Предположим, к источнику прямоугольного напряжения u (t) амплитудой ±100 В, частотой 50 Гц и скважностью 2 (рис. 42, а)подключены параллельно два вольтметра (рис. 35, б): V1 -электромеханический выпрямительный вольтметр и V2 -электронный вольтметр с термоэлектрическим детектором (ТЭ вольтметр).
Найдем показания приборов, пренебрегая всеми составляющими погрешностей результатов. Первый (выпрямительный) вольтметр V1,реагирующий на среднее выпрямленное значение U с.в. входного напряжения, отградуирован в действующих значениях для случая синусоидального сигнала, т.е. его показания UV1 связаны с его реакцией коэффициентом формы синусоиды (k ф sin = 1,11):
UV1 = U с.в. k ф sin.
Рис.35. Реакция и показания приборов: а - входной сигнал; б - схема включения приборов
В данном эксперименте вольтметр V1,отреагировав на U с.в.= 100 В, покажет UV1 = 100 · 1,11 = 111 В, что не будет соответствовать реальному действующему значению измеряемого напряжения.
Второй вольтметр V2 (электронный термоэлектрический) реагирует на истинное СКЗ напряжения и отградуирован, естественно, тоже в СКЗ. Поэтому его показание UV2 -правильное действующее значение входного сигнала, которое в данном случае равно 100 В.
Отметим, что разница между показаниями двух исправных приборов, подключенных к одному источнику напряжения, довольно велика и составляет более 10 %. Причина - резкая несинусоидальность входного напряжения u (t).
Рассмотрим еще один пример. Два вольтметра: V1 -электронный вольтметр с амплитудным детектором (АД) и V2 - электромеханический вольтметр электромагнитной системы параллельно подключены к источнику несинусоидального напряжения u (t)| (рис. 36, а). Амплитуда измеряемого напряжения U max= ±100 В, частота - 50 Гц, коэффициент амплитуды k а = 2.
Пренебрегая всеми погрешностями, найдем показания приборов (рис. 36, б). Первый вольтметр V1 реагирует на амплитудное значение U maxвходного напряжения, а градуируется в действующих значениях для случая синусоидального сигнала, т.е.его показания UV1 связаны с его реакцией коэффициентом амплитуды k асинусоиды (k а sin = 1,41):
UV1 = U max / k а sin.
В этом эксперименте вольтметр V1,отреагировав на амплитуду U max = 100 В, покажет UV1 = 100:1,41≈ 71 В, что не равно реальному действующему значению измеряемого напряжения. Реальное действующее (среднее квадратическое) значение U с.к.у данного сигнала:
U с.к = U max / k а = 100: 2 = 50 В.
Рис. 36. Реакция и показания приборов: а - входной сигнал; б -схема включения приборов
Второй вольтметр V2 (электромагнитной системы) реагирует именно на действующее значение измеряемого напряжения и отградуирован тоже в СКЗ. Поэтому он покажет правильное действующее значение входного сигнала, которое у данного сигнала равно UV2 = U с.к = 50 В.
И в этом случае столь большая разница (почти в полтора раза!) в показаниях двух приборов, на входе которых один и тот же сигнал - следствие значительной несинусоидальности исследуемого сигнала и различий в их принципах действия.
