Voltmetr

Co je voltmetr?

Voltmetr je přístroj používaný k měření rozdílu napětí nebo elektrického potenciálu mezi dvěma body základní elektrické obvody . Analogové voltmetry pohybují ukazatelem po stupnici úměrně napětí obvodu. Voltmetry mohou mít přesnost několika procent plného rozsahu stupnice a používají se s napětím od zlomku voltu po několik tisíc voltů.

Dvě běžná měření napětí jsou stejnosměrný proud (DC) a střídavý proud (AC). Přestože jsou měření napětí nejjednodušší z různých typů analogových měření, představují z hlediska šumu jedinečné výzvy. Analogové voltmetry pohybují ukazatelem po stupnici v poměru k napětí obvodu. Digitální voltmetry poskytují numerické zobrazení napětí pomocí převodníku. Různé typy voltmetrů jsou

1. Analogové voltmetry

2. Virtuální počítače VTVM a FET

3. Digitální voltmetry

1. Analogové voltmetry

Analogový voltmetr zahrnuje vychylovací typ indikačních voltmetrů. Jsou to jako pohybující se železo, pohyblivá cívka, elektrostatické typy voltmetrů. Nástroje s pohyblivou cívkou jsou dvou typů, jmenovitě typů s permanentním magnetem a dynamometru

“můstkový usměrňovač s kondenzátorovým filtrem ”

Nástroje s pohyblivou cívkou s polem permanentního magnetu reagují pouze na stejnosměrný proud. Nástroje s pohyblivou cívkou se skládají z permanentního magnetu pro vytváření magnetického pole a cívky, která je navinuta na kus měkkého železa a otáčí se kolem své vlastní svislé osy. Když touto cívkou začne protékat proud, vytváří se vychylovací moment podle Lorenzovy silové rovnice. Tento točivý moment je přímo úměrný napětí v daném obvodu.

DC voltmetr je konstruován zapojením rezistoru do série tohoto přístroje a také a velmi vysoký odpor paralelně s obvodem, kde chceme měřit napětí. Dynamometr typu Pohybující se cívka se skládá ze dvou cívek, jedna je pevná a druhá rotující. Interakce dvou polí produkovaných dvojicí pevné cívky a pohybující se cívky vytváří vychylovací moment. Používají se v obvodech pro měření stejnosměrného proudu, pouze díky tomu je tento přístroj méně používán.

Pohyblivý cívkový voltmetr

Výhody nástrojů s pohyblivou cívkou

Měřítko je jednotné
Snadno rozšířitelné pro měření více rozsahů.
Malá spotřeba energie
Bludné zatěžovací proudy jsou ve srovnání s pohybujícími se železnými nástroji velmi malé.

Pohyblivý železný voltmetr

Zatímco pohyblivé železné nástroje se používají v obvodech střídavého proudu. Elektromagnetické přístroje se dělí na jednoduché železo, typ dynamometru a indukční typy přístrojů. Opět pohybující se železo klasifikované jako přitažlivé a odpuzující typy nástrojů. V tomto také sestává z měkkého železa, které je z pohyblivých a pevných cívek. Interakce toků produkovaných těmito dvěma prvky vytváří vychylovací moment. Dosah těchto nástrojů se rozšiřuje udržováním rezistorů v sérii s cívkou. Některé z nevýhod jsou nerovnoměrné měřítko, účinky rozptýleného pole na přístroj atd.

Výhody pohybu železných nástrojů

Používají se pro měření střídavého i stejnosměrného proudu.
Nízké náklady ve srovnání s pohyblivými železnými nástroji.
Poměr točivého momentu k hmotnosti je vysoký

Elektrostatický voltmetr

Elektrostatické voltmetry pracující na elektrostatickém principu použijte vzájemné odpuzování mezi dvěma nabitými deskami k vychýlení ukazatele připojeného k pružině. Tyto typy nástrojů se používají pro vysokého napětí Měření střídavého proudu i stejnosměrného proudu. Jedná se o elektrostatický diskový kondenzátor připojeno přes obvod, který má být měřen. Elektrostatické voltmetry lze rozdělit do tří typů na základě mechanické konfigurace. Jsou to odpor, přitažlivost a symetrie. Vychylovací systém se skládá z deflektoru, který je zavěšen na torzním vláknu nebo jej lze otočit ložisky. Uspořádá prvky v tomto typu nástroje s některými speciálními prvky, jako jsou kapacitní prvky, včetně rovnoběžných desek, soustředných válců, sklopných desek atd. Kroutící moment tlumení je zajištěn lopatkami tlumícími vzduch nebo kapalinu nebo tlumením vířivými proudy.

Výhody elektrostatických přístrojů

Ty čerpají pouze proudy při DC, je to svodový proud a proud potřebný k nabití kapacitních prvků
Vysoká citlivost
Schopný měřit nejmenší nabíjecí napětí
Možnost vysokého rozsahu měření napětí téměř 200 KV

2. VTVM a FET-VM

Měřič napětí vakuové trubice (VTVM)

Tyto typy přístrojů zpracovávají stejnosměrné napětí, střídavé napětí a měření odporu. U tohoto typu zařízení pro měření napětí se mezi vstupem a měřičem používá elektronický zesilovač. Díky tomuto uspořádání se sníží proud odebíraný z testovaného obvodu. The rozsah odporů použitý na vstupní straně v rozsahu 1-20 mega ohmů. Podle těchto variací odporů můžeme vybrat rozsah, který se má měřit. Pokud tento přístroj používá vakuovou trubici v zesilovači, pak se nazývá voltmetr vakuové trubice. Používají se při měření střídavého proudu s vysokým výkonem. Jako vynález polovodičových zařízení používaných v zesilovačích se tyto typy voltmetrů nazývají FET-VM.

Výhody

Ty mají vysokou vstupní impedanci, a proto je chyba při načítání menší
Nelineárnost je téměř vyloučena
Schopnost indikovat pomalu se měnící napětí.

3. Digitální voltmetry

Digitální voltmetry

Přesnost voltmetru je ovlivněna mnoha faktory, včetně změn teploty a napájecího napětí. DVM zobrazují naměřené napětí pomocí LCD nebo LED k zobrazení výsledku ve formátu s plovoucí desetinnou čárkou. Je zřejmé, že pokud se provádí měření napětí a výsledky se zobrazují digitálně pomocí LED nebo LCD displeje , přístroj musí obsahovat A / D převodník. Pomocí naprogramovaného mikrořadiče, ADC a LCD displeje je následující obvod připraven poskytovat přesné digitální zobrazení analogových hodnot od 0 do 15 voltů DC. Používají se kvůli vlastnostem, jako je přesnost, trvanlivost a další funkce. Jedná se o zcela eliminuje chyby paralaxy. Převede testovaný signál a poté jej zesílí.

Výhody digitálních voltmetrů

Snižuje chyby paralaxy
Automatické nastavení rozsahu
Automatická polarita
Nástroj s vysokým rozlišením zahrnuje vysokou přesnost.

Schéma digitálního elektronického voltmetru

Schéma elektronického obvodu digitálního voltmetru

Konstrukce digitálního voltmetru využívá mikrokontrolér, o kterém se říká, že je vysoce efektivní při manipulaci s provozem datového nosiče, pokud jde o rychlejší, bezchybný a přesný. Namísto použití absolutních analogových způsobů zjišťování napětí poskytuje digitální voltmetr mnohem přesnější a přesnější hodnoty napětí v daném obvodu v rozsahu voltmetru.

Následující video vám vysvětlí funkčnost digitálního voltmetru:

Můžete získat dobré znalosti o elektronické obvody a různé nápady na projekty elektroniky pravidelným navštěvováním tohoto blogu. Můžete se přihlásit k odběru tohoto blogu a dostávat pravidelné aktualizace.

Fotografické kredity: