Волтметър

Какво е волтметър?

Волтметърът е инструмент, използван за измерване на напрежение или разлика в електрическия потенциал между две точки в основни електрически вериги . Аналоговите волтметри преместват показалеца по скалата пропорционално на напрежението на веригата. Волтметрите могат да имат точност от няколко процента от пълната скала и се използват с напрежения от част от волта до няколко хиляди волта.

Две общи измервания на напрежението са постоянен ток (DC) и променлив ток (AC). Въпреки че измерванията на напрежението са най-простите от различните видове аналогови измервания, те представляват уникални предизвикателства поради съображенията за шума. Аналоговите волтметри преместват показалеца през скала пропорционално на напрежението на веригата. Цифровите волтметри дават цифров дисплей на напрежението чрез преобразувател. Различните видове волтметри са

1. Аналогови волтметри

2. VTVM и FET VM

3. Цифрови волтметри

1. Аналогови волтметри

Аналоговият волтметър включва отклоняващ тип индикаторни волтметри. Те са от подобно движещо се желязо, движеща се намотка, електростатични типове волтметри. Инструментите за подвижни намотки са два вида, а именно видове постоянни магнити и динамомери

“доказателство за теорема за максимална мощност ”

Инструменти с подвижна намотка с постоянно магнитно поле реагират само на постоянен ток. Инструментите за подвижна намотка се състоят от постоянен магнит за генериране на магнитно поле и намотка, която се навива върху меко желязо и се върти около собствената си вертикална ос. Когато токът започне да тече през тази намотка, отклоняващият въртящ момент се получава съгласно уравнението на силата на Лоренц. Този въртящ момент е право пропорционален на напрежението в конкретната верига.

DC волтметър е конструиран чрез свързване на резистора последователно към този инструмент, а също и към много висок резистор паралелно с веригата, където искаме да измерим напрежението. Инструментът за движеща се бобина на Динамо се състои от две намотки, едната е неподвижна, а другата се върти. Взаимодействието на двете полета, произведени от двойката фиксирана намотка и движеща се намотка, създава отклоняващ момент. Те се използват в схеми за измерване на постоянен ток, само това прави този инструмент по-малко използван.

Волтметър с движеща се бобина

Предимства на движещите се спирални инструменти

Скалата е еднаква
Лесно се удължава за измервания с много диапазони.
Ниска консумация на енергия
Токовете на разсеяния товар са много малки в сравнение с движещите се железни инструменти.

Преместване на железен волтметър

Докато движещи се железни инструменти се използват в променливотокови вериги. Електромагнитните инструменти се разделят на прости движещи се желязо, тип динамометър и индукционни видове инструменти. Отново движещото се желязо, класифицирано като привличащи и отблъскващи видове инструменти. В това също се състои от меко желязо, което е от подвижни и неподвижни намотки. Взаимодействието на потоците, произведени от тези два елемента, създава отклоняващия момент. Обхватът на тези инструменти се разширява, като резисторите се поддържат последователно с бобината. Някои от недостатъците са неравномерна скала, разсеяни полеви токови ефекти върху инструмента и т.н.

Предимства на движещите се железни инструменти

Те се използват както за AC, така и за DC измервания.
Ниска цена в сравнение с движещи се железни инструменти.
Съотношението въртящ момент към теглото е високо

Електростатичен волтметър

Електростатични волтметри работещи на електростатичен принцип, използвайте взаимното отблъскване между две заредени плочи, за да отклоните показалеца, прикрепен към пружина. Тези видове инструменти се използват за високо напрежение AC измервания, както и DC. Това са от кондензатор от електростатичен диск свързани през веригата, която трябва да се измери. Електростатичните волтметри могат да бъдат категоризирани в три типа въз основа на механичната конфигурация. Това са отблъскване, привличане и симетрични. Отклоняващата система се състои от дефлектор, който е окачен на торсионна нишка или може да се върти от лагерите. Подрежда елементите в този тип инструменти луди с някои специални елементи като капацитивни елементи, включително успоредни плочи, концентрични цилиндри, шарнирни плочи и др. Моментът на затихване на движението се осигурява от въздушни или течни демпфериращи лопатки или от затихване на вихрови токове.

Предимства на електростатичните инструменти

Те само теглят токове при постоянен ток е ток на утечка и ток, необходим за зареждане на капацитивните елементи
Висока чувствителност
Способен да измерва най-малките напрежения на заряда
Висок обхват на възможност за измерване на напрежението близо 200KV

2. VTVM и FET-VM

Волтаметър за вакуумна тръба (VTVM)

Този тип инструменти се справят с измерване на постояннотоково, напрежение и съпротивление. При този тип устройство за измерване на напрежение се използва електронен усилвател между входа и измервателния уред. Поради тази подредба токът, изтеглен от тестваната верига, се намалява. The диапазон на съпротивления използва се на входната страна в диапазон от 1-20 мега ома. Чрез тези вариации на съпротивленията можем да изберем обхвата, който ще се измерва. Ако този инструмент използва вакуумната тръба в усилвателя, тогава той се нарича волтметър на вакуумната тръба. Те се използват при измервания на променлив ток с висока мощност. Като изобретение на твърдотелни устройства, използвани в усилвателите, този тип волтметри се наричат FET-VM.

Предимства

Те имат висок входен импеданс, поради което грешката при зареждане е по-малка
Нелинейността е почти елиминирана
Възможност за индикация на бавно променящи се напрежения.

3. Цифрови волтметри

Цифрови волтметри

Точността на волтметъра се влияе от много фактори, включително промени в температурата и захранващото напрежение. DVM извеждат измереното напрежение с помощта на LCD или LED, за да покажат резултата във формат с плаваща запетая. Очевидно е, че ако се правят измервания на напрежението и резултатите се показват цифрово с LED или LCD дисплеи , инструментът трябва да съдържа A / D конвертор. Използвайки програмиран микроконтролер, ADC и LCD дисплей, следната схема е готова да осигури точен цифров дисплей на аналогови стойности от 0 до 15 волта DC. Те се използват поради свойствата като точност, издръжливост и допълнителни характеристики. Това напълно премахва грешките в паралакса. Той ще преобразува тествания сигнал и след това го усилва.

Предимства на цифровите волтметри

Намалява грешките в паралакса
Автоматичен диапазон
Автоматизирана полярност
Инструментът с висока разделителна способност включва висока точност.

Схема на цифров електронен волтметър

Диаграма на електронния кръг на цифровия волтметър

Дизайнът на цифровия волтметър използва микроконтролер, за който се казва, че е много ефективен при работа с оператора на носител на данни, тъй като е по-бърз, без грешки и точен. Вместо да използва абсолютните аналогови начини за установяване на напреженията, цифровият волтметър предоставя много по-точни и точни стойности на напрежения в дадена верига в обхвата на волтметъра.

Гледайте следното видео, за да разберете функционалността на цифровия волтметър:

Може да получите добри познания по електронни схеми и различни идеи за проекти на електроника, като редовно посещавате този блог. Можете да се абонирате за този блог за редовни актуализации.

Кредити за снимки: