлением 680 мОм) и одного резистора (нижнее плечо) сопротивлением 68 кОм. При монтаже, все резисторы нужно расположить равномерно в линейку, на длине не менее 200мм для исключения пробоя в приставке.

6. Техника безопасности

При использовании киловольтметра следует соблюдать меры техники безопасности.

Подключение и отключение прибора производить при обесточенной аппаратуре, после снятия заряда с токоведущих высоковольтных частей.
При подключении прибора к измеряемым цепям, заземление подключать в первую очередь.
При отключении щупа от измеряемых цепей, заземление отключать в последнюю очередь.

Источник

Измерение напряжения и тока на низких и высоких частотах

Измерение напряжения и тока на промышленной частоте.Измерение напряжения и тока на промышленной частоте может быть выполнено любыми вольтметрами и амперметрами, работающими на частоте 50 Гц, но только когда объект измерения мощный. Та­кие измерения в основном выполняют электромагнитными и электро­динамическими вольтметрами и амперметрами (см. 2.5; 2.4).

Для измерения напряжения на промышленной частоте приме­няют компенсаторы переменного тока. Чтобы уравновесить изме­ряемое напряжение компенсирующим напряжением необходимо выполнение следующих условий: равен­ство напряжений по модулю; противоположность их фаз ); равенство частот; одинаковая форма изме­ряемого и компенсирующего напряжений. Компенсаторы перемен­ного тока менее точны по сравнению с компенсаторами постоянного тока, так как отсутствует эталон ЭДС переменного тока.

От правильного учета возможных искажений и погрешностей зависит точность полученных результатов измерения.

Измерение тока в цепях повышенной и высокой частоты.С уве­личением частоты точность измерения переменного тока электро­магнитными иэлектродинамическими амперметрами в обычном ис­полнении падает. Приборы специального изготовления имеют расширенный диапазон частот (примерно до 8—10 кГц) и используются для измерения токов в мощных цепях (см. 2.4; 2.5).

В маломощных цепях повышенной и высоких частот ток изме­ряется выпрямительными, термоэлектрическими, электронными цифровыми амперметрами, аналоговыми и цифровыми электронными вольтметрами на резисторе с известным сопротивлением (см. 2.3; 5.1; 7.7). Амперметр должен обладать минимальными значениями входных сопротивлений, индуктивностей и емкостей. С увеличением частоты в цепи измерения тока влияние паразитных емкостей возрастает, поэтому для уменьшения погрешностей от токов утечки амперметр следует включать на участке с потенциалами, наиболее близкими к потенциалу земли (рис. 7.12, где и — емкости зажимов 1 и 2 амперметра относительно земли). Это особенно важно при измерениях на высокой частоте. При правильном включении амперметра паразитная емкость находится под на­пряжением, равным падению напряжения на амперметре, но по­скольку значение последнего незначительно, то и токи утечки будут малы, при этом емкость закорочена. При неправиль­ном включении амперметра паразитные емкости и нахо­дятся под полным напряжением , поэтому даже при малых значениях и токи утечки будут значительными.

Рисунок 7.12 – Схема правильного включения амперметра

Измерение токов в цепях высокой частоты преимущественно выполняется термоэлектрическими амперметрами.

Термо-ЭДС зависит от материала проводников термопары и про­порциональна разности температур горячего и холодного ее кон­цов, т. е. пропорциональна температуре перегрева .

В среднем равно 30-40 мкВ на 1 °С перегрева. Вследствие инерции нагревателя температура перегрева не успевает следовать за изменениями подводимого тепла и определяется его средним значением:

(7.13)

Если холодные концы термопары замкнуть на измерительный магнитоэлектрический механизм, то по замкнутой цепи измерителя потечет ток

(7.14)

где — среднеквадратичное значение тока; R_a — сопротивление цепи измерителя, включая сопротивление термопары; — коэф­фициенты пропорциональности, зависящие соответственно от свойств термопары и данных измерительного механизма.

Так как в (7.14) значение измеряемого тока входит в квадрате, то прибор пригоден для измерений в цепях как постоянного, так и переменного токов. Шкала прибора градуируется в среднеквадра­тичных значениях тока.

Рисунок 7.13 Схемы включения термопреобразователей

По способу нагрева горячего спая термо­пары термопарообразователи делят на контактные и бесконтактные. В контактных термопреобразователях (рис. 7.13, а) горячий спай термопары приварен непосредственно к нагревателю, при этом имеется гальваническая связь между измеряемой и измерительной цепями. В бесконтактных термопреобразователях (рис. 7.13, б) горячий спай термопары отделен от нагревателя изоляционным материалом (каплей стекла), что ухудшает условия теплопередачи, увеличивает тепловую инерцию, уменьшает чувствительность, но позволяет последовательно соединять несколько термопар, уменьшать влияние паразитных емкостей (между измеряемой и измерительной цепями). В некоторых бес­контактных преобразователях термопару протягивают внутри тон­кой стеклянной трубочки, на которую намотан нагреватель. Для увеличения чувствительности и более эффективного использова­ния преобразователи соединяют в мостовую схему.

При измерениях несинусоидального тока показания термоампер­метра будут приближенно соответствовать среднеквадратичному значению тока, т. е.

Термоэлектрические амперметры выпускают для измерения токов от 100 мкА до десятков ампер.

Для измерения малых токов до 1 А применяют вакуумные тер­мопреобразователи. Их помещают в специальные стеклянные бал­лоны, из которых выкачан воздух, при этом благодаря уменьшению потерь на излучение тепла в окружающую среду чувствительность вакуумных преобразователей повышается. Вакуумные термопре­образователи бывают контактные и бесконтактные.

Для измерения токов от 1 А до 50 А используют воздушные термопреобразователи.

Для усиления постоянного тока термопары в термоамперметрах применяют фотоусилители. Термопары с фотоусилителем много­предельны, имеют повышенную способность к перегрузкам, высо­кую чувствительность и частотный диапазон до 1 МГц.

Дата добавления: 2018-02-28 ; просмотров: 2406 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Измеряем ВЧ напряжение цифровым мультиметром постоянного тока

Разновидности диодных детекторов, их чувствительность и максимальные
уровни измеряемых высокочастотных напряжений.

При налаживании или ремонте связной аппаратуры часто возникает необходимость измерения уровней напряжения высокой частоты в полосе: от сотен килогерц до сотен мегагерц.
Значения напряжений исследуемых сигналов также могут находиться в довольно широком диапазоне: от десятков милливольт до десятков вольт.
Простейшим вариантом (при отсутствии заводского ВЧ вольтметра) может являться выносная головка, представляющая собой диодный выпрямитель, подключаемый кабелем к вольтметру постоянного тока (например, к цифровому мультиметру).

Конструкции детекторов для измерения ВЧ напряжений могут выполняться по-разному, рассмотрим основные разновидности (Рис.1).

Чаще всего при измерении амплитудных значений ВЧ напряжений менее 1V, для выпрямления используются германиевые диоды, т. к. участки прямых ветвей вольт-амперных характеристик у них начинаются при вдвое меньших значениях напряжений, чем у кремниевых.
ВАХ диодов Шоттки тоже лежит заметно «левее», чем у обычных кремниевых диодов, поэтому они также нашли распространение в детекторах. И хотя эффективность работы с малыми сигналами у них несколько хуже, чем у германиевых аналогов, однако более высокая температурная стабильность и высокие напряжения пробоя зачастую делают Шоттки предпочтительными в подобных устройствах.
При детектировании ВЧ напряжений германиевый диод даёт ошибку около 60мВ, диод Шоттки – около 100мВ. При больших уровнях сигналов результат уменьшается на величину ошибки. При измерении напряжений ниже удвоенных уровней, приведённых выше, пассивный диодный детектор начинает давать значительные погрешности.

Детекторы параллельного и последовательного типов (Рис.1) обладают схожими параметрами и с одинаковым успехом могут использоваться в измерителях ВЧ напряжений.

Детекторы с удвоением напряжения также иногда встречаются в конструкциях ВЧ измерителей, но в связи с несколько более высокой нелинейностью на малых уровнях детектирования, широкого распространения в данной ипостаси не нашли.

Повысить чувствительность детектора можно, подав на диоды прямой ток смещения, который сместит рабочую точку выпрямления в область односторонней проводимости.

Рис.1 Разновидности диодных детекторов

Сделать это можно, подключив дополнительный источник напряжения. На нижней схеме рисунка Рис.1 показан подобный способ устранения “ступеньки”, в результате чего приемлемая точность показаний вольтметра начинается со значений в несколько десятков милливольт.
Номинал сопротивления 82кОм следует подобрать под конкретный тип и экземпляр диода для получения наилучшей компенсации напряжения “ступенька”.
Все приведённые выше ВЧ-пробники рассчитаны для работы с вольтметрами или цифровыми мультиметрами с входным сопротивлением не менее 1МОм.

Германиевые диоды – из числа: 1N60, 1N34, 1N270, ГД507, ГД508, Д311, Д18, Д20, Д9.
Диоды с барьером Шоттки – любые малосигнальные диоды, например, 1N5711, ВАТ41 и т. д.

Верхний предел измеряемых уровней напряжений зависит от предельных характеристик выбранного диода и не должен превышать одной трети от максимально допустимого обратного напряжения полупроводника.

«Способ этот не нов – его применяли ещё на заре полупроводниковой электроники. Речь идёт о пропускании через диод небольшого постоянного тока в прямом направлении. Схема детекторной головки такого типа показана на Рис.2.

Рис.2 Схема измерительной головки ВЧ вольтметра с диодами Шоттки

Значение тока через измерительный диод VD1 определяется сопротивлением резистора R1 и в данном случае примерно равно 20 мкА. При этом падение напряжения на диоде будет около 0,2В. Для того чтобы исключить его влияние на результаты измерений, на второй вход мультиметра надо подать точно такое же напряжение. Его можно получить с помощью обычного резистивного делителя, но лучше это сделать введением второго диода Шоттки VD2. Одинаковые напряжения на обоих диодах устанавливают переменным резистором R2 по нулевым показаниям мультиметра в отсутствие напряжения на входе головки.
Этот диод не используется для измерения напряжения, но если его поместить рядом с диодом VD1 (в тепловом контакте с ним), повысится температурная стабильность работы измерительной головки. Это особенно важно при измерении самых малых ВЧ напряжений.
Дело в том, что при изменении окружающей температуры изменения падения напряжения на обоих диодах будут примерно одинаковыми, и балансировка головки не будет нарушаться.
Испытания головки показали, что её чувствительность при малых напряжениях заметно повысилась, а зависимость показаний мультиметра от ВЧ напряжения на входе головки у неё практически совпадает с аналогичном зависимостью для головки с германиевым диодом.

Максимально допустимое обратное напряжение диодов Шоттки ВАT41 — 100 В. Следовательно, максимальное ВЧ напряжение, которое можно измерять головкой с таким диодом — примерно 35 В (действующее значение). Ёмкость перехода диода при обратном смещении 1В не превышает 2пФ.
Измерения показали что у головки с диодом ВАТ41 нет частотной зависимости показаний, по крайней мере до 30 МГц (на более высокой частоте проверка не производилась).
В измерительной головке можно применить и другие импортные диоды, например BAR28, 1N5711 или 1N6263. Все три диода имеют близкие характеристики. Они немного уступают BAR41 по максимально допустимому обратному напряжению (70 В), но имеют заметно меньшую ёмкость — около 2 пФ при нулевом напряжении на диоде (!) и должны работать на частотах несколько сотен мегагерц.

Головку можно запитать и от двух элементов АА, общим напряжением 3В. АА обеспечат работу измерительной головки на протяжении очень длительного времени, даже без отключения питания, поскольку потребляемый ею ток сопоставим с током саморазрядки элементов. При таком питании сопротивление резисторов R1 и R3 следует уменьшить до 300 кОм. Уменьшение тока через диод до 10 мкА не сказывается на характеристиках измерительной головки».

Источник

• ← Чем измерить напряжение в розетке
• Чем измерить насыщение крови кислородом →