Таблица коэффициентов преобразования для сигналов переменного тока различной формы
М. J. Salvati.
Фирма Sony Corp. of America (Лонг-Айленд-Сити, Нью-Йорк)
При использовании приведенной ниже таблицы коэффициентов преобразования можно расширить возможности любого, имеющегося в наличии вольтметра переменного тока. Данная таблица позволяет очень просто при помощи любого вольтметра переменного тока измерять любой параметр ряда сигналов переменного тока.
Большинство вольтметров переменного тока рассчитано на точное измерение одного какого-либо параметра сигнала, например полного размаха сигнала, амплитудного значения (значения от нуля до максимума), среднеквадратичного (эффективного) значения или среднего значения сигнала. Такое ограничение может причинить известные неудобства в тех случаях, когда не имеется в наличии соответствующего прибора для измерения необходимого параметра сигнала или при измерении сигналов несинусоидальной формы.
В то же время при использовании данной таблицы коэффициентов преобразования можно почти любой вольтметр переменного тока применить для точного измерения полного размаха, амплитудного значения, среднеквадратичного значения и среднего значения ряда импульсных и синусоидальных сигналов, а также сигналов треугольной формы.
Наиболее полезными, по-видимому, будут приведенные в таблице коэффициенты преобразования для приборов, измеряющих среднее значение, но проградуированных в среднеквадратичных значениях, поскольку в этом случае чаще всего наблюдаются путаница и ошибки при измерении сигналов несинусоидальной формы.
Таблица используется следующим образом:
находится коэффициент преобразования для используемого типа вольтметра и значение сигнала, которое необходимо измерить, и затем показание вольтметра просто умножается на данный коэффициент.
Предположим, требуется определить среднеквадратичное значение сигнала пилообразной формы, а в наличии имеется вольтметр переменного тока, который реагирует на среднее значение и проградуирован таким образом, чтобы его показание было равно среднеквадратичному значению синусоидального сигнала.
Из таблицы следует, что в данном случае коэффициент преобразования будет равен 1,038. Показание прибора следует поэтому умножить на это число. Для измерения прямоугольных импульсов с коэффициентом заполнения, отличным от 50%, сначала необходимо найти их действительный коэффициент заполнения D и затем изменить показание вольтметра, как указано в таблице. Коэффициенты преобразования, приведенные для белого (гауссова) шума, являются приблизительными величинами. Точность определения некоторых из коэффициентов преобразования, приведенных в таблице, зависит от того, насколько точно измеряемые сигналы по своей форме совпадают с идеальными. Искажения в питающей сети и неидеальность выпрямителей могут вносить значительные погрешности в результаты измерения выпрямленного синусоидального напряжения. Кроме того, большие погрешности будут давать простые пиковые детекторы (выпрямители) с последовательно включенными конденсаторами при их использовании для измерения сигналов несимметричной формы, например выпрямленных синусоидальных или симметричных прямоугольных сигналов и импульсных сигналов.
Градуировка вольтметра
| Форма сигнала | Полный размах | Истинная амплитуда | Измеряет амплитуду, градуирован в эфф. значен. для синусоидального сигнала | Эфф. значение | Измеряет среди значение, градуирован в эфф. значен. для синусоидального сигнала | Истинное среднее значение | |
 |
pk-pk 0-pk эфф. средн. |
1.000 0.500 0.353 0.318 |
2.000 1.000 0.707 0.637 |
2.828 1.414 1.000 0.900 |
2.828 1.414 1.000 0.900 |
2.828 1.414 1.000 0.900 |
3.140 1.570 1.111 1.000 |
 |
pk-pk 0-pk эфф. средн. |
1.000 1.000 0.707 0.637 |
1.000 1.000 0.707 0.637 |
1.414 1.414 1.000 0.900 |
1.414 1.414 1.000 0.900 |
1.414 1.414 1 000 0.900 |
1.570 1.570 1.111 1.000 |
 |
pk-pk 0-pk эфф. средн. |
1.000 1.000 0.500 0.318 |
1.000 1.000 0.500 0.318 |
1.414 1.414 0.707 0.450 |
2.000 2.000 1.000 0.637 |
2.828 2.828 1.414 0.900 |
3.140 3.140 1.570 1.000 |
 |
pk-pk 0-pk эфф. средн. |
1.000 0.500 0.500 0.500 |
2.000 1.000 1.000 1.000 |
2.828 1.414 1.414 1.414 |
2.000 1.000 1.000 1.000 |
1.800 0.900 0.900 1.900 |
2.000 1.000 1.000 1.000 |
 |
pk-pk 0-pk эфф. средн. |
1.000 1.000 0.707 0.500 |
1.000 1.000 0.707 0.500 |
1.414 1.414 1.000 0.707 |
1.414 1.414 1.000 0.707 |
1.800 1.800 1.272 0.900 |
2.000 2.000 1.414 1.000 |
 |
pk-pk 0-pk эфф. средн. |
1.000 1.000 D1/2 D |
1.000 1.000 D1/2 D |
1.414 1.414 1.414D1/2 1.414 D |
1/D1/2 1/D1/2 1.000 D1/2 |
0.9/D 0.9/D 0.9/D1/2 0.9D |
1/D 1/D 1/D1/2 1.000 |
 |
pk-pk 0-pk эфф. средн. |
1.000 0.500 0.289 0.250 |
2.000 1.000 0.577 0.500 |
2.828 1.414 0.816 0.707 |
3.464 1.732 1.000 0.867 |
3.600 1.800 1.038 0.900 |
4.000 2.000 1.153 1.000 |
 |
pk-pk 0-pk эфф. средн. |
Cм. примечания См. примечания Cм. примечания См. примечания |
- - 1.000 0.798 |
- - 1.127 0.900 |
- - 1.253 1.000 |
1. Кажущийся полный размах шума (ширина участка экрана, занимаемого изображением осциллограммы) ~ 6 эфф. значений (при 99,5 %-ной вероятности мгновенного шумового выброса, превосходящего этот уровень)
2. Тангенциально измеренный полный размах шума ~ 2 эфф. значения
3. Кажущийся полный размах шума ~ 3 тангенциально измеренных размаха шума: Таблица (графическое представление)
