Осциллограф RTM2052

Технические характеристики RTM1052

Необходимость измерения крайне низких постоянных напряжений возникает во многих технических областях, например, при поиске блуждающих токов, контроле катодной защиты трубопроводов и т.д. Обычно такие напряжения измеряют цифровыми вольтметрами с использованием измерительных усилителей постоянного напряжения (ИУПН). От постоянства коэффициента преобразования, который является их характеристикой, зависит общая точность измерений. Поэтому ИУПН должны тщательно проверяться на линейность передаточной характеристики в пределах динамического диапазона.

Наиболее простой способ определения линейности передаточной характеристики ИУПН состоит в использовании метода приращений, который состоит в следующем. На вход подается постоянное напряжение, которое увеличивается с фиксированным шагом до значений сверх верхней границы динамического диапазона. Входное и выходное напряжение измеряется вольтметрами или мультиметрами на каждом шаге измерений, при необходимости используются предусилители, прошедшие поверку. Затем для входных и выходных напряжений рассчитывается отношение их приращений на каждом шаге, равное значению коэффициента преобразования. По стабильности его значения делается вывод о линейных свойствах ИУПН.

Такой подход основан на использовании наиболее простых средств измерений. Однако у него есть ряд недостатков:

• — ИУПН часто работают с очень малыми напряжениями, которые нельзя точно выставить на широко распространенных источниках постоянного напряжения, поэтому для измерений требуются аттенюаторы, что вносит дополнительные погрешности;
• — при шаговом изменении входного напряжения могут быть пропущены выбросы, вызванные локальными нелинейностями;
• — требуется вторичная обработка результатов измерений, сильно замедляющая и осложняющая тестирование по принципу «годен/не годен».

Практика выполнения радиотехнических измерений показала необходимость их оптимизации. В случае необходимости тестирования большой партии ИУПН измерения по представленной схеме станут неоправданно затянутыми. Поэтому следует использовать современный и продуктивный метод, основанный на представлении о фигурах Лиссажу. В качестве входного используется сигнал треугольной формы с пиковым значением, несколько превышающим верхнюю границу динамического диапазона ИУПН, и большим периодом, порядка 0,01…0,1 с. Этого достаточно, чтобы пренебречь влиянием переходных процессов в ИУПН. В качестве средства регистрации используется двухканальный осциллограф в режиме развертки X-Y. Его каналы подключаются к входу и к выходу ИУПН. При постоянстве коэффициента преобразования отображаемая на экране характеристика будет линейной в пределах динамического диапазона. По отклонению передаточной характеристики от прямой формируется заключение о линейности ИУПН и границах динамического диапазона.

Из содержания метода следует, что точность измерений будет зависеть от выбранного осциллографа. Как известно, электронно-лучевые образцы допускают возможность ошибки до половины цены младшего деления шкалы из-за конечной ширины луча и обычно характеризуются погрешностью вертикальной развертки более 2…5%, что делает возможным их применение только в некритичных случаях. Задача исследования линейности требует повышенной точности измерений, иначе нелинейность осциллографических каналов может быть идентифицирована как нелинейность ИУПН.

С учетом возможности решения многих других задач, возникающих в радиолабораториях, и высокой точности для проверки линейности ИУПН можно рекомендовать двухканальный осциллограф RTM2052, имеющий полосу пропускания 500 МГц. Его минимальная чувствительность составляет 1 мВ/дел, что часто позволяет обойтись без предусиления входного сигнала ИУПН. Это повышает точность измерений. Разрешение по амплитуде составляет 8 бит, оно соответствует относительной погрешности менее 0,4%. Таким образом, максимальная погрешность измерений не превысит 0,8%, что в принципе недостижимо для портативных приборов и электронно-лучевых осциллографов.