Измерение действующего (эффективного) значения напряжения, силы тока. Схема измерительного прибора. Конструкция измерителя

Схема прибора для измерения действующего значения напряжения / силы тока (10+)

Измерение действующего значения напряжения - схема

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

По определению действующее (эффективное) значение напряжения - величина постоянного напряжения, при приложении которого к резистивной нагрузке будет выделятся такая же мощность, как и при приложении к этой же нагрузке напряжения измеряемого сигнала. Действующее (эффективное) значение силы тока - величина постоянного тока, при прохождении которого через резистивную нагрузку будет выделятся такая же мощность, как и при прохождении через ту же нагрузку тока измеряемого сигнала. Подробнее о действующих (эффективных) напряжении и силе тока.

Если форма сигнала постоянна и известна, то действующее значение можно вычислить, опираясь на амплитудное значение или другие параметры сигнала. Но что делать, если сигнал сложной формы? Как измерять действующее напряжение сложных сигналов?

Теоретические основы

Вспомним, что:

[Рассеиваемая мощность, Вт] = [Напряжение, В]^2 / [Сопротивление нагрузки, Ом]

[Рассеиваемая мощность, Вт] = [Сила тока, А]^2 * [Сопротивление нагрузки, Ом]

Подробнее о мощности, рассеиваемой резистивной нагрузкой.

Таким образом, чтобы определить эффективное значение напряжения или силы тока, нужно вычислить среднее квадратичное мгновенных значений напряжения или силы тока сигнала за некоторый промежуток времени. Для этого воспользуемся схемами для выполнения арифметических действий с сигналами. Возведем входной сигнал в квадрат, усредним с помощью интегрирующей цепи, извлечем из полученного на выходе интегрирующей цепи напряжения квадратный корень. Это и будет искомое эффективное значение.

Схема

D1, D2 - Интегральный перемножитель сигналов 525ПС2 или AD530

V - Вольтметр для измерения от 0 до 10В.

R1, R2, R3, R4, R5, R6 - Подстроечные резисторы 20 кОм.

R8 - Подстроечный резистор 10 кОм.

R7 - Резистор 10 кОм. C1 - Электролитический конденсатор 10 мкФ, 25 В. Эти конденсатор и резистор можно подобрать, чтобы получить нужное время реакции на изменение сигнала.

Питание осуществляется от двухполярного источника +- 15 В с общим выводом.

Данная схема предназначена для измерения эффективного значения напряжения, подаваемого на вход U, в интервале от 0 до 10 В. Для измерения в других пределах на входе нужно установить делитель напряжения или усилитель постоянного тока на операционном усилителе с нужным коэффициентом усиления. Для измерения силы тока нужен преобразователь тока в напряжение. Они обычно выполняются на основе шунта или трансформатора тока и операционного усилителя.

Наладка

Наладка схемы сводится к балансировке обоих микросхем с помощью резисторов R1, R2, R3, R4, R5, R6. Описание процесса балансировки. Балансировка выполняется отдельно для каждой микросхемы. Далее с помощью резистора R8 устанавливается нужный масштаб шкалы вольтметра.

(читать дальше...) :: (в начало статьи)

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи. [2] сообщений.

Можно ли приведенную Вами схему измерения действующего значения проверить при подаче на вход постоянного напряжения? Читать ответ...