Voltmeter

Čo je voltmeter?

Voltmeter je prístroj používaný na meranie rozdielu napätia alebo elektrického potenciálu medzi dvoma bodmi v základné elektrické obvody . Analógové voltmetre pohybujú ukazovateľom po stupnici úmerne k napätiu obvodu. Voltmetre môžu mať presnosť niekoľkých percent z celého rozsahu stupnice a používajú sa pri napätiach od zlomku voltu po niekoľko tisíc voltov.

Dve bežné merania napätia sú jednosmerný prúd (DC) a striedavý prúd (AC). Aj keď sú merania napätia najjednoduchším z rôznych typov analógových meraní, predstavujú z hľadiska šumu jedinečné výzvy. Analógové voltmetre pohybujú ukazovateľom po stupnici v pomere k napätiu obvodu. Digitálne voltmetre poskytujú číselné zobrazenie napätia pomocou prevodníka. Rôzne typy voltmetrov sú

1. Analógové voltmetre

2. Virtuálne počítače VTVM a FET

3. Digitálne voltmetre

1. Analógové voltmetre

Analógový voltmetr obsahuje vychyľovací typ indikačných voltmetrov. Jedná sa o také ako pohyblivé železo, pohyblivá cievka, elektrostatické typy voltmetrov. Nástroje s pohyblivou cievkou sú dvoch typov, a to typov s permanentným magnetom a dynamometra

“čo robí dolnopriepustný filter ”

Nástroje s pohyblivou cievkou s permanentným magnetom reagujú iba na jednosmerný prúd. Nástroje s pohyblivou cievkou pozostávajú z permanentného magnetu na výrobu magnetického poľa a cievky, ktorá je navinutá na kus z mäkkého železa a otáča sa okolo svojej vlastnej vertikálnej osi. Keď touto cievkou začne prúdiť prúd, vychyľovací krútiaci moment sa vytvorí podľa Lorenzovej silovej rovnice. Tento krútiaci moment je priamo úmerný napätiu v danom obvode.

DC voltmetr je konštruovaný zapojením rezistora do série tohto prístroja a tiež a veľmi vysoký odpor paralelne s obvodom, kde chceme merať napätie. Pohyblivý prístroj typu dynamo meter sa skladá z dvoch cievok, jedna je pevná a druhá rotujúca. Interakcia dvoch polí produkovaných dvojicou pevných cievok a pohyblivých cievok vedie k vychyľovaciemu momentu. Používajú sa v obvodoch na meranie jednosmerného prúdu, iba vďaka tomu je tento prístroj menej používaný.

Pohyblivý cievkový voltmeter

Výhody nástrojov s pohyblivou cievkou

Stupnica je jednotná
Ľahko rozšíriteľné pre viacrozsahové merania.
Nízka spotreba energie
Túlavé zaťažovacie prúdy sú v porovnaní s pohyblivými železnými nástrojmi veľmi malé.

Pohyblivý železný voltmeter

Zatiaľ čo pohyblivé železné nástroje sa používajú v striedavých obvodoch. Elektromagnetické prístroje sa delia na jednoduché železo, typ dynamometra a indukčné typy prístrojov. Opäť pohybujúce sa železo klasifikované ako príťažlivé a odpudzujúce typy nástrojov. To tiež pozostáva z mäkkého železa, ktoré je z pohyblivých a pevných cievok. Interakcia tokov produkovaných týmito dvoma prvkami vedie k vychyľovaciemu momentu. Rozsahy týchto prístrojov sa rozširujú udržiavaním rezistorov v sérii s cievkou. Niektoré z nevýhod sú nejednotná stupnica, účinky rozptýleného poľa na prístroj atď.

Výhody pohybu železných nástrojov

Používajú sa na meranie AC aj DC.
Nízke náklady v porovnaní s pohybom železných nástrojov.
Pomer krútiaceho momentu k hmotnosti je vysoký

Elektrostatický voltmeter

Elektrostatické voltmetre pracujúce na elektrostatickom princípe používajú vzájomné odpudzovanie medzi dvoma nabitými doskami na vychýlenie ukazovateľa pripevneného k pružine. Tieto typy nástrojov sa používajú na vysoké napätie AC merania aj DC. Tieto sú z elektrostatický diskový kondenzátor zapojený cez obvod, ktorý sa má merať. Elektrostatické voltmetre možno na základe mechanickej konfigurácie rozdeliť do troch typov. Sú to odpor, príťažlivosť a súmernosť. Vychyľovací systém pozostáva z deflektora, ktorý je zavesený na torznom vlákne alebo sa dá otočiť pomocou ložísk. Usporiada prvky v tomto type prístroja s niektorými špeciálnymi prvkami, ako sú kapacitné prvky, vrátane rovnobežných dosiek, koncentrických valcov, sklopných dosiek atď. Krútiaci moment tlmenia je zabezpečený lopatkami tlmiacimi vzduch alebo kvapalinu alebo tlmením vírivými prúdmi.

Výhody elektrostatických prístrojov

Tieto čerpajú iba prúdy pri jednosmernom prúde, ktorým je zvodový prúd a prúd potrebný na nabitie kapacitných prvkov
Vysoká citlivosť
Schopné merať najmenšie nabíjacie napätia
Vysoký rozsah možnosti merania napätia takmer 200 KV

2. VTVM a FET-VM

Merač napätia vo vákuu (VTVM)

Tieto typy prístrojov zvládajú meranie jednosmerného napätia, striedavého napätia a odporu. V tomto type prístroja na meranie napätia sa medzi vstup a merač používa elektronický zosilňovač. Vďaka tomuto usporiadaniu je prúd odoberaný z testovaného obvodu znížený. The rozsah odporov použitý na vstupnej strane v rozsahu 1-20 mega ohmov. Pomocou týchto variácií odporov môžeme zvoliť rozsah, ktorý sa má merať. Ak tento prístroj používa vákuovú trubicu v zosilňovači, nazýva sa to ako voltmetr vákuovej trubice. Používajú sa pri vysokovýkonných meraniach striedavého prúdu. Ako vynález polovodičových zariadení používaných v zosilňovačoch sa tieto typy voltmetrov nazývajú FET-VM.

Výhody

Majú vysokú vstupnú impedanciu, a preto je chyba pri načítaní menšia
Nelineárnosť je takmer vylúčená
Schopnosť indikovať pomaly sa meniace napätia.

3. Digitálne voltmetre

Digitálne voltmetre

Presnosť voltmetra je ovplyvnená mnohými faktormi, vrátane zmien teploty a napájacieho napätia. DVM zobrazujú namerané napätie pomocou LCD alebo LED na zobrazenie výsledku vo formáte s pohyblivou rádovou čiarkou. Je zrejmé, že ak sa vykonávajú merania napätia a výsledky sa zobrazujú digitálne pomocou LED alebo LCD displeje , prístroj musí obsahovať A / D prevodník. Pomocou programovaného mikroovládača, ADC a LCD displeja je nasledujúci obvod pripravený na presné digitálne zobrazenie analógových hodnôt od 0 do 15 voltov DC. Používajú sa kvôli vlastnostiam ako presnosť, trvanlivosť a ďalšie vlastnosti. Tieto úplne eliminujú chyby paralaxy. Prevedie testovaný signál a potom ho zosilní.

Výhody digitálnych voltmetrov

Znižuje chyby paralaxy
Automatické nastavenie rozsahu
Automatická polarita
Prístroj s vysokým rozlíšením obsahuje vysokú presnosť.

Schéma zapojenia digitálneho elektronického voltmetra

Schéma elektronického obvodu digitálneho voltmetra

Dizajn digitálneho voltmetra využíva mikrokontrolér, o ktorom sa hovorí, že je veľmi efektívny pri manipulácii s operáciou dátového nosiča, pretože je rýchlejší, bezchybný a presný. Namiesto použitia absolútnych analógových spôsobov zisťovania napätí poskytuje digitálny voltmetr oveľa presnejšie a presnejšie hodnoty napätí v danom obvode v rozsahu voltmetra.

Pozrieť sa na nasledujúce video, aby ste pochopili funkčnosť digitálneho voltmetra:

Môžete získať dobré vedomosti o elektronické obvody a rôzne nápady na projekty elektroniky pravidelnou návštevou tohto blogu. Môžete sa prihlásiť na odber tohto blogu a získavať pravidelné aktualizácie.

Fotografické úvery: