Məmmədov N. R.,Aslanov Z. Y.,Seydəliyev İ. M.,Hacızalov M. N.,Dadaşova K. S

 

 

 

 

 

 

 

161 

 

Fəsil 5 

ELEKTRON ANALOQ ÖLÇÜ CİHAZLARI 

 

5.1. Ümumi məlumatlar 

 

Elektron  analoq  ölçü  cihaz  və  çeviriciləri  elə  ölçmə 

vasitələridir  ki,  onlarda  ölçmə  informasiya  siqnallarının 

çevrilməsi  analoq  elektron  qurğularının  köməyi  ilə  həyata 

keçirilir.  Elektron  analoq  ölçmə  vasitələrində  çıxış  siqnalı 

ölçülən  kəmiyyətin  kəsilməz  funksiyasıdır.  Ölçmə 

vasitələrində  elektron  qurğularının  tətbiqi  ilk  növbədə  belə 

ölçmə  vasitələrinin  bir  sıra  mühüm  metroloji  və  digər 

funksional  xarakteristikalarının  yüksəldilməsi  imkanı  ilə 

şə

rtlənir.  

Elektron  analoq  ölçü  cihazlarının  daha  mühüm 

metroloji  xarakteristikaları  bunlardır:  yüksək  həssaslıq, 

ölçmələrin geniş diapazonu, ölçmə dövrəsindən nisbətən az 

güc  tələb  etməsi  (yaxud  böyük  giriş  müqaviməti),  ölçülən 

kəmiyyətlərin geniş tezlik diapazonu. 

Analoq  elektron  texnikasının  tətbiqi  siqnalların 

çevrilməsində xətaların artmasına səbəb ola bilər. Ona görə 

də  bir  çox  hallarda  analoq  cihazları  nisbətən  aşağı  dəqiqlik 

siniflərinə malik olur. 

Ölçmə  vasitələrində  siqnalların  vizuallaşmasına 

imkan verən elektron-şüa borularından istifadə etdikdə geniş 

funksional imkanlar  yaranır. Birinci növbədə belə imkanlar 

elektron-şüa ossiloqraflarında reallaşır. 

Elektron  ölçmə  vasitələri  prinsipcə  praktiki  olaraq 

bütün  elektrik  və  çox  sayda  qeyri-elektrik  kəmiyyətləri 

ölçmək üçün tətbiq edilə bilər. Elektron ölçmə vasitələrinin 

belə nadir imkanları ölçmə çeviricilərinin yaradılmasında öz 

tətbiqini tapmışdır. Belə çeviricilər daha çox məlumat ölçmə 

sistemlərində istifadə edilir. 

Göstərən  ölçmə  vasitələrindən  -  cihazlarından- 

hazırda  elektron-şüa  ossilloqrafları,  elektron  voltmetrlər, 

162 

 

ommetrlər,  spektr  analizatorları  və  s.  kimi  elektron  ölçü 

cihazları  geniş  yayılmışdır.  Bu  cihazlar  onları  digər  ölçmə 

vasitələrindən  müsbət  cəhətdən  fərqləndirən  bir  sıra 

üstünlüklərə  malikdir.  Eyni  zamanda  analoq  cihazları, 

məsələn,  tezlikölçənlər  və  fazometrlər  müvafiq  rəqəmsal 

cihazlar ilə sıxışdırılır. Buna səbəb həmin parametrlərin kod 

siqnallara çevrilməsinin nisbətən sadəliyidir. 

 

5.2. Elektron voltmetrlər 

 

Daha  geniş  yayılmış  voltmetrlər  təyinatına  və  iş 

prinsipinə  görə  sabit  cərəyan,  dəyişən  cərəyan,  universal, 

impuls və selektiv voltmetrlərə bölünür. 

Sabit  cərəyan  voltmetrləri.  Belə  voltmetrlərin 

sadələşdirilmiş struktur sxemi şək. 5.1-də göstərilmişdir. 

 

 

Şə

k. 5.1. Sabit cərəyan voltmetrinin sadələşdirilmiş struktur sxemi: 

 GB-giriş gərginlik bölücüsü; SCG-sabit cərəyan gücləndiricisi; 

ÖM-maqnitoelektrik ölçmə mexanizmi 

 

 Ölçmə  mexanizminin  göstəricisinin  meyillənmə 

bucağı: 

x

V

x

U

SCG

GB

U

k

U

S

k

k

=

=

α

, 

burada 

GB

k

, 

SCG

k

  -  uyğun  olaraq  GB  və  SCG-nin  çevirmə 

(bölmə 

və 

gücləndirmə) 

ə

msalları; 

U

S

- 

ölçmə 

mexanizminin 

gərginliyə 

həssaslığı; 

V

k

- 

elektron 

voltmetrinin çevirmə əmsalı; 

x

U

- ölçülən gərginlikdir. 

           Gərginlik  bölücüsünün  və  gücləndiricinin  ardıcıl 

qoşulması  bütün  elektron  voltmetrlərin  qurulmasının 

xarakterik  xüsusiyyətidir.  Belə  struktur  ümumi    (

SCG

GB

k

k

) 

çevirmə  əmsalının  geniş  dəyişməsi  hesabına  voltmetrləri 

163 

 

geniş  ölçmə  diapazonlu  çoxhədli  etməyə  imkan  verir. 

Gələcəkdə  struktur  sxemlərini  sadələşdirmək  üçün 

şə

killərdə giriş bölücüsünü təsvir etməyəcəyik. 

          Sabit cərəyan voltmetrlərində istifadə edilən SCG-nin 

çatışmayan  cəhəti  onun  gücləndirmə  əmsalının   

SCG

k

 

dəyişməsində və sıfırın dreyfində (çıxış siqnalının özbaşına 

dəyişməsində)  özünü  büruzə  verən  qeyri-stabil  işləməsidir. 

Bununla  əlaqədar  olaraq  kiçik  gücləndirmə  əmsallı  SCG 

tətbiq  edilir  ki,  o  da  sabit  cərəyan  voltmetrlərini  az  həssas 

edir.  Bir  qayda  olaraq  ölçmələrin  yuxarı  həddi  bir  neçə 

millivoltdan,  yaxud    onlarla  millivoltdan  kiçik  olmur.  Bu 

zaman  voltmetrin  kifayət  qədər  böyük  giriş  müqaviməti 

təmin edilir.  

          SCG-nin  qeyri  stabilliyinin  təsirini  azaltmaq  üçün 

sabit cərəyan voltmetrlərində ölçmələrdən əvvəl “sıfırın” və 

gücləndirmə  əmsalının  tənzimlənməsinin  mümkünlüyü 

nəzərdə tutulur. 

           Sabit cərəyan voltmetrləri müstəqil cihazlar kimi çox 

az  istifadə  edildiyi  halda,  onlar  universal  voltmetrlərin 

tərkibində  geniş tətbiq olunur. Yüksək həssaslığı olan sabit 

cərəyan voltmetrləri (mikrovoltmetrlər)  yaratmaq üçün  M-

DM  (modulyator-demodulyator)  sxemi  üzrə  qurulan  sabit 

cərəyan  gücləndiriciləri  tətbiq  olunur  (şəkil  5.2,a).  Dəyişən 

cərəyan  gücləndiriciləri  siqnalın  sabit  tərkib  hissəsini 

buraxmır.  Beləliklə,  onlarda  sıfrın  dreyfi  olmur, 

gücləndirmə  əmsalı  isə  kifayər  qədər  böyük  və  stabil  olur. 

Bu,  voltmetrlərin  həssaslığını  və  dəqiqliyini  artırmağa 

imkan 

verir. 

Belə 

gücləndiricini 

sabit 

cərəyan 

voltmetrlərində istifadə  etmək üçün ölçülən sabit gərginliyi 

parametrlərindən  biri  (informativ  parametr)  ölçülən 

gərginliyə  mütənasib  olan  dəyişən  gərginliyə  çevirmək 

lazımdır. 

Göstərilən 

prosedur 

amplitud-impuls 

modulyasiyasının  köməyi  ilə  realizə  edilə  bilər.  Şək.  5.2,b-

də  gücləndiricinin  ayrı-ayrı  bloklarının  çıxışındakı 

164 

 

gərginliklərin 

sadələşdirilmiş 

zaman 

diaqramı 

göstərilmişdir. 

Generator  sadə  halda  analoq  açarları  kimi  olan 

modulyator  və  demodulyatorun  işini  onları  verici 

generatorun  hər  hansı  bir  tezliyi  ilə  sinxron  açmaq  və 

bağlamaqla  idarə  edir.  Modulyatorun  çıxışında  amplitudu 

ölçülən  gərginliyə  mütənasib  olan  birqütblü  impuls  siqnalı 

yaranır. Bu siqnalın dəyişən tərkib hissəsi gücləndirici G

~ 

ilə 

gücləndirilir, sonra demodulyator ilə düzləndirilir.  

            

 

                         a                                                     b 

Şə

k. 5.2. M-DM gücləndiricili sabit cərəyan elektron voltmetrinin 

struktur sxemi (a) və siqnallarının zaman diaqramları (b): M-

modulyator; DM-demodulyator; Gr-generator; G-dəyişən cərəyan 

gücləndiricisi 

 

165 

 

Adi  düzləndiricinin  yox,  idarə  edilən  demodulyatorun 

tətbiqi  voltmetri  giriş  siqnalının  polyarlığına  həssas  edir. 

Düzləndirməyə  zərurət  ondan  irəli  gəlir  ki,  maqnitoelektrik 

ölçmə mexanizmi siqnalın ancaq sabit tərkib hissəsinə (orta 

qiymətinə)  həssasdır.  İmpulsların  verilən  və  sabit 

parametrlərində  çıxış  siqnalının  gərginliyinin  orta  qiyməti 

giriş gərginliyinə mütənasibdir:   

 

x

DM

G

M

or

U

k

k

k

U =

, 

burada 

M

k

və 

DM

k

  -  modulyatorun  və  demodulyatorun 

çevirmə  əmsalları; 

G

k

  -  gücləndiricinin  gücləndirmə 

ə

msalıdır.  Beləliklə,  ÖM-nin  göstəricisinin  meyillənmə 

bucağı aşağıdakı kimi təyin edilir:  

x

V

x

DM

G

M

or

U

U

k

U

k

k

k

U

S

=

=

=

α

. 

Dəyişən  cərəyan  voltmetrləri.  Belə  voltmetrlər 

dəyişən 

gərginliyi 

sabitə 

çevirən 

çeviricidən, 

gücləndiricidən  və  maqnitoelektrik  ölçmə  mexanizmindən 

ibarətdir. 

Dəyişən 

cərəyan 

voltmetrlərinin 

öz 

xarakteristikaları ilə fərqlənən iki ümumiləşdirilmiş struktur 

sxemi mümkündür (şəkil 5.3).   

 

 

a                                                b 

 

Şə

k. 5.3. Dəyişən cərəyan voltmetrlərinin struktur sxemləri (a,b) 

 

Şə

k. 5.3,a sxemi üzrə hazırlanan voltmetrlərdə ölçülən 

gərginlik 

x

u ə

vvəlcə sabit gərginliyə çevrilir, sonra SCG və 

sabit  cərəyan  voltmetri  olan  ÖM-ə  verilir.  Çevirici  Ç  kiçik 

ə

talətli  qeyri-xətti  bənddir.  Ona  görə  də  belə  strukturlu 

voltmetrlər  geniş  tezlik  diapazonunda  (onlarla  hersdən 

10

3

MHs-dək)  işləyə  bilər.  Cihazın  giriş  kanatının  və  giriş 

dövrəsinin  paylanan  tutum  və  induktivliklərinin  təsirini 

166 

 

azaltmaq  üçün  çeviriciləri  adətən  çıxarıla  bilən  qovşaqlar  - 

nümunə  üçün  alətlər  şəklində  hazırlayırlar.  Eyni  zamanda 

SCG-nin 

göstərilən 

çatışmazlıqları 

və 

qeyri-xətti 

elementlərin  aşağı  gərginliklərdə  işləmə  xüsusiyyətləri  belə 

voltmetrləri  yüksək  həssas  etməyə  imkan  vermir.  Adətən 

maksimal  həssaslıqda  onların  yuxarı  ölçmə  həddi  onlarla 

millivoltdan bir neşə millivoltadək təşkil edir.  

Sxem  5.3,b  üzrə  hazırlanan  voltmetrlərdə  ilkin 

gücləndirmə hesabına həssaslığı artırmağa müvəffəq olunur. 

Lakin geniş tezlik diapazonunda işləyən, böyük gücləndirmə 

ə

msallı  dəyişən  cərəyan  gücləndiricilərinin  yaradılması 

kifayət  qədər  çətin  texniki  məsələdir.  Ona  görə  də  belə 

voltmetrlər aşağı tezlik diapazonuna malik olur (5-20MHs); 

maksimal həssaslıqda onların yuxarı ölçmə həddi onlarla və 

ya yüzlərlə mikrovolt təşkil edir.  

Dəyişən gərginliyi sabitə çevirən çeviricinin növündən 

asılı olaraq voltmetrlərin ölçmə mexanizminin göstəricisinin 

meyil  etmələri  ölçülən  gərginliyin  amplitud  (pik),  orta 

(ortadüzlənmiş),  yaxud  təsiredici  qiymətinə  mütənasib  ola 

bilər.  Onunla  əlaqədar  voltmetrlər  uyğun  olaraq  amplitud, 

orta, yaxud təsiredici qiymət voltmetrləri adlandırılır. Lakin 

çeviricinin  növündən  asılı  olmayaraq  dəyişən  cərəyan 

voltmetrlərinin  şkalasını,  bir  qayda  olaraq,  sinusoidal 

formalı gərginliyin təsiredici qiymətləri ilə dərəcələyirlər.  

Amplitud

  qiymət  voltmetrləri  açıq  (şək.  5.4,a)  və  ya 

bağlı (şək. 5.4,b)  girişli amplitud qiymətin çeviricisinə (pik 

detektorları) malik olur, burada 

gir

u

 və 

çix

u

- çeviricinin giriş 

və çıxış gərginlikləridir.  

 

a                                 b                                     c 

Şə

k. 5.4. Açıq girişli amplitud qiymətlərin çeviricisinin (pik 

dedektorunun) sxemi (a) və siqnallarının zaman diaqramları (b,c) 

167 

 

 

 

Ə

gər voltmetr şək. 5.3,a-dakı struktur sxemli olarsa, 

onda  çevirici  üçün 

x

gir

u

u

=

. 

Açıq  girişli  amplitud 

voltmetrlərində 

kondensator 

praktiki 

olaraq 

giriş 

gərginliyinin maksimal 

max

x

u

 müsbət (diodun qoşulmasının 

baxılan  halında)  qiymətinə  kimi  yüklənir  (bax  şəkil  5.4,b). 

Kondensatorda 

çix

u

  gərginliyinin  döyünməsi  onun  

çix

gir

u

u

>

olduqda 

diodun 

açıq 

vəziyyətində 

ə

lavə 

yüklənməsi,  

çix

gir

u

u

<

olduqda diodun bağlı vəziyyətində R 

rezistoru vasitəsilə boşalması ilə izah olunur. Şəkil 5.4,b-dən 

göründüyü kimi, kondensatorun əlavə yüklənməsi yüklənmə 

y

τ

 və boşalma 

b

τ

 zaman sabitləri ilə təyin edilən çox kiçik 

zaman  müddətlərində 

θ

  baş  verir.  Çeviricinin  çıxışında 

gərginliyin  döyünməsinin  əhəmiyyətsiz  olması  üçün 

y

y

f

1

<

τ

, 

a

b

f

1

>

τ

  təmin  edilməlidir,  burada 

y

f

, 

a

f

- 

voltmetrin 

tezlik 

diapazonunun 

yuxarı 

və 

aşağı 

sərhədləridir.  Bu  zaman  çıxış  gərginliyinin  orta  qiyməti 

max

x

ort

u

u

≅

 və beləliklə, ölçmə mexanizminin göstəricisinin 

meyillənmə bucağının qiyməti aşağıdakı kimi təyin edilir:  

max

x

V

u

k

=

α

, 

burada 

V

k

- voltmetrin çevirmə əmsalıdır. 

Açıq girişli amplitud voltmetrlərinin xüsusiyyəti ondan 

ibarətdir ki, onlar giriş siqnalının sabit (diodun qoşulmasının 

baxılan  halında  müsbət)  tərkib  hissəsini  buraxır.  Belə  ki, 

t

U

U

u

m

gir

ω

sin

0

+

=

,   

m

U

U >

0

  olduqda  (şəkil  5.4,c)  çıxış 

gərginliyinin 

orta 

qiyməti 

m

ort

U

U

u

+

≅

0

. 

Deməli, 

(

)

m

V

U

U

k

+

=

0

α

. 

0

<

gir

u

  olduqda  ÖM-in  hərəkətli  hissəsi 

meyil etməyəcəkdir, çünki bu halda diod VD bağlıdır. 

168 

 

Bağlı  girişli  çeviricilərdə  (şək.  5.5)  qərarlaşmış 

rejimdə R rezistorunda giriş siqnalının sabit tərkib hissəsinin 

mövcudluğundan  asılı  olmayaraq, 

0

-dan 

m

U

2

−

-dək 

dəyişən  döyünən  gərginlik 

R

u

  olur,  burada 

m

U

-  giriş 

gərginliyinin  dəyişən  tərkib  hissəsinin  amplitududur.  Bu 

gərginliyin orta qiyməti praktiki olaraq 

m

U

-ə bərabərdir.  

Çıxış gərginliyinin döyünmələrini azaltmaq üçün belə 

çeviricilərdə  aşağı  tezlik  süzgəci 

S

S

C

R

  qoyulur.  Beləliklə, 

voltmetrin göstərişləri bu halda ancaq giriş gərginliyinin 

x

u

 

dəyişən  tərkib  hissəsinin  amplitud  qiyməti  ilə  təyin  olunur, 

yəni 

m

V

U

k

=

α

. Açıq və bağlı girişli amplitud çeviricilərinin 

xüsusiyyəti  elektron  voltmetrləri  ilə  ölçmə  zamanı  nəzərə 

alınmalıdır. 

 

a                                              b 

Şə

k. 5.5. Bağlı girişli amplitud qiymətlər çeviricisinin sxemi 

(a) və siqnallarının zaman diaqramları (b) 

 

Voltmetrlərin  şkalası  sinusoidal  gərginliyin  təsiredici 

qiyməti  ilə  dərəcələndiyindən  digər  formalı  gərginlikləri 

ölçərkən,  əgər  ölçülən  gərginliyin  amplitud  əmsalı  məlum 

olarsa,  müvafiq  yenidən  hesablama  işi  görülməlidir.  Qeyri-

sinusoidal  formalı  ölçülən  gərginliyin  amplitud  qiyməti  

c

c

a

s

m

U

U

k

U

41

,

1

.

.

=

=

,  burada 

.

.a

s

k

-sinusoidin  amplitud 

ə

msalı, 

41

,

1

.

.

=

a

s

k

; 

c

U

-gərginliyin  cihazın  şkalasından 

götürülən qiymətidir. Ölçülən gərginliyin təsiredici qiyməti:  

a

c

a

m

k

U

k

U

U

41

,

1

=

=

, 

169 

 

burada 

a

k

-ölçülən gərginliyin amplitud əmsalıdır. 

Orta

  qiymət  voltmetrləri  düzləndirici  cihazlarda 

istifadə  edilən  çeviricilərə  analoji  dəyişən  gərginliyi  sabitə 

çevirən  çeviricilərə  malikdir.  Belə  voltmetrlərin  adətən  

şə

kil  5.3,b-də  göstərilən  strukturu  olur.  Bu  halda 

düzləndirici  çeviriciyə  əvvəlcədən  gücləndirilmiş  gərginlik 

x

u

  verilir  ki,  o  da  voltmetrlərin  həssaslığını  artırır  və 

diodların 

qeyri-xəttiliyinin 

təsirini 

azaldır. 

Belə 

voltmetrlərdə  ölçmə  mexanizminin  hərəkətli  hissəsinin 

meyillənmə  bucağı  ölçülən  gərginliyin  ortadüzlənmiş 

qiyməti ilə mütənasibdir:   

( )

ort

x

V

T

x

V

U

k

dt

t

u

T

k

=

=

∫

0

1

α

. 

Belə  voltmetrlərin  də  şkalası  sinusoidal  gərginliyin 

təsiredici  qiymətləri  ilə  dərəcələnir.  Qeyri-sinusoidal 

formada gərginliyi ölçdükdə bu gərginliyin orta qiyməti 

11

,

1

.

.

c

f

s

c

ort

U

k

U

U

=

=

, 

 təsiredici qiyməti isə:  

11

,

1

c

f

ort

f

U

k

U

k

U

=

=

, 

burada 

c

U

-cihazın  (voltmetrin)  göstərişi; 

.

. f

s

k

-sinusoidin 

forma  əmsalı, 

11

,

1

.

.

=

f

s

k

; 

f

k

-ölçülən  gərginliyin  forma 

ə

msalıdır. 

Təsiredici

  qiymət  çeviricili  elektron  voltmetrlər 

müxtəlif  struktur  və  sxemotexniki  həllərin  əsasında  qurula 

bilər. Eyni zamanda belə voltmetrlərdə istifadə  edilən daha 

xarakterik  çevirmələr  sadələşdirilmiş  variantda  şək.  5.6-da 

verilmişdir.  

 

170 

 

 

 

Şə

k. 5.6. Giriş gərginliyinin təsiredici qiymətinin təyini üçün çevirici: I-

kvadratlayıcı element 

 

Çevirici  hər  hansı  giriş  gərginliyinin 

( )

t

u

  təsiredici 

qiymətinin təyin edilməsi prosedurunu realizə edir, yəni 

( )

∫

+

=

T

t

t

dt

t

u

T

U

2

1

 

funksionalını  hesablayır.  Onunla  əlaqədar  olaraq,  çeviricini 

üç bəndin ardıcıl qoşulması şəklində göstərmək əlverişlidir: 

kvadrata yüksəldən gücləndirici (çevirici), orta qiymət verən 

aşağı tezlik süzgəci (ATS), kvadrat kök alan qurğu. Sxemlər 

ə

məliyyat 

gücləndiriciləri 

üzərində 

realizə 

olunmuşdur.Verilən 

sxemlərin 

vacib 

elementləri 

( )

( )

t

u

K

t

i

2

=

  volt-amper  xarakteristikalı  kvadratlayıcı 

elementlərdir  (I). Siqnalların çevrilmə ardıcıllığı  belədir. 1-

ci bəndin çıxışında  

( ) ( )

( )

( )

t

u

C

t

KRu

R

t

i

t

u

2

1

2

1

=

=

=

                    (5.1) 

gərginliyi  vardır,  burada  yazılışı  sadələşdirmək  üçün 

KR

C =

1

 qəbul edilmişdir. 

Orta  qiymət  verən  bəndin  çıxışında  (əgər  giriş 

siqnalının tezlik zolağı ATS-in tezlik zolağından çox böyük 

olarsa) alırıq: 

( )

( )

2

1

2

1

1

1

1

U

C

dt

t

u

T

C

dt

t

u

T

U

T

t

t

T

t

t

ATS

=

=

=

∫

∫

+

+

.         (5.2) 

Təsiredici  qiyməti  almaq  üçün  əvvəlki  ifadədən 

kvadrat  kök  almaq  lazımdır.  Həmin  məsələ  üçüncü  bəndlə 

171 

 

həll edilir. 3-cü bəndin giriş cərəyanı 

R

U

ATS

-ə bərabərdir və 

bəndin  çıxış  gərginliyinə  müvafiqdir: 

R

U

KU

ATS

çix

=

2

. 

Buradan  (5.1) və (5.2) ifadələri nəzərə alınmaqla 

U

U

çix

=

 

olduğunu əldə edirik, 

U

- giriş gərginliyinin 

( )

t

u

 təsiredici 

qiymətidir.