Приборы для измерения силы тока и напряжения

При решении задачи, зная амплитуду сигнала U_mj и коэффициенты амплитуды K_aj и формы К_фj, первоначально находят средневыпрямленное значение U_свj и среднеквадратическое U_дj значения сигналов, и затем по известным U_m, U_св, U_д рассчитывают показания каждого из вольтметров. Найдем средневыпрямленное и среднеквадратическое значения сигналов по формулам

Амплитудное значение U_m – наибольшее мгновенное значение напряжения за период.

Действующее значение U_д – корень квадратный из среднего значения квадрата сигнала.

Средневыпрямленное значение U_cв – среднее значение модуля сигнала.

Коэффициент амплитуды – это отношение амплитуды периодически изменяющейся функции к её действующему значению. Для синусоидального тока

Коэффициент формы – это отношение действующего значения периодически изменяющейся функции к её среднему за полпериода значению. Для синусоидального тока

1)Амплитудный детектор(схема 1.) - устройство, значение напряжения на выходе которого соответствует максимальному значению напряжения измеряемого сигнала. Это осуществляется путем запоминания напряжения на конденсаторе. Чтобы цепь реальной нагрузки любого детектора эффективно отфильтровывала полезный сигнал и подавляла паразитные высокочастотные гармоники, необходимо, чтобы отношение 1/(ωс_н) было много меньше R_н, где с_н – емкость выхода фильтра, R_н – сопротивление нагрузки детектора. Сопротивление резистора нагрузки должно быть много больше сопротивления диода в его прямой проводимости. Схема с закрытым входом. В моменты времени, когда на вход поступает положительная полуволна, конденсатор заряжается через диод. За время отрицательной полуволны конденсатор разряжается, т.к. сопротивление нагрузки выбирается достаточно большим. В результате конденсатор заряжен до напряжения, близкого к напряжению выхода. Для выделения постоянной составляющей сигнала, на выходе детектора ставят емкостной фильтр, подавляющий остальные гармоники тока. Вольтметры с амплитудным детектором чаще всего градуированы в действительных значениях.

схема 1.

2) Детектор СрВыпр. (схема 2.)

схема 2.

3) Детектор Действ. (схема 3)

Схема 3.

Задача 5 вариант 9

Измерение напряжений проводится вольтметрами В1, В2, В3 и В4. Вольтметры имеют преобразователи (детекторы) следующих типов : В1 – среднеквадратического (действующего) значения, вход открытый; В2 – средневыпрямленного значения (линейный детектор), вход открытый; В3 – амплитудного значения, вход открытый; В4 – амплитудного значения, вход закрытый. Определите показания каждого из четырёх вольтметров при измерении указанных напряжений