Преобразователь действующего (среднеквадратичного) значения
Такие преобразователи имеют более сложное построение и применяются в тех случаях, когда необходимо измерить действующее значение переменного напряжения неизвестной формы. Преобразователь должен выполнять следующие операции:
-возведение в квадрат мгновенных значений напряжения,
-интегрирование,
-извлечение квадратного корня.
Наиболее сложная операция –это возведение в квадрат мгновенных значений напряжения. Эта операция может выполняться на основе электронного элемента с квадратичной вольтамперной характеристикой. В качестве такого элемента могут использоваться полупроводниковые диоды, у которых, как известно, начальный участок вольтамперной характеристики близок к квадратичной функции. Однако этот участок характеристики слишком мал, поэтому для точных приборов этот метод не подходит. Для точных приборов используют схемы квадратичной аппроксимации участками линейной функции. Чем больше участков линейной функции, тем точнее получают квадратичную вольтамперную характеристику. Однако такие схемы громоздки и используются редко.
Операция интегрирования осуществляется на аналоговых интеграторах, которые используют конденсатор, как основной интегрирующий элемент. Для повышения точности интегратора применяют усилители постоянного тока. При применении электромеханических отсчетных устройств операция интегрирования выполняется в самом отсчетном устройстве за счет инерционности стрелки прибора и других механических узлов.
Операция извлечения квадратного корня осуществляется путем нелинейной градуировки шкалы прибора.
На практике применяют также термоэлектрические преобразователи. В них используется следующий физический эффект: Если на нагреватель подать переменный электрический ток, то количество выделенного тепла будет пропорционально действующему значению переменного тока. Если выделенное тепло направить на термопару, то ток с термопары окажется пропорциональным количеству выделенного тепла, то-есть, действующему значению переменного тока. На рис. 13 дана структурная схема прибора на основе термопреобразователя.
Рис. 13
Измеряемый переменный ток подается на нагреватель, тепло от которого поступает на термопару. Термоток с термопары подается на стрелочный измерительный прибор магнитоэлектрической системы. Показание прибора будет соответствовать действующему значению измеряемого переменного тока. Нагреватель и термопара изготавливаются в одном корпусе, такое устройство называется термоэлектрическим датчиком.
Достоинство прибора: широкий частотный диапазон, в том числе СВЧ.
Недостаток: низкий класс точности.
Применяется:
- при измерениях переменных напряжений и токов со сложной формой сигнала,
-при измерении мощности шумового сигнала,
-при СВЧ измерениях.