Лінійний вольтметр змінного струму

Застосування випрямлячів на напівпровідникових діодах в вольтметра змінного струму з низьким межею вимірювань (0,5 … 1 В) призводить до значної нелінійності шкали, обумовленої нелінійністю їх вольтамперної характеристики. Використання в таких приладах електронних підсилювачів, що дозволяють Лінеаризовані Шкалу, обмежена необхідністю підведення живлення.

У той же час відомий досить лінійний випрямляючий міст [1, 2], плечі якого утворені ділянками колектор-емітер чотирьох транзисторів, що одержують напруга зсуву від джерела сигналу. Робота такого випрямляча докладно описана в [2], принципова схема вольтметра змінного струму на його основі наведена на рис. 1, Вхідний (що вимірюється) напруга подають безпосередньо на емітери транзисторів VT1-VT4 (одна з діагоналей утвореного ним "моста), пропорційний йому струм вимірюють мікроамперметра, включеним між їх колекторами (інша діагональ).

Випробування вольтметра показали, що при використанні транзисторів зазначених на схемі типів, мікроамперметра зі струмом повного відхилення 100 мкА і опорі резисторів R1-R4, що дорівнює 10 кОм, абсолютна величина втрат у випрямлячі при вхідній напрузі вище 0,1 В практично не залежить від його рівня і складає приблизно 40 мВ для навантаження опором 10 кОм (верхня межа вимірів 1 В) і 60 мВ для навантаження 5 кОм (верхня межа – 0,5 В). Іншими словами, шкала вольтметра виявилася лінійною в інтервалах напруг 0.1 … 0,5 і 0,1 … 1 В.

Вольтметр випробовувався при вхідному синусоїдальній, сигналі частотою 10 … 10000 Гц. Передавальні характеристики (залежність показань мікроамперметра РА1 від вхідної напруги) для верхніх меж вимірювань 0,6 і 1 У показані відповідно на рис. 2, а і б. Тут 1 – характеристики ідеального вольтметра, 2 – описуваного, 3 – вольтметра на основі діодного моста (діоди Д2Б).

У приладі можна використовувати будь-які германієвого транзистори зі статичною коефіцієнтом передачі струму h21е не менше 50. Мікроамперметр РА1 – будь-якого типу з струмом повного відхилення 50 … 100 мкА. Верхній межа вимірювань встановлюють підбором резистора R5.

Вольтметр, що не вимагає харчування, може бути використаний, наприклад, для вимірювання змінної напруги або струму в ланцюгах, гальванічно не пов'язаних з джерелом живлення пристрою. Його недолік – кілька підвищений струм, споживаний від контрольованого ланцюга (через шунтуючого дії базових ланцюгів транзисторів VT1-VT4), і відносна складність створення многопредельного вольтметра.

м. Ульяновськ

В. ОВСІЄНКО

ЛІТЕРАТУРА

1. Авторське свідоцтво № 345573. А. К. Овсненко. Однофазний Випрямляч .- Бюлетені "Відкриття, винаходи …", 1972, Л1 22.

2. Овсієнко О. К., Качан Ю. Г., Коваленко М. А. Лінійний випрямляч малих сигналів .- Вимірювальна техніка, 1975. № 6, с. 48.

РАДІО № 11, 1985, с. 43.