ції розкиду параметрів елементів при настройці приладу опір доцільно виконати у вигляді ланцюжка з послідовно з'єднаного постійного і змінного резисторів. Наприклад,.
Струм, споживаний вольтметром постійного струму, становить [3]:
. (1.16)
Так як ОУ дуже мало, то його значенням можна знехтувати.
.2 Електронний вольтметр змінного струму
Вольтметр змінного струму призначений для вимірювання інтегральних значень змінних сигналів. Найбільш часто потрібно вимірювати діюче значення напруги. Для цього зазвичай використовуються вимірювальні перетворювачі, безпосередньо формують величину, пропорційну діючим значенням напруги, або вимірювальні перетворювачі випрямного типу.
Для випрямлення вимірюваних змінних сигналів в приладі використовується прецизійний випрямляч, схема якого зображена на рис 1.3.
Рис 1.3 Схема прецизійного випрямляча.
Позитивний вхідний сигнал посилюється і інвертується ОУ DA1. Під дією негативного вихідного сигналу ОУ DA1 відкривається діод VD1 і точка a з'єднується з виходом ОУ DA1 і з входом DA2 через резистор R/2. Негативний сигнал в точці a посилюється вдвічі і інвертується ОУ DA2. Разом з цим на вхід DA2 через резистор R з входу випрямляча надходить позитивний сигнал, який інвертується ОУ DA2 без посилення. У результаті підсумовування на виході DA2 формується позитивний сигнал, рівний вхідного. При негативному вхідному сигналі діод VD1 закритий, а VD2 замикає ланцюг зворотного зв'язку ОП DA1 і напруга в точці а близько до нуля. На вхід DA2 надходить тільки негативний вхідний сигнал, який інвертується, і на виході DA2 формується позитивний сигнал, рівний за модулем вхідного.
Приймемо R=10кОм, тоді R/2=5кОм.
Об'єднавши схеми випрямляча і вольтметра постійного струму, ми отримаємо схему вольтметра змінного струму, яка зображена на рис 1.4.
Рис 1.4. Функціональна схема електронного вольтметра змінного струму
2. Електронний амперметр
. 1 Електронний амперметр постійного струму
Виробляти обробку сигналів в електронних приладах найбільш зручно у вигляді напруги. Тому вимірюваний струм в електронному амперметр необхідно попередньо перетворити в напругу. Схема перетворювача струм-напруга, виконаного на ОУ, наведена на рис 2.1. Тут можна припустити, що вхідний струм дорівнює струму в резисторі R зворотного зв'язку, тому вхідний струм ОУ практично дорівнює нулю. Тому вихідна напруга перетворювача [4]: ??
. (2.1)
У лінійному режимі роботи ОУ вихідна напруга ОП у Ку разів більше, ніж падіння напруги між інвертуючим і неінвертуючий вхід ОП. Враховуючи, що Кy (коефіцієнт посилення ОУ по напрузі) може становити кілька десятків тисяч, можна вважати потенціал инвертирующего входу ОУ рівним нулю. У реальних умовах дійсне значення вхідного опору перетворювача струм-напруга залежить від значень опору резистора зворотного зв'язку R і реального коефіцієнта посилення ОУ.
Рис 2.1 Схема перетворювача струм - напруга виконаного на ОУ.
Припускаємо, що коефіцієнт підсилення операційного підсилювача К140УД2А при розімкнутому ланцюзі зворотного зв'язку 4000. На підставі закону Ома опір резистора зворотного зв'язку [4]: ??
=U ВИХІД М/i ВХ М, (2.2)
де U ВИХІД М і i ВХ М - максимальна вихідна напруга ОУ і максимальне значення вимірюваного струму.
Вибравши U ВИХІД М=10 В і підставивши його в (2.2) матимемо:
=10/0.01=1000 Ом.
Так як прилад повинен мати три діапазону вимірювань: 0,001А; 0,005А; 0,01А, то, щоб прилад не згорів, потрібно розрахувати відповідні шунти. Знаючи, матимемо [4]: ??
Додатковий опір вимірювального перетворювача, як і в попередньому випадку, можна прийняти рівним.
Рис.3.2 Функціональна схема електронного амперметра постійного струму.
.2 Електронний амперметр змінного струму
Амперметр змінного струму призначений для вимірювання інтегральних значень змінних сигналів. Найбільш часто потрібно вимірювати діючі значення. Для цього зазвичай використовуються вимірювальні перетворювачі випрямного типу.
Для випрямлення вимірюваних змінних сигналів в приладі використовуємо прецизійний випрямляч, схема якого зображена на рис 2.3.
Рис 2.3 Схема прецизійного випрямляча.
Позитивний вхідний сигнал посилюється і інвертується ОУ DA1. Під дією негативного вихідного сигналу ОУ DA1 відкривається діод VD1 і точка a з'єднується з виходом ОУ DA1 і з входом DA2 через резистор R/2. Негативний сигнал в точці a посилюється вдвічі і інвертується ОУ DA2. Разом з цим на вхід DA2 через резистор R з входу випрямляча надходить позитивний сигнал, який інвертується ОУ DA2...
