MILIVOLTMETRE ELECTRONICE

MILIVOLTMETRE ELECTRONICE

Milivoltmetrele electronice sunt aparate destinate sa masoare tensiuni foarte mici, de ordinul milivoltilor. Pentru arealiza acest lucru , milivoltmetrele contin in constructia lor un amplificator care mareste tensiunea de masurat pana la o valoare suficienta pentru a fi aplicata unui circuit de masurare.

Amplificatoarele folosite in milivoltmetre trebuie sa prezinte :

Impedanta de intrare mare;

Amplificare mare;

Stabilitate buna in functionare;

Distorsiuni neliniare foarte mici;

Zgomot de fond redus;

Banda larga de frecvente ( pentru amplificatoarele de curent alternativ );

Deriva de curent mica ( pentru amplificatoarele de curent continuu );

Toate aceste conditii se indeplinesc alegand scheme electrice convenabile, care folosesc de obicei reactii negative puternice.

Pentru milivoltmetrele cu mai multe scari, amplificatorul se calculeaza pentru scara cea mai mica; in cazul masurarii unor tensiuni mai mari, acestea se reduc corespunzator cu un divizor de tensiune.

Milivoltmetrele pot fi de curent alternativ sau de curent continuu.

1.MILIVOLTMETRE ELECTRONICE DE

CURENT ALTERNATIV

Milivoltmetrele de curent alternativ sunt in mod obisnuit de tipul amplificator-detector. Amplificatoarele de curent alternativ folosite in milivoltmetre nu ridica probleme speciale, realizandu-se usor cerintele impuse unor astfel de amplificatoare.

In figura 10 este prezentata schema unui milivoltmetru de curent alternativ care masoara tensiuni de la 10 mV la 300V, in 10 game, si functioneaza in banda de frecvente de 20Hz 3MHz. Impedanta de intrare este de 500 pentru gamele inferioare si 1M pentru gamele superioare. Pentru asigurarea unei impedante mari de intrare, amplificatorul are primele doua etaje realizate sub forma a doua receptoare pe emitor in casacada. Divizorul de tensiune pentru primele cinci game (10mV . 1V) este amplasat inaintea tranzistorului T₃ si este comandat de comutatorul S_c.     Pentru ultimele cinci game (3V . 300V) se introduce o atenuare suplimentara de 300 ori cu comutatorul S_a, montat la intrarea milivoltmetrului.

Deoarece primele doua tranzistoare de montaj emitor comun au o amplificare de aproxomativ 1, amplificarea propriu-zisa se obtine cu tranzistoarele T₃ si T₄ .

Circuitul de detectie, realizat cu o punte de patru diode semiconductoare, este montat la iesirea amplificatorului. Aparatul magnetoelectric din diagonala puntii are indicatiilr proportionale cu valoarea medie a tensiunii masurate, dar gradat in valori efective ale tensiunilor sinusoidale.

2.MILIVOLTMETRE ELECTRONICE DE

CURENT CONTINUU

Milivoltmetrele electronice de curent continuu necesita utilizarea unor amplificatoare de curent continuu. Acestea pot fi cu cuplaj direct sau cu modulare- demodulare.

a) MILIVOLTMETRE ELECTRONICE CU AMPLIFICATOARE CU CUPLAJ DIRECT

Amplificatoarele cu cuplaj direct au legaturile intre etaje realizate direct sau prin rezistente. O problema deosebita a acestui tip de amplificatoare este deriva zeroului, ce se manifesta prin deviatia indicatiei instrumentului indicator in jurul punctului de zero, in absenta semnalului de intrare.

Datorita derivei, care se face simtita la variatii de temperatura, milivoltmetrele cu cuplaj direct au o sensibilitate mai redusa.

Un exemplu de milivoltmetru cu cuplaj direct este reprezentat in figura 11. Aparatul are o impedanta de intrare de 1MΩ si masoare tensiuni intre 10mV si 32V, in opt game comandate de divizorul tensiune prevazut la intrare. Amplificatorul, de tip diferential, are doua etaje realizate cu tranzistoare cu siliciu. Instrumentul indicator este montat intre emitoarele celui de-al doilea etaj. Nulul se regleaza cu potentiometrele R₃ (intrare in scurtcircuit) si R₂ (intrare in gol). Cu potentiometrul R₄ se calibreaza capatul de scara al instrumentului indicator.

b) MILIVOLTMETRE DE CURENT CONTINUU CU MODULARE-DEMODULARE

Pentru a evita deriva termica, se folosesc amplificatoare de curent continuu cu modulare-demodulare. Schema bloc a unui milivoltmetru realizat cu u astfel de amplificator este reprezentata in figura 12. Semnalul de curent continuu de masurat este transformat intr-un semnal de curent alternativ de un modulator comandat de un oscilator. Semnalul de curent alternativ obtinut la iesirea modulatorului este amplificat cu un amplificator de curent alternativ, care se realizeaza mult mai usor decat un amplificator de curent continuu si fara deriva a zeroului. Dupa amplificare se face o demodulare cu un circuit de detectie care transforma semnalul de curent alternativ intr-un semnal de curent continuu. Circuitul de detectie functioneaza sincron cu modulatorul, fiind comandat de acelasi oscilator. Semnalul de curent continuu obtinut dupa detectie se masoara cu un instrument indicator magnetoelectric.