Введение.
Измерение тока и напряжения являются основными при исследовании различных устройств и при контроле их работы. Однако, в радиотехнике преобладающее значение имеет измерение напряжения, а к измерению токов прибегают в довольно редких случаях. Это обусловлено тем, что для описания работы различных радиотехнических устройств используют преимущественно напряжение, а не токи, и экспериментально приходиться измерять эти напряжения. Измерение напряжений в электронных схемах отличаются от подобных измерений в электрических цепях, что объясняется специфическими особенностями электрических сигналов, используемых в электронике и радиотехнике:
- исключительно широкой областью частот – от постоянных до СВЧ (2Ггц);
- большой диапазон измеряемых значений напряжений – от долей микровольта до десятков киловольт;
- малой мощностью источника напряжений.
Измеряют напряжение в электронных и радиотехнических устройствах преимущественно электронными вольтметрами.
Классифицировать электронные вольтметры можно по различным признакам:
- по видам, т.е. по назначению – постоянного тока, переменного тока, импульсного тока, фазочувствительные, селективные, универсальные;
- по типу отсчетного устройства – аналоговые и цифровые;
- по методу измерения – прямого сравнения с мерой и нулевые (компенсационные);
- по измеряемому параметру напряжения – пиковые (амплитудные, среднеквадратического и средневыпрямленного значения;
- по частотному диапазону – НЧ, ВЧ, СВЧ и широкодиапазонные;
- по схеме входа – с открытым и закрытым входом.
При рассмотрении электронных вольтметров, прежде всего, будем делить всю совокупность этих приборов на две большие группы: аналоговые и цифровые. Цифровые вольтметры широко распространены в технике измерения напряжений постоянного и переменного тока. это объясняется многими их достоинствами: высокой точностью, широким диапазоном измерений при высокой чувствительности, отсчетом в цифровой форме, автоматическими выборами пределов и полярности, относительной простотой осуществления документальной регистрации показаний, возможностью получения результатов наблюдений в форме удобной для ввода в ЭВМ, возможностью выхода на интерфейсную шину и включения в состав измерительно-вычислительного комплекса.
Основные недостатки цифровых вольтметров: сложность схемы, более высокая стоимость и меньшая надежность, чем у аналоговых, большие габариты. Однако, достижения в области микроэлектроники способствуют устранению или уменьшению этих недостатков.
При измерении напряжения постоянного тока определяют его значение. Целью измерения напряжения переменного тока является, как правило, нахождение значения какого-либо его параметра. Напряжение переменного тока характеризуют четырьмя основными параметрами: пиковым, средним, средневыпрямленных и среднеквадратическим значениями.
Пиковое значение Um (амплитудное – для синусоидальных сигналов) – наибольшее мгновенное значение напряжение за время измерения (или за период, при разнополярных, несимметричных кривых напряжения различают положительное и отрицательное пиковые значения).
Среднее значение за время измерения (или за период) это – постоянная составляющая напряжения:
U0= 
Средневыпрямленное значение –это среднее значение модуля напряжения:
Uсрв= 
Среднеквадратическое значение напряжения:
U= 
Каждому закону изменения напряжения соответствует определенные количественные соотношения между Um, Uсрв и U. Эти соотношения оценивают коэффициентами амплитуды Ка = 
и формы Кф= 
. Так для гармонического сигнала Ка=1.41; Кф=1.11. Следовательно:
U= 
0.707; Uсрв= 
0.637Um
Основные технические данные цифрового вольтметра Щ-304.
1. Пределы измерений, входные сопротивления Rвх на постоянном токе, пределы допускаемой основной погрешности 
од в расширенной до 120% области измерений на всех пределах указаны в таблице №1.
2. Класс точности прибора 0.05
3. Пределы допускаемой дополнительной погрешности, вызванной изменением температуры окружающего воздуха от нормальной, до любой температуры в пределах от 10 до 35 градусов по Цельсию, равен пределу допускаемой основной погрешности од на каждые 10 градусов изменения температуры.
4. Прибор удовлетворяет требования п.2 в части пределов допускаемой основной погрешности, при изменении напряжений питания от 187V до 242V.
Таблица №1
| Верхний предел диапазона измерений | од, %
| Входное сопротивление
Rвх, M 
|
| 1 mv | 
|
|
| 10 mv | 
|
|
| 100 mv | 
|
|
| 1 V | 
|
|
| 10 V |
|
|
| 100 V |
|
|
| 500 V |
|
|
Примечание. Uk –верхний предел;
Ux –показания прибора.
5. Дополнительная погрешность прибора, вызванная воздействием внешнего магнитного поля с индукцией 0.4 
, синусоидально изменяющееся во времени с частотой сети питания, не превышает половины предела допускаемой основной погрешности.
6. Прибор Щ-304 выдерживает в течении 1 min напряжение, равное конечному значению ближайшего диапазона измерения, на всех диапазонах с индикацией перегрузки на табло прибора значения “12000”, кроме предела 500V. На пределе 500V допускается воздействие в течении 1 min напряжения 600V. Прибор Щ-304 выдерживает в течении 1 min напряжение равное 1.5 конечного значения диапазона измерений, и десятикратную перегрузку в течении 10S на пределе 1V.
7. Полярность измеряемого напряжения определяется автоматически.
8. Прибор имеет автоматический и внешний запуск.
9. Отсчет результата измерения производится по отсчетному устройству, индицирующему:
-полярность измеряемого напряжения;
-пять цифр отсчета;
-десятичную запятую (точку).
Прибор сохраняет результат измерений до ввода новой информации.
10. Коэффициент ослабления внешней помехи не хуже:
60 dB –для помехи нормального вида, представляющей собой напряжение частоты питающей сети, приложенное ко входу прибора, величиной не более 100% от предела измерений при отсутствии входного сигнала постоянного тока и не более 20% от предела измерений при входном сигнале, равном пределу измерений;
80 dB –для помехи общего вида, представляющей собой напряжение частоты питающей сети, приложенной ко входу прибора относительно корпуса при несимметрии входа 1K ; 120 dB –для помехи общего вида, представляющей собой напряжение постоянного тока, приложенное ко входу прибора относительно корпуса при несимметрии входа 1K .
11. Периодичность ручной калибровки не менее 8часов на всех
нулей на пределе 1mV - 0,5 часа в течении первых двух часов после установления рабочего режима и 1 час при последующей работе без выключения, на пределе 10 mV –8 часов, на остальных пределах – 24 часа.