Wzmacniacz operacyjny o wzmocnieniu napięciowym Ku > 1 umieszczony w torze pomiaru napięcia stałego pełni rolę przedwzmacniacza. Oznacza to, że napięcie doprowadzone na wejście woltomierza jest większe niż napięcie mierzone na badanym obiekcie (zależnie od wzmocnienia i konfiguracji układu).
Dlaczego rośnie czułość?
W praktyce "czułość" w takim pytaniu oznacza, że zmiana małego napięcia wejściowego powoduje wyraźniejszą zmianę wskazania. Jeżeli sygnał zostanie wzmocniony, to nawet niewielkie napięcie badanego źródła daje na wejściu woltomierza większą wartość, a więc łatwiej ją odczytać (mniejszy względny wpływ błędu odczytu/rozdzielczości).
Dlaczego można obniżyć najniższy zakres pomiarowy?
Skoro sygnał jest wzmocniony, to dla tego samego badanego napięcia można przełączyć woltomierz na niższy, bardziej czuły zakres (dolny zakres) i nadal uzyskać czytelne wskazanie bez "znikania" wyniku w pobliżu zera skali.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- Odpowiedź "zmniejszenie czułości i obniżenie najniższego zakresu pomiarowego" jest wewnętrznie sprzeczna z ideą wzmocnienia: zwiększanie amplitudy sygnału przed pomiarem nie powoduje spadku czułości, tylko ułatwia detekcję małych zmian.
- Odpowiedź "zmniejszenie czułości i zwiększenie najniższego zakresu pomiarowego" błędnie łączy wzmocnienie z pogorszeniem pomiaru małych napięć. Zwiększenie dolnego zakresu oznaczałoby, że najmniejsze mierzalne napięcie rośnie, co jest przeciwieństwem efektu oczekiwanego po przedwzmacniaczu.
- Odpowiedź "zwiększenie czułości i zwiększenie najniższego zakresu pomiarowego" miesza kierunki zmian: wzrost czułości zwykle idzie w parze z możliwością pracy na niższym zakresie (mniejsza wartość minimalna), a nie z jego podwyższaniem.
Wskazówka egzaminacyjna: gdy pojawia się "Ku > 1" w kontekście pomiaru małych napięć, najczęściej chodzi o kondycjonowanie sygnału: podnieść poziom sygnału, aby lepiej wykorzystać zakres i rozdzielczość przyrządu pomiarowego.
