Уақыт- импульстік және интегралдаушы вольтметрлер
1.Уақыт-импульстік вольтметр.
2. Интегралдаушы вольтметр.
Уақыт импульстік вольтметрде өлшенетін Uк кернеуі уақыт интервалында сызықтық өзгеретін Uк кернеуімен салыстыру жолымен алдын ала түрлендіріледі. Уақыт импульстік вольтметрдің блок-схемасы мен кернеулер графигі 10 а, б-суретте көрсетілген.
10-сурет
Аспапты старт-импульспен (жіберу) іске қосқанда t1 уақыт сәтінде К кілтін ашатын және сызықтық-өзгеретін кернеу-генераторын (СӨКГ) жіберетін Тг триггері жұмысқа қосылады. СӨКГ шығысында Uк кернеуі сызықтық заң бойынша өзгере бастайды да, КҚ кірісіне кванттайтын импульстер беріледі. t2 уақыт сәтінде Uк =Uх болғанда, салыстырғыш құрылғы СҚ стоп-импульспен триггер және кілт арқылы импульстердің КҚ берілуін тоқтатады. Сонымен, 
уақытта (мұндағы 
кернеуінің өзгеру жылдамдығын сипаттайтын коэффициент) ҚС кірісіне тұрақты жиілікті импульстер генераторынан (ТЖИГ) импульстердің төмендегі саны өтеді:
.
Стоп-импульспен триггер өзінің бастапқы күйіне қайта келіп, К кілті жабылады және СҚ-да N саны көрсетіледі.
Аспаптың қателігінің құраушылары:
1) кванттау қателігі, tx/T0-дан тәуелді;
2) f0 тұрақсыздықтан өткізу қателігі;
3) СҚ-ның істеп кету табалдырығының болу қателігі;
4) сызықтық-өзгеру кернеуінің қисығының сызықтық емес және тұрақсыздық қателігі, яғни К тұрақсыздығынан осы қисық вольтметр-лердің дәлдігін анықтайды.
Қазіргі кезде уақыт-импульстік вольтметрлердің қателігі 
дейін төмендетілген.
Интегралдаушы вольтметр.
Интегралдаушы вольтметрде Ux өлшенетін кернеу алдымен белгілі бір уақытта tх интегралданады, сонан соң екінші қадамында интегратордың шығысында Uи кернеуі интегратордың бастапқы күйіне тұрақты жылдамдықпен қайта келуі арқылы пропорционал уақыттық интервалында tx түрленеді (9.11, а-сурет).
Аспаптың блок-схемасы (9.11, б-сурет) берілген. Аспап шығыс кернеуі Ux кіріс кернеудің уақыт бойынша интегралына пропорционал болатын интергратор ИН-құрылғыдан тұрады. Бастапқы К, К1, К2 кілттері (К1 және К2 – аналогтық кілттер) жабық болады.
t1 өлшеу циклы (9.11, а-сурет) Тг1 триггері арқылы берілген ұзақтықтағы импульс генераторымен (БҰИГ) К1 кілті ашылады. Интергатордың шығысында кернеу 
заңы бойынша арта бастайды. tи интервалынан өткен соң, кернеу 
БҰИГ генераторы К1 кілтін жабады да, К2 кілтін ашады.
Сонымен, t2 уақыт сәтінде ИН кірісіне Uх қарама қарсы таңбадағы U0 кернеуі беріледі. Мұнан басқа, t2 сәтінде БҰИГ берілген импульспен Тг2 триггері арқылы К кілті ашылып, f0 жиілігіндегі импульспен қайтасанақ құрылғының ҚС кірісіне келе бастайды. t3 сәтінде, Uи =Uоп = 0 болғанда салыстырғыш құрылғы СҚ триггер Тг2 арқылы К кілтін ажыратады және КҚ импульстердің келуін тоқтатады.
11-сурет
Импульстердің КҚ кірісіне келіп жету уақыты келесі шартпен анықталады:
, немесе 
,
осыдан
,
мұндағы Ux. оp – tи уақыт ішіндегі кіріс кернеуінің орташа мәні.
Сонымен, есептеу құрылғысының ЕҚ tх уақыт ішінде санауына іліккен импульстер саны былай болады:
.
Қазіргі кезде интегралдаушы вольтметрлер кеңінен қол-данылады. Оның себептерінің бірі - айнымалы тоқтың бөгет кедергілеріне қарсы жоғарылатылған бөгет кедергісінің тұрақтылығы. Шындығында егер өлшенетін сигналда Uи синусоидалы бөгет кедергісі fх жиілігімен қойылса, онда 
(мұндағы n= 1, 2, 3,...) болғанда өлшеу нәтижесіне бөгет кедергісінің әсері болмайды. 
интегралының нөлге теңдігімен түсіндіріледі. Әдетте, tи 50 және 100 жиіліктегі бөгет кедергілердің әсерлеріне есептеліп таңдалады, бұлар басқа кедергілерден басым түсіп тұрады.
Аспаптың қателігін құрайтын қателіктер:
1) tх интервалында кванттаушы импульстердің кванттау қате-лігі;
2) СҚ сезімталдық таблдырығының болуынан туындайтын қа-телік;
3) Т0, tи және U0 тұрақсыздығынан туындайтын қателік;
4) Аналогтық К1 және К2 кілттерінің қалдықтық көрсет-кіштерінің әсерінен туындайтын қателік.
Т0 және tи әсерінен 
, 
шарты орындалса, оңай жойы-лады. Бұл ТЖИГ генераторының импульстерінің көмегімен tи уақыт интервалының құру жолымен орындалады (9.11-суреттегі штрих сызық).
Осы типтегі вольтметрдің қателігі 
дейін төмендетілген.
Интегралдаушы вольтметрдің артықшылығы, олардың жоғары бөгет кедергілерге тұрақтылығында. Интегралдаушы вольтметрдің әсер ету принципін жиілігінің номиналдан ауытқуы 
болатын 40 дБ тәртіптегі қалыпты түрдегі бөгет кедергілердің сөнуін қамтамасыз етеді. 170 дБ тұрақты тоқтың жалпы түрдегі бөгет кедергілерінің және 120 дБ жиілігі 50 Гц бөгет кедергілердің сөнуіне қол жеткізеді.
Интегралдаушы вольтметрлер, әдетте, 3-7 таңбалы сандық есептеу құрылғысымен көп шекті өлшем диапазонды (мысалы, 1, 10, 100 және 1000 В) етіп жасалады. Бұл вольтметрлер өте сезгіш болып келеді. Есептеу құрылғысының кіші разрядының бір бірлігі 0,1 мкВ сәйкес келетін интегралдаушы вольтметрлер бар екендігі белгілі.
Интегралдаушы вольтметрлердің кемшілігі – олардың салыс-тырмалы күрделілігі.
Тақырып бойынша сұрақтар
1. Уақыт-импульс вольтметрлері не үшін қолданылады?
2. Интегралдаушы вольтмер не үшін қолданылады?
3. Уақыт-импульстік вольтмерлерде тұрақты импульстер генераторынан жиілік кірісіне 
уақыт ішінде өтетін импульстер саны қандай формуламен анықталады?
4. Интегралдаушы вольтметрлерде 
уақыт ішінде есептегіш құрылғыға іліккен импультер саны қандай формуламен өрнекпен анықталады?
5. Уақыт-импульстік вольтмердің қателігін құраушыларды көрсетіңіз.
6. Интегралдаушы вольтметрдің қателігін құраушыларды көрсет.
7. Интегралдаушы вольтметрдің кемшілігіне не жатады?
8. Квантталған шама дегеніміз не?
Лекция 29