Вольтметр действующего значения

Почему все-таки лампочка? Напря­жение на накале кинескопа имеет боль­шой динамический диапазон, ввиду большой его амплитуды во время об­ратного хода. Мостик, приведенный на рис. 1, и обозначеный как А, В, С и D, балансируется при напряжении 2,7 В, что, по сравнению с номинальным на­пряжением лампочки (24 В), составля­ет почти 10-ю часть. На столько же мо­гут быть больше и выбросы измеряе­мого напряжения, по сравнению с его действующим значением.

К примеру, поданный на вход мос­тика (точки А и В) меандр, с амплиту­дой 27 В и скважностью около 10, не только не принесет ущерб лампочке, но и сбалансирует мост. От сюда, если не ошибаюсь, следует перегрузочная спо­собность по напряжению в 20 дБ.

Теперь о точности измерений и, для начала, на постоянном токе. Все изме­рения производились цифровым тесте­ром ХВ-866 с автоматическим выбором предела. Типа лампочки не знаю, но она представляет из себя баллон в виде длинного цилиндра с заостренным кон­цом со стороны выводов цоколя, а цо­коль - из двух П-образно изогнутых длинных пластинок, приклееных к бал­лону, и которые очень часто отклеива­ются (лучше сразу надеть на них кемб- рик или обмотать нитку с клеем), а с другого конца - пластмассовый нако­нечник с заостренным плоским концом. Параметры такой лампочки оказались стабильными к встряскам. Для началь­ных измерений потенциометр R1 заме­няем резистором МЛТ-1 с сопротивле­нием 2,2 кОм, предварительно измерив его значение (измеренное мною значе­ние составило 2,15 кОм). Трансформа­тор Тг1 отпаиваем и на его место (к точ­кам С и D) подключаем вольтметр. По­даем на вход напряжение с любого ре­гулируемого источника питания с вер­хним пределом регулирования не ме­нее 20 В. Изменяя входное напряжение, балансируем мостик по минимуму по- казаий вольтметра (менее 100 мкВ). Пе­реключаем вольтметр на вход и изме­ряем напряжение ИП. Измеренное зна­чение составило 19,4 В (Uv). Затем из­меряем напряжение балансировки (Ub) на точках А и В. Измеренное значение

составило 2,7 В. Теперь, хотя его и мож­но вычислить, для повышения точнос­ти измеряем напряжение на установ­ленном нами резисторе R1, которое составило 16,55 В. Все эти измерения надо записать, т.к. они очень нужны в дальнейшем.

Затем я разбалансировал мост на выходе на 10 мВ. Напряжение на входе при этом изменилось всего на 1,6% (19,75 В). После этого я выключил ис­точник, спустя минут 5 подал на вход напряжение 19,4 В, при котором немно­го ранее мы сбалансировали мостик. Напряжение на выходе мостика соста­вило 500 мкВ, что меньше 10 мВ в 20 раз. В результате можно предположить, что долговременная стабильность равна 1,6%/20 = 0,08%. Далее я на­грел резистор R1 (МЛТ-1) паяльником (пока палец терпел) и сбалансировал мост. Изменение входного напряже­ния оказалось на 0,67%! А это гово­рит о необходимости применения тер­мостабильных резисторов, но для точ­ных измерений, даже в таком простом устройстве. Теперь вычислим ток ба­лансировки, разделив 16,55 В на зна­чение резистора R1 =2,15 кОм (изме­ренное ранее на резисторе R1) и по­лучим ток баланса lb = 7,7 мА. Теперь можно записать формулу баланса: Uv = lb*R1+Ub. Для ее проверки за­меним R1 на 0,991 кОм (измеренное значение резистора в 1 кОм). Расчет­ное значение при этом составит 0,991 *7,7+2,7 и равно 10,331 В. А изме­ренное составило 10,35 В. Получаем ошибку измерения 0,184%.

Теперь об измерении на реаль­ных телевизорах.

 Ввиду отсутствия вольтметра действующего значения в качестве эталона были выбраны два те­левизора Philips. Первый 29РТ8419/93 с кинескопом A68QCP891X500. Он примечателен тем, что накал кинес­копа в нем питается постоянным на­пряжением. Поэтому напряжение на­кала было измерено обычным вольт­метром и составило 6,25 В. Второй те­левизор 29PT7322/56R с кинескопом A68QCP691Х500. В нем накал питает­ся без выпрямления, через резистор и дроссель в 27 мкГн. Последний прида­ет импульсу обратного хода небольшую треугольность. После балансировки со­противление резистора R1 составило 0,486 кОм. Соответственно напряжение на входе 0,486*7,7+2,7 = 6,442 В. При­нимая напряжение первого телевизо­ра за 100%, получаем расхождение в 3%. Если же считать стандартом 6,3 В, то погрешность первого телевизора со­ставит 0,794% , а второго - 2,25%.

Теперь о диапазоне измерений. Нижний диапазон не менее Vb = 2,7 В, верхний зависит от R1 и был вычис­лен по формуле R1 = (Umax - Ub)/lb, где Umax - верхний диапазон изме­рения. В нашем случае он составит 7,7*1+2,7= 10,4 В.

Детали

В конструкции можно применить постоянные резисторы МЛТ-0.25. Ре­зистор R1 группы А и мощностью 1 Вт. В качестве трансформатора Тг1 при­меним практически любой фильтр из импульсного источника питания. Об­мотки в таком фильтре намотаны на разных секциях, что понижает емкость между ними. Конденсатор любой ке­рамический.

Александр Мулындин

г. Ал маты