Вольтметр — это… Что такое Вольтметр?
Два цифровых вольтметра. Верхний — коммерческая модель. Нижний сконструировали студенты Берлинского технического университетаВольтметр (вольт + гр. μετρεω измеряю) — измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения напряжения или ЭДС в электрических цепях. Подключается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии.
Классификация и принцип действия
Классификация
- По принципу действия вольтметры разделяются на:
- электромеханические — магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, электростатические, выпрямительные, термоэлектрические;
- электронные — аналоговые и цифровые
- По назначению:
- постоянного тока;
- переменного тока;
- импульсные;
- фазочувствительные;
- селективные;
- универсальные
- По конструкции и способу применения:
- щитовые;
- переносные;
- стационарные
Аналоговые электромеханические вольтметры
- Магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические и электростатические вольтметры представляют собой измерительные механизмы соответствующих типов с показывающими устройствами.
- ПРИМЕРЫ: М4265, М42305, Э4204, Э4205, Д151, Д5055, С502, С700М
- Выпрямительный вольтметр представляет собой сочетание измерительного прибора, чувствительного к постоянному току (обычно магнитоэлектрического), и выпрямительного устройства.
- ПРИМЕРЫ: Ц215, Ц1611, Ц4204, Ц4281
- Термоэлектрический вольтметр — прибор, использующий ЭДС одной или более термопар, нагреваемых током входного сигнала.
- ПРИМЕРЫ: Т16, Т218
Аналоговые электронные вольтметры общего назначения
Цифровые электронные вольтметры общего назначения
Диодно-компенсационные вольтметры переменного тока
Принцип действия диодно-компенсационных вольтметров состоит в сравнении с помощью вакуумного диода пикового значения измеряемого напряжения с эталонным напряжением постоянного тока с внутреннего регулируемого источника вольтметра. Преимущество такого метода состоит в очень широком рабочем диапазоне частот (от единиц герц до сотен мегагерц), с весьма хорошей точностью измерения, недостатком является высокая критичность к отклонению формы сигнала от синусоиды.
- ПРИМЕРЫ: В3-49, В3-63 (используется пробник 20 мм)
В настоящее время разработаны новые типы вольтметров, такие как В7-83 (пробник 20 мм) и ВК3-78 (пробник 12 мм), с характеристиками аналогичными диодно-компенсационным. Последние в скором времени могут быть допущены к примирению в качестве рабочих эталонов. Из иностранных аналогов можно выделить вольтметры серии URV фирмы Rohde&Schwarz с пробниками диаметром 9 мм.
Импульсные вольтметры
Фазочувствительные вольтметры
Селективные вольтметры
Селективный вольтметр способен выделять отдельные гармонические составляющие сигнала сложной формы и определять среднеквадратичное значение их напряжения. По устройству и принципу действия этот вольтметр аналогичен супергетеродинному радиоприёмнику без системы АРУ, в качестве низкочастотных цепей которого используется электронный вольтметр постоянного тока.
- ПРИМЕРЫ: В6-4, В6-6, В6-9, В6-10, SMV 8.5, SMV 11, UNIPAN 233 (237), Селективный нановольтметр «СМАРТ»
Наименования и обозначения
Видовые наименования
- Нановольтметр — вольтметр с возможностью измерения очень малых напряжений (менее 1мкВ)
- Микровольтметр — вольтметр с возможностью измерения очень малых напряжений (менее 1мВ)
- Милливольтметр — вольтметр для измерения малых напряжений (единицы — сотни милливольт)
- Киловольтметр — вольтметр для измерения больших напряжений (более 1 кВ)
- Векторметр — фазочувствительный вольтметр
Обозначения
- Электроизмерительные вольтметры обозначаются в зависимости от их принципа действия
- Дxx — электродинамические вольтметры
- Мxx — магнитоэлектрические вольтметры
- Сxx — электростатические вольтметры
- Тxx — термоэлектрические вольтметры
- Фxx, Щxx — электронные вольтметры
- Цxx — вольтметры выпрямительного типа
- Эxx — электромагнитные вольтметры
- Радиоизмерительные вольтметры обозначаются в зависимости от их функционального назначения по ГОСТ 15094
- В2-xx — вольтметры постоянного тока
- В3-xx — вольтметры переменного тока
- В4-xx — вольтметры импульсного тока
- В5-xx — вольтметры фазочувствительные
- В6-xx — вольтметры селективные
- В7-xx — вольтметры универсальные
Основные нормируемые характеристики
История
Первым в мире вольтметром был «указатель электрической силы» русского физика Г. В. Рихмана (1745). Принцип действия «указателя» используется в современном электростатическом вольтметре.
См. также
Другие средства измерения напряжений и ЭДС
- Для измерения абсолютного значения:
- Потенциометр — точные измерения компенсационным методом
- Мультиметр (тестер) — комбинированный прибор для измерения напряжения, силы тока и сопротивления
- Осциллограф — измерение мгновенных значений напряжения сигнала, изменяющегося во времени
- Электрометр — прибор, служащий для измерения электрического потенциала
- Для измерения относительного значения:
- Измерители отношений напряжений
- Измерители нестабильности напряжений
- Преобразователи:
- Меры:
Прочие ссылки
Литература и документация
Литература
- Справочник по электроизмерительным приборам; Под ред. К. К. Илюнина — Л.:Энергоатомиздат, 1983
- Справочник по радиоизмерительным приборам: В 3-х т.
; Под ред. В. С. Насонова — М.:Сов. радио, 1979
Нормативно-техническая документация
- ГОСТ 8711-93 (МЭК 51-2-84) Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним. Часть 2. Особые требования к амперметрам и вольтметрам
- ГОСТ 8.006-72, ГОСТ 8.012-72, ГОСТ 8.117-82, ГОСТ 8.118-85, ГОСТ 8.119-85, ГОСТ 8.402-80, ГОСТ 8.429-81, ГОСТ 8.497-83 — методики поверки вольтметров разных видов
- ТУ Тч2.710.010 Вольтметры универсальные цифровые
Ссылки
структурная схема электронных встраиваемых мини-вольтметров постоянного тока и других моделей. Принцип их работы
На первый взгляд может показаться, что вольтметр является узкоспециализированным прибором. Но на самом деле он может быть более востребован и иметь множество применений в быту. Особенно это относится к радиолюбителям и владельцам автомобилей. К примеру, с помощью данного аппарата можно настроить собранную электронную конструкцию, измерить вольтаж аккумулятора и напряжение домашней электросети.
Наиболее популярной разновидностью сегодня считаются цифровые вольтметры. В этой статье мы подробно разберем их особенности, рассмотрим разновидности, а также расскажем о том, как настраивать аппарат и правильно его использовать.
Особенности и технические характеристики
Основным применением цифровых вольтметров является проверка напряжения в электрической цепи. Главной особенностью такого прибора является удобство и простота эксплуатации. Также он отличается высокими показателями внутреннего сопротивления, что обеспечивает точность измерений.
К главным техническим характеристикам вольтметра относятся следующие.
- Диапазон измерений: у цифровых моделей он составляет от 1мВ до 1 кВ. Этого вполне достаточно для проведения большинства замеров. Однако бывает и такое, что необходимо измерить крайне низкое напряжение или слишком высокое. Для этих целей требуются более сложные вольтметры.
- Допустимая погрешность: чем меньше этот показатель, тем точнее получаемые результаты. Данная характеристика устанавливается производителем после первых испытаний и обычно указывается в процентах.
- Внутреннее сопротивление: чем оно выше, тем точнее вольтметр. Аппараты с высоким сопротивлением практически не влияют на электроцепь.
- Диапазон частот переменного напряжения.
Эти характеристики вы сможете найти в описании к той или иной модели вольтметра.
Сердцем аппарата, которое отвечает за вычисления, является структурная схема.
Принцип работы
В основе той самой схемы цифрового прибора лежат дискретные величины. К основным составляющим схемы относятся:
- входное устройство;
- аналого-цифровой преобразователь;
- цифровое отсчетное устройство;
- управляющее устройство.
Входное устройство, играющее первостепенную роль в этой конструкции, оснащено делителем напряжения. Также оно выступает в роли преобразователя. Проходя через него, переменный ток превращается в постоянный. Аналогово-цифровой преобразователь изменяет аналоговый сигнал. На выходе получается цифровой код. Если модель поддерживает двоичные числа, процесс измерения проходит гораздо быстрее.
Старые аппараты поддерживали исключительно десятичный код.
Полученный после преобразования код поступает в отсчетное устройство, которое регистрирует измеряемую величину. Для объединения всех узлов вольтметра используется управляющее устройство.
Точность измерений вольтметра также зависит от стабильности опорного напряжения. Поэтому следует учитывать порог прецизионного делителя во входном устройстве и защиту от помех в цепочке. Во время проведения лабораторных исследований точность замеров можно значительно увеличить с помощью фильтра в начале электрической цепи.
Тем не менее полностью исключить погрешности невозможно, можно лишь свести их к минимуму.
![]()
Дело в том, что источник питания вызывает помехи, изменяющие параметры сопротивления. Из-за этого показатели значительно уменьшаются.
Не стоит забывать, что точность выводимых вольтметром показаний зависит от их градуировки. Градуировка представляет собой совокупность действий по сопоставлению шкалы прибора с измеряемой величиной. Как правило, эта процедура выполняется в заводских условиях. Для этого сравниваются значения настраиваемого вольтметра и эталонного аппарата с самыми высокими показателями точности.
Обзор видов
Вольтметр не является многофункциональным приспособлением. Он выполняет лишь одну задачу – измерение напряжения электрической цепи. Однако на сегодняшний день было изобретено немало разновидностей вольтметров. Их классификация зависит от характеристик, которые берутся во внимание.
Давайте рассмотрим основные виды и параметры, по которым они подразделяются. Наиболее важный из них – это принцип работы. В зависимости от него вольтметры бывают двух типов:
- электромеханические – электромагнитные и магнитоэлектрические;
- электронные – аналоговые и цифровые.
Электромагнитные аппараты считаются самыми дешевыми и наиболее простыми.
Но из-за высокой индуктивности собственных обмоток заметно страдает точность измерений. Такие приборы чаще всего встречаются на электроподстанциях.
Магнитоэлектрические, наоборот, наименее доступны и применяются в основном для лабораторных исследований. Но не будем надолго останавливаться на этих разновидностях, так как речь идет о цифровых вольтметрах, а значит, нас интересуют только электронные. Электронный аппарат имеет табло для вывода результатов. На аналоговых устройствах оно состоит из шкалы и стрелки. На цифровых – представляет собой светодиодный дисплей.
Следующий рассматриваемый параметр – это назначение. Согласно ему, электронный вольтметр разделяется на:
- прибор для измерения напряжения постоянного тока;
- прибор для измерения напряжения переменного тока;
- универсальный прибор для измерения обоих типов напряжения, с возможностью переключения режимов;
- импульсный прибор для замеров одиночных импульсов.
Вольтметры для измерения постоянного тока бывают:
- выпрямительными;
- квадратичными.
Для измерения напряжения переменного тока в трехфазной сети применяется трехфазный вольтметр.
Особой разновидностью электронных вольтметров являются приборы с время-импульсным преобразованием. Они фиксируют напряжения только в определенные отрезки времени. Дополнительно аппарат учитывает импульсные колебания и среднюю частоту напряжения.
Вольтметры с двойным интегрированием предназначены для работы с постоянным током. Они основываются на принципе периодического повторения, при котором исходный код в цепи возвращается автоматически.
Дополнительно вольтметры разделяются по способу установки:
- стационарные;
- щитовые;
- переносные.
К переносным относятся, например, миниатюрный и розеточный аппараты. Последний работает от электросети, мини-вольтметр работает на батарейках. Среди владельцев автомобилей востребована современная разновидность – круглый портативный вольтметр со светодиодным табло. Он легко позволяет замерить напряжение автомобильного аккумулятора.
Отдельно можно приобрести встраиваемые приборы. Они предназначены для тех блоков питания, которые производитель не оснащает вольтметром.
Как выбрать?
Широкий выбор моделей, представленных на современном рынке, позволяет подобрать вольтметр, соответствующий любым запросам и финансовым возможностям. О главных технических характеристиках, которые нужно учитывать при выборе в первую очередь, мы уже рассказали выше. Также следует выбирать аппарат, соответствующий своей области применения.
Но даже с учетом этих критериев круг выбора остается довольно широким. Мы рекомендуем обратить внимание на следующие бренды:
- «Актаком» – Россия;
- «АКИП» – Россия;
- Circutor S. A. – Испания;
- Good Will Instrument Co. – Тайвань;
- Agilent – США.
Под этими торговыми марками выпускаются в основном качественные разнообразные приборы по доступным ценам.
Однако это лишь малая часть производителей, выпускающих качественную технику для замеров.
Как пользоваться?
Эксплуатация вольтметра допускается только при соблюдении трех важных условий. К ним относятся:
- соответствие возможностей аппарата напряжению в участке цепи;
- соответствие типу напряжения, которое может быть постоянным или переменным;
- верное положение, в котором должен находиться вольтметр для корректной работы (вертикальное или горизонтальное, данная информация указывается на корпусе прибора).
Аналоговые вольтметры также требуют предварительной настройки.
Но в этот раз мы говорим о цифровых устройствах, которые в этом не нуждаются, что является еще одним доказательством удобства и простоты использования. Весь процесс измерения напряжения цифровым вольтметром можно разделить на 3 шага.
- Подсоединить провода. Для этого на цифровых моделях имеются специальные разъемы и гнезда. Установить переключатель в положение «включено».
- Если вольтметр является универсальным, установить тип напряжения и диапазон значений. При неизвестных значениях можно обозначить максимальный предел, а затем плавно его снижать до выявления читаемых значений.
- Установить параллельное подключение щупов к проводникам на выбранном участке цепи.
Как видите, процесс не так сложен и не занимает большого количества времени.
Однако стоит соблюдать осторожность. Халатное отношение может не только повредить устройство, но и нанести вред здоровью человека.
Вот самые распространенные ошибки, которые совершаются при замерах.
- Переход с одного участка цепи на другой без переустановки значений или типа напряжения. Вольтметр может перегреться и даже сгореть.
- Из-за внешнего сходства вольтметр можно легко перепутать с амперметром.
- При длительной эксплуатации изоляция проводов на щупах приходит в негодность и проводник оголяется. Это может привести к поражению оператора электрическим током. Поэтому нужно регулярно осматривать аппарат на предмет повреждений.
- Некоторые покупатели предпочитают экономить на подобной технике, покупая дешевые аппараты от неизвестных производителей. Велик риск потратить деньги на непригодный для измерений вольтметр.
Такие устройства лучше приобретать в специализированных магазинах. Лучше всего если товары имеют сертификат качества и гарантийный срок.
В целом это все, что нужно знать о вольтметре для его домашнего использования.
Данный прибор является очень полезным и ему всегда найдется применение. Так что эта покупка стоит того.
Тем не менее, если работать приходится с электричеством, необходимо соблюдать предельную внимательность и быть подготовленными. Обязательно ознакомьтесь с прилагаемой инструкцией и техническими характеристиками именно вашей модели.
В следующем видео вы узнаете, как подключить цифровой вольтметр с тремя проводами.
а) б)
Рис.2. Амплитудный преобразователь с открытым входом
Результатом амплитудного преобразования является среднее значение слабопульсирующего напряжения Uc, которое в отличие от Um называют пиковым значением Uпик.
Uпик = Umcos
Где — угол отсечки диода.
Напряжение Uпик поступает на вход усилителя постоянного тока, входное сопротивление которого большое, а выходное — малое. УПТ служит для согласования выходного сопротивления преобразователя с сопротивлением индикатора и для повышения чувствительности вольтметра.
Амплитудный преобразователь с закрытым входов (рис. 3) представляет собой последовательное соединение конденсатора постоянной емкости С с параллельно соединенными диодом Д и резистором R. Процесс преобразования переменного напряжения в постоянное Uпик аналогичен рассмотренному выше, с тем отличием, что на зажимах 3—4 имеются значительные пульсации напряжения, для сглаживания которых предусмотрен фильтр.
1 С 3 Rф
Rд
U~ Д R СФ Uпик
2 4
Рис. 3. Принципиальная схема амплитудного преобразователя с закрытым входом
Процессы преобразования пульсирующего напряжения преобразователем с открытым и закрытым входом различны и зависят от полярности подключения к входным зажимам /—2 постоянной составляющей пульсирующего напряжения. Если на вход амплитудного преобразователя с открытым входом включено пульсирующее напряжение так,
Рис. 4. Диаграммы напряжении в амплитудных преобразователях: а—с открытым входом; б — с закрытым входом
что «+» постоянной составляющей приложен к аноду| диода, то выходное напряжение UпикUmax=U0+Um+, где Uo — постоянная составляющая, а Um+ — амплитуда положительного полупериода переменной составляющей (рис.4, а). Если к аноду диода приложен «—» постоянной составляющей, то диод закрыт все время и преобразования нет. Если к аноду амплитудного преобразователя с закрытым входом приложено пульсирующее напряжение, то конденсатор С заряжен постоянной составляющей U0 преобразователь реагирует только на переменную составляющую. если к аноду диода приложен «+», то выходное напряжение Uпик Um+, a если «—», то Uпик Um- (рис. 4, б). Это полезное свойство вольтметров с закрытым входом измерять отдельно значения напряжения положительного или отрицательного полупериодов широко используется для определения симметричности амплитудной модуляции, наличия ограничения сигналов и т.д. Амплитудные (пиковые вольтметры характеризуются невысокой чувствительностью (порог чувствительности 0.1В) и широкой полосой частот (до 1 ГГц).
Вольтметр средневыпрямленного значения (рис.6) состоит из входного делителя напряжения ДЯ, широкополосного транзисторного усилителя ШУ, выпрямительного преобразователя Пр и магнитоэлектрического индикатора.
Рис.5. Структурная схема универсального вольтметра
Входное сопротивление делителя напряжения высокое, и если усилитель имеет низкое входное сопротивление, то между ними ставится узел согласования — преобразователь сопротивлений (с высоким входным и низким выходным сопротивлениями). Выходное напряжение усилителя поступает на выпрямительный преобразователь, и через микроамперметр протекает постоянная составляющая выпрямленного тока, пропорциональная средневыпрямленному значению измеряемого напряжения.
Рис.6. Структурная схема вольтметра высокой чувствительности
Шкалу индикатора градуируют в среднеквадратических значениях синусоидального напряжения.
Вольтметры, построенные по такой структурной схеме, характеризуются высокой чувствительностью (микро- и милливольты) и сравнительно узкой полосой частот измеряемых напряжений (1; 5; 10МГц). Обе эти характеристики определяются усилителем переменного напряжения.
Вольтметр среднеквадратического (действующего) значения строится по структурной схеме рис.6. Применяются преобразователи с квадратичной характеристикой, обеспечивающей измерение среднеквадратического значения напряжения любой формы. К таким преобразователям относятся, в первую очередь, термоэлектрические и оптронные. На базе термоэлектрических преобразователей (см. рис-. 3-15, г) создан преобразователь среднеквадратического значения [б], работающий на двух идентичных элементах ТПр1 и ТПр2 (рис. 7) и дифференциальном усилителе ДУ (микросхеме). Нагреватель первого термопреобразователя подключен к выходу широкополосного усилителя, т. е. в цепь измеряемого напряжения Ux, а нагреватель второго — к выходу дифференциального усилителя ДУ, т. е. в цепь отрицательной обратной связи. ТермоЭДС первого преобразователя Ет1 =aтU2x второго — Ет2 =aтU2вых, где Ux и (Uвых —среднеквадратические значения измеряемого и выходного напряжений соответственно.
Рис.7. Схема термоэлектрического преобразователя среднеквадратического значения напряжения
Термопары включены встречно. Применяют дифференциальный усилитель с большим коэффициентом усиления. Выходное напряжение среднеквадратического преобразователя связано линейной зависимостью со среднеквадратическим значением измеряемого напряжения.
Основная погрешность преобразования обусловлена не идентичностью параметров термопреобразователей, увеличивающейся с их старением, и составляет 2,5—6 %.
Вольтметры постоянного напряжения. Рассмотренный выше (рис.5) универсальный вольтметр позволяет измерять постоянное напряжение от десятых долей вольта и выше. Для измерения меньших значений (от 0,5 мкВ) применяют высокочувствительные электронные вольтметры с преобразованием постоянного напряжения в переменное, которое после значительного усиления вновь преобразуется в постоянное и измеряется магнитоэлектрическим микроамперметром.
Цифровые электронные вольтметры. Принцип работы вольтметров дискретного действия состоит в преобразовании измеряемого постоянного или медленно меняющегося напряжения в электрический код, который отображается на табло в цифровой форме. В соответствии с этим обобщенная структурная схема цифрового вольтметра состоит из входного устройства ВхУ, аналого-цифрового преобразователя АЦП и цифрового индикатора Ц И.
ЦИ
АЦП
Рис.8 Обобщенная структурная схема цифрового вольтметра.
Цифровые вольтметры с время-импульсным преобразованием. Принцип работы заключается в преобразовании измеряемого напряжения Ux в пропорциональный интервал времени ДГ, измеряемый числом N заполняющих его импульсов со стабильной частотой следования.
Вольтметр (рис. 3-30, а) работает циклами, длительность которых Т устанавливается с помощью управляющего устройства УУ и обычно равна или кратна периоду питающей сети. Для единичного измерения Ux предусмотрен ручной запуск.
Погрешность измерения возникает вследствие нелинейности изменения линейнопадающего напряжения, нестабильности порога срабатывания сравнивающих устройств.
Рис. 3-30. Цифровой вольтметр с время-импульсным преобразованием
и возможности потери счетного импульса, т. е. погрешности дискретности. Основная погрешность составляет обычно 0,1 %. Помехоустойчивость вольтметров с время-импульсным преобразованием низкая, так как любая помеха вызывает изменение момента срабатывания сравнивающего устройства. Главным достоинством этих вольтметров является их сравнительная простота.
Цифровой вольтметр с частотным преобразованием. Принцип действия заключается в преобразовании измеряемого напряжения в пропорциональную ему частоту следования импульсов, измеряемую цифровым частотомером.
Цифровой вольтметр с двойным интегрированием. Принцип его работы подобен принципу времямпульсного преобразования, с тем отличием, что здесь образуются два временных интервала в течение цикла измерения, длительность которого устанавливается кратной периоду помехи. Таким образом определяется среднее значение измеряемого напряжения, а помеха подавляется. Эти вольтметры являются более точными и помехоустойчивыми по сравнению с рассмотренными выше, однако время измерения у них больше.
Вольтметр следящего уравновешивания работает не циклами, а непрерывно реагируя на изменение измеряемого напряжения: сумма образцовых напряжений принимает большее или меньшее значение в зависимости от значения измеряемого напряжения. Когда достигается равенство Ux=Uобр. код преобразуется в показание, а состояние прибора остается неизменным до тех пор, пока не изменится значение Ux.Преимущество вольтметров следящего уравновешивания заключается в уменьшении статической и динамической погрешности и в повышении быстродействие.
Что такое вольтметр? — Определение и использование — Видео и стенограмма урока
Обычное использование
Примеры, приведенные выше, являются типичными примерами того, как может быть полезно измерение напряжения на обычных, повседневных устройствах. В современном мире напряжение используется во многих приложениях в самых разных величинах. Линии электропередачи несут электричество с различным уровнем высокого напряжения, до сотен тысяч вольт, что намного больше, чем 120 вольт в вашей розетке.Электроника в устройстве, которое вы используете для чтения этого урока, требует точного контроля напряжения, но работает только от нескольких вольт и может быть чувствительной к долям вольта. Как вы понимаете, для этих самых разнообразных приложений существуют разные типы вольтметров.
Вольтметры, предназначенные для измерения опасно высоких напряжений, например, на линиях передачи, имеют большие щупы с дополнительной электрической изоляцией между контрольными точками и пользователем, чтобы предотвратить поражение пользователя электрическим током.Другие вольтметры предназначены для измерения очень низких уровней напряжения на очень маленьких объектах с высокой точностью, например, на компьютерных микросхемах. Вольтметры для этих применений могут быть очень маленькими и специально разработаны для минимизации или устранения нежелательных шумов от разности потенциалов, которые существуют в воздухе естественным образом или из-за близлежащей электроники.
Несмотря на то, что сегодня на рынке существует множество различных типов вольтметров, наиболее часто используемый вольтметр — это портативное устройство с дисплеем и двумя электрическими выводами.Провода подключаются к двум точкам цепи, и уровень напряжения отображается на дисплее. Когда это соединение установлено, в счетчик протекает незначительное количество тока. Величина протекающего тока остается пренебрежимо малой за счет очень большого значения сопротивления в измерителе. Небольшой ток, протекающий в счетчик, проходит через проволочную петлю, расположенную рядом с магнитом. Когда ток течет по проволочной петле в магнитном поле, петля испытывает силу, которая заставляет ее вращаться.Эта сила напрямую связана с величиной тока в проводе, а сама величина тока связана с напряжением между выводами на измерителе. Петля сконструирована так, что она может свободно вращаться, и, прикрепив иглу к петле, можно визуализировать эту силу и, следовательно, напряжение.
В настоящее время редко можно найти специальный вольтметр, потому что они обычно являются частью мультиметра . Как следует из названия, мультиметры измеряют несколько значений: обычно напряжение, ток и сопротивление.У них также обычно есть выбираемая или автоматическая регулировка чувствительности. Кроме того, современные мультиметры не используют традиционные петли из проводов и магнитных полей, а используют более совершенные электронные технологии, которые легче и дешевле в производстве. А современные мультиметры обычно отображают измерения в цифровом виде, а не с помощью стрелочного манометра.
Наконец, вольтметры используются в устройствах, которые явно не измеряют напряжение, а фактически используют напряжение для определения других физических свойств.Обратите внимание на игольчатые манометры, которые используются на звуковом оборудовании для контроля уровня звука. Фактически это вольтметр, подключенный к датчику в микрофоне. Звуковое давление, падающее на микрофон, перемещает катушку провода, окруженную магнитом. Когда проволока движется в магнитном поле, на проволоке возникает напряжение, которое отклоняет иглу. Практически любой стрелочный датчик, с которым вы сталкиваетесь, работает по тому же принципу, включая датчики на приборной панели вашего автомобиля, которые контролируют такие вещи, как температура двигателя, количество топлива или скорость.
Краткое содержание урока
Вольтметры используются для измерения напряжения в электрической цепи. Измерение напряжения с помощью вольтметров — основная потребность многих инженеров, ученых и техников, и без них наши современные технологии не могли бы существовать. Существует множество вольтметров для различных применений, но простые вольтметры, доступные в местных магазинах, могут пригодиться любому, кому необходимо устранять электрические проблемы на обычных современных устройствах, в автомобилях и домах.
Вольтметр — точка назначения
Вольтметр
Определение
Вольтметр — это прибор, который используется для измерения разности потенциалов или напряжения между двумя точками в электрической или электронной цепи. Он также известен как измеритель напряжения. Вольтметр может отображать показания в аналоговой (указатель на шкале в долях напряжения цепи) или в цифровой (показывает напряжение непосредственно в виде цифр). Некоторые вольтметры предназначены для использования в цепях постоянного тока (DC); другие предназначены для цепей переменного тока (AC).Специализированные вольтметры могут измерять радиочастотное (РЧ) напряжение.
Аналоговый вольтметр имеет точность до нескольких долей полной шкалы и используется для измерения напряжений от долей вольта до пары тысяч вольт. Напротив, цифровой вольтметр имеет более высокую точность и обычно используется для измерения очень малых напряжений в лабораториях и электронных устройствах.
Возможность измерения напряжения имеет решающее значение для разработки и обслуживания передовых технологий, но она также имеет более общие и практические применения.Вольтметры производятся в самых разных стилях. Инструменты, постоянно установленные на панели, используются для контроля генераторов или другого стационарного оборудования. Портативные инструменты, обычно оснащенные также для измерения тока и сопротивления в виде мультиметра, являются стандартными измерительными приборами, используемыми в электротехнике и электронике.
Функции вольтметра
Вольтметр можно установить на трансформатор и другие подобные устройства с большим напряжением, а также он может быть портативным в виде цифровых мультиметров.Аналоговый вольтметр состоит из последовательно включенного чувствительного гальванометра (измерителя тока) с высоким сопротивлением. Внутреннее сопротивление вольтметра должно быть высоким. В противном случае он будет потреблять значительный ток и тем самым нарушить работу тестируемой цепи. Чувствительность гальванометра и значение последовательного сопротивления определяют диапазон напряжений, который может отображать измеритель.
Вольтметры, работающие по электростатическому принципу, используют взаимное отталкивание двух заряженных пластин для отклонения стрелки, прикрепленной к пружине.Счетчики этого типа потребляют незначительный ток, но чувствительны к напряжению более 100 вольт и работают как с переменным, так и с постоянным током.
Цифровой вольтметр показывает напряжение цифрами. Некоторые из этих измерителей могут определять значения напряжения с точностью до нескольких значащих цифр. Практические лабораторные вольтметры имеют максимальные диапазоны от 1000 до 3000 вольт (В). Большинство серийно выпускаемых вольтметров имеют несколько шкал, увеличивающихся в десятичной степени; например, 0-1 В, 0-10 В, 0-100 В и 0-1000 В.
Использование вольтметра
В современном мире напряжение используется во многих приложениях в самых разных величинах. Вольтметры, предназначенные для измерения опасно высоких напряжений, например, на линиях передачи, имеют большие щупы с дополнительной электрической изоляцией между контрольными точками и пользователем, чтобы предотвратить поражение пользователя электрическим током. Другие вольтметры предназначены для измерения очень низких уровней напряжения на очень маленьких объектах с высокой точностью, например, на компьютерных микросхемах.Вольтметры для этих применений могут быть очень маленькими и специально разработаны для минимизации или устранения нежелательных шумов от разности потенциалов, которые существуют в воздухе естественным образом или из-за близлежащей электроники.
Вольтметрам для измерения высоких разностей потенциалов требуются прочные зонды, проводка и изоляторы.
Ссылка: study.com, techopedia.com, techtarget.com, wikipedia.
Видеоурок: Вольтметры | Нагва
Стенограмма видео
В этом видео мы узнаем, как использовать вольтметры в электрических цепях для измерения разности потенциалов на компонент в цепи.
Вольтметр — прибор, предназначенный для Измерьте разность потенциалов между компонентами в цепи. В большинстве случаев это выглядит как коробка с циферблатом на передней панели и двумя клеммами, к которым мы можем подключать провода в для того, чтобы подключить наш вольтметр в цепь. Иногда мы можем встретить цифровые вольтметры, аналогичные им. У них есть коробка и два терминалы. Но вместо циферблата для отображения его чтение, у него есть экран.В обоих случаях заглавная буква V говорит нам что это скорее вольтметр, чем какой-либо другой прибор.
Теперь способ использования вольтметра подключить его в цепь. Здесь у нас есть пример схема, состоящая из аккумулятора, лампочки и вольтметра. И мы видим, что на циферблате перешел на новую должность. Циферблат говорит нам, что разность потенциалов на аккумуляторе в нашей цепи равна пяти вольт.Итак, если бы мы проводили эксперимент с помощью нашего вольтметра мы бы сказали, что разность потенциалов на батарее, как измерено вольтметром, равно пяти вольт. Помните, что блок для разность потенциалов — вольт.
Сейчас очень важно сделать убедитесь, что наш вольтметр подключен параллельно с компонентами, которые мы пытаясь измерить разность потенциалов по горизонтали.Чтобы понять, что мы имеем в виду под этим, давайте рассмотрим путь, по которому ток проходит через цепь. Начиная с положительной клеммы батареи, заряд может течь по часовой стрелке через цепь, протекая через лампочку, заставив ее загореться и погаснуть с другой стороны, прежде чем течь к отрицательной клемме аккумулятора. Однако есть еще один путь, который ток мог взять.Начиная снова с позитива клемме аккумулятора, заряд может течь против часовой стрелки, пока не достигнет вольтметр, протекает через него и выходит с другой стороны, и обратно к отрицательному клемму аккумуляторной батареи.
В этой схеме наш вольтметр подключены параллельно с компонентом, который мы пытаемся измерить потенциал разница по горизонтали, аккумулятор. Мы знаем это, потому что текущий может проходить по цепи либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки, что означает вольтметр стоит на отдельной ветви цепи.Чтобы увидеть это еще яснее, давайте рассмотрим принципиальные схемы. Начнем с того, что напомним, что это — это обозначение цепи батареи. Похоже, несколько ячеек соединены вместе несколькими точками посередине. А затем мы можем нарисовать провод, подключает положительный полюс аккумулятора к лампочке. И с этим связан наш свет лампочка. Напомним, что обозначение схемы для лампочка — это круг с пересеченным крестом.Затем у нас есть провод, который подключает лампочку к минусовой клемме аккумуляторной батареи.
Далее посмотрим на другие маршрут, по которому заряд может проходить по цепи. Сначала рисуем провод, который подключает положительную клемму АКБ к вольтметру. Затем рисуем сам вольтметр, который, как мы видим, имеет символ цепи, который представляет собой круг с заглавной буквой V. Затем рисуем провод, идущий от вольтметра к минусовой клемме АКБ.Еще раз, мы можем рассмотреть путь, по которому ток проходит через цепь. Начиная с положительной клеммы батареи, мы видим, что заряд может течь через лампочку по часовой стрелке, вызывая ее чтобы загорелся, затем вернитесь к отрицательной клемме аккумулятора. В качестве альтернативы заряд может также течь против часовой стрелки к вольтметру, а затем обратно к отрицательной клемме батарея.Это показывает нам, что вольтметр на другом ответвлении цепи и компонентах, которые он измеряет разность потенциалов на батарее. Это потому, что не все заряд, который течет через аккумулятор, тоже течет через вольтметр, потому что некоторые вместо этого течет по часовой стрелке через лампочку. Итак, мы можем подтвердить, что наш вольтметр подключается параллельно аккумуляторной батарее.
Однако, если бы мы подключили наши вольтметр в такую схему, мы увидим, что ток имеет только один проходит через цепь, то есть весь заряд, который проходит через батарею тоже протекает через вольтметр. Это означает, что вольтметр подключен последовательно с аккумулятором и в этом случае не будет работать, потому что он неправильно подключен. Итак, чтобы вольтметр работал правильно, он должен быть подключен параллельно.
Еще одно важное замечание: что наш вольтметр часто очень похож на некоторые другие устройства. Самым распространенным из них является амперметр. Амперметр может выглядеть почти идентичен вольтметру. Обычно он имеет форму коробка, имеет циферблат, а также имеет две клеммы для подключения к цепи. Иногда единственный способ сказать разница между амперметром и вольтметром — это большая буква А на амперметре, тогда как у нашего вольтметра была заглавная буква V.
Очень важно не получить перепутались амперметры и вольтметры. Это потому, что у них очень разные функции. Вольтметр измеряет потенциал разница между компонентами в цепи, тогда как амперметр измеряет ток через компонент в цепи. Как известно, вольтметр обязательно должен быть подключенный параллельно с компонентом, он измеряет разность потенциалов поперек, в то время как амперметр должен быть подключен последовательно с компонентом, который измерение тока через.Итак, если мы собираемся использовать вольтметр, очень важно искать заглавную букву V на передней панели.
Теперь, когда мы немного узнали о вольтметры, давайте рассмотрим несколько примеров вопросов, которые помогут нам понять тема лучше.
На схеме показан электрический схема. Сколько вольтметров в схема?
Итак, нам дали схему диаграмма, в которой много компонентов.На самом деле у него есть один, два, три, В нем четыре, пять, шесть, семь, восемь компонентов, а это довольно много. Но нас попросили узнать, как в схеме много вольтметров. Итак, чтобы ответить на этот вопрос, давайте начните с вызова символа схемы для вольтметра, который представляет собой круг с заглавная V внутри него. Итак, оглядываясь на нашу схему, мы видно один, два вольтметра.Остальные компоненты — это ячейка, амперметр, три лампочки и разомкнутый выключатель. Условное обозначение схемы амперметра выглядит очень похоже на вольтметр, за исключением того, что внутри есть заглавная буква A. из этого. Итак, ответ на наш вопрос два вольтметра. В комплекте два вольтметра. схема.
Давайте посмотрим на другой пример. вопрос.
Каждая из следующих диаграмм показывает схему, содержащую элемент, лампочку, зуммер и вольтметр.Какой показывает, как вольтметр должен быть подключен к цепи для измерения разности потенциалов на лампе Только?
Чтобы ответить на этот вопрос, давайте начните с просмотра символов для каждого из этих компонентов схемы. У нас есть ячейка, в которой есть цепь похожий на этот символ с длинной линией, обозначающей положительный клемма и короткая линия, представляющая отрицательную клемму.У нас также есть лампочка с символ схемы, который выглядит следующим образом: круг с крестом на нем. И у нас есть зуммер с символ цепи, представляющий собой полукруг с выходящими из него двумя линиями. А у нас есть вольтметр, у которого Обозначение схемы представляет собой круг с заглавной буквой V внутри.
Вопрос спрашивает нас, как вольтметр должен быть подключен для измерения разности потенциалов на лампочке Только.Напомним, что для вольтметра чтобы измерить разность потенциалов на компоненте, он должен быть подключен к параллельно с этим компонентом. Итак, в данном случае вольтметр должен подключаться только параллельно лампочке. Итак, мы должны определить, какие из в цепях из (A), (B), (C), (D) и (E) вольтметр подключен параллельно только с лампочкой.
Чтобы решить эту проблему, мы можем следовать ток на маршруте, который проходит через каждую цепь.Начнем со схемы (А). Заряд вытекает из положительный полюс элемента округляется до лампочки и проходит через нее. И затем он достигает этого терминала здесь, в этот момент он разделяется, и часть тока падает до вольтметра и некоторые из них уходят в зуммер. Заряд протекает через вольтметр и резервное копирование, где он присоединяется к заряду, протекающему через зуммер на этот перекресток.Затем заряд возвращается в отрицательная клемма аккумуляторной батареи. Следуя за течением по его проложив цепь, видим, что вольтметр включен параллельно одному из другие компоненты, потому что поток заряда разделился и часть его пошла в вольтметр и кое-что пошло на зуммер. Это означает, что вольтметр находится в параллельно с компонентом, но, к сожалению, этот компонент является зуммером, а не лампочка.Итак, мы можем сказать, что принципиальная схема (А) — неправильный способ подключения вольтметра параллельно лампочке Только.
Теперь давайте посмотрим на принципиальную схему (В). Заряд течет от положительного терминал ячейки округляется до этого соединения здесь, где он разделяется. Часть заряда стекает в вольтметр, через него и с другой стороны, пока не дойдет до этой секунды соединение здесь.Остальной заряд течет влево, через лампочку, а затем через зуммер, прежде чем снова подключить заряд, который протекает через вольтметр на этом переходе. Затем он продолжает обтекать обратно к отрицательной клемме ячейки. Здесь мы видим, что вольтметр стоит параллельно с лампочкой, потому что поток заряда разделяется, и часть его идет к вольтметру и немного к лампочке.Однако заряд, который течет через лампочку также проходит через зуммер, что означает, что вольтметр находится в параллельно зуммеру и лампочке. Мы стремимся к тому, чтобы вольтметр был быть параллельно только с лампочкой. Так что можно сказать, что это не правильный способ подключения вольтметра к цепи.
Давайте посмотрим на вариант (С). Снова следуя за потоком заряда, мы увидеть, что он раскалывается в этом же переходе, причем некоторые из них идут на вольтметр, и круглая, а некоторые идут к лампочке, прежде чем она снова соединится на этом перекрестке.А потом заряд перетекает в остальная часть схемы. Теперь мы видим, что вольтметр параллельно лампочке. Часть заряда стекает в вольтметр и через него, а часть заряда течет через лампочку. На этом стыке потоки воссоединяются здесь это означает, что вольтметр находится только параллельно лампочке. Это означает, что принципиальная схема (C) является хороший кандидат на то, как вольтметр нужно подключать к цепи.
Переходим к варианту (D), после путь, по которому ток проходит через цепь, мы сразу видим, что он здесь раскалывается на этом перекрестке. Часть заряда потечет до вольтметр, через него и обратно к этому переходу вот здесь, а остальные заряда будет стекать на лампочку и через зуммер, прежде чем присоединяясь к другому обвинению. Отсюда ясно, что вольтметр подключен параллельно и лампочке, и зуммеру, который на самом деле как вариант (B).Таким образом, мы можем исключить вариант (D).
Наконец, мы можем взглянуть на схему диаграмма (E). Как и раньше, мы можем проследить ток на маршруте, проходящем через цепь. Здесь он раскалывается на этом перекрестке, часть заряда протекает через вольтметр и попадает в этот переход на слева, при этом остаток заряда стекает в лампочку, а затем через зуммер, не дойдя до этого перекрестка.Мы видим, что хотя некоторые из заряд протекает через вольтметр, остаток заряда протекает через лампочку и зуммер. Значит вольтметр включен параллельно с лампочкой и зуммером. Это идентично схеме диаграмма (D) и (B). Итак, мы знаем, что это неправильный способ подключения вольтметра к цепи. Мы можем это исключить.
Итак, мы определили вариант (C) как хороший кандидат на то, как вольтметр нужно подключать к цепи.И мы исключили все остальные параметры. Таким образом, вариант (C) показывает нам, как вольтметр должен быть подключен к цепи для измерения разности потенциалов только через лампочку.
Хорошо, теперь, когда мы рассмотрели пару примеров вопросов, давайте подведем итоги того, о чем мы говорили в этом урок. В этом видео мы впервые увидели, что вольтметры используются для измерения разности потенциалов на компоненте в схема.Мы также видели, что в цепи На диаграмме вольтметры представлены кружком с заглавной буквой V. Мы также видели это, чтобы работают правильно, вольтметры должны подключаться параллельно тому компоненту, на котором они измерение разности потенциалов по горизонтали. Наконец, мы увидели, что вольтметры часто может выглядеть как другие устройства, например, амперметр. Но они легко могут быть отличается большой буквой V на лицевой стороне.Это краткое изложение вольтметры.
ECSTUFF4U для инженера-электронщика: что такое вольтметр?
Определение вольтметра?
Вольтметр также известен как измеритель напряжения. Это прибор, который измеряет напряжение или разность потенциалов в напряжении, известный как вольтметр. Как известно, вольтметр всегда подключается параллельно цепи. Некоторые вольтметры предназначены для постоянного тока, называемого цепью постоянного тока, а другие предназначены для переменного тока, называемого цепью переменного тока.
Он работает по основному принципу: крутящий момент отклоняет стрелку инструмента. Таким образом, отклонение указателя прямо пропорционально разности потенциалов между точками.
Символическое обозначение вольтметра?
Обозначение вольтметра |
Тип вольтметра:
Типы вольтметров |
1.Классификация по выпуску:
Аналоговый вольтметр используется для измерения переменного напряжения. Аналоговый вольтметр состоит из последовательно включенного чувствительного гальванометра с высоким сопротивлением. В этом типе внутреннее сопротивление вольтметра должно быть высоким. Чувствительность гальванометра и значение последовательного сопротивления определяют диапазон напряжения, которое может отображать измеритель.
Вольтметр, который отображает значения или показания в числовой форме, известен как цифровой вольтметр.Цифровой вольтметр дает точный результат.
2. Классификация по конструкции
- Вольтметр выпрямительного типа
Этот тип прибора используется в качестве цепи переменного тока для измерения напряжения. Выпрямительный прибор преобразует величину переменного тока в величину постоянного тока с помощью выпрямителя. Таким образом, сигнал постоянного тока измеряется прибором PMMC.
Инструмент MI означает движущийся железный инструмент.Он используется как для измерения переменного, так и постоянного тока, просто потому, что отклонение пропорционально квадрату напряжения, предполагая, что импеданс измерителя постоянный, поэтому независимо от полярности напряжения он показывает направленное отклонение.
Инструмент с подвижным железом подразделяется на две категории:
- Инструмент подвижного железа типа притяжения
- Движущийся железный инструмент отталкивающего типа
Этот вольтметр может работать по принципу того, что проводник с током помещен в магнитное поле и из-за силы тока, действующей на проводник.Ток индуцируется в PMMC из-за измеренного напряжения, и этот ток отклоняет стрелку измерителя.
3. Классификация на основе измерения
Определение вольтметра?
Вольтметр также известен как измеритель напряжения. Это прибор, который измеряет напряжение или разность потенциалов в напряжении, известный как вольтметр. Как известно, вольтметр всегда подключается параллельно цепи.Некоторые вольтметры предназначены для постоянного тока, называемого цепью постоянного тока, а другие предназначены для переменного тока, называемого цепью переменного тока.
Он работает по основному принципу: крутящий момент отклоняет стрелку инструмента. Таким образом, отклонение указателя прямо пропорционально разности потенциалов между точками.
Символическое обозначение вольтметра?
Обозначение вольтметра |
Тип вольтметра:
Типы вольтметров |
1.Классификация по выпуску:
Аналоговый вольтметр используется для измерения переменного напряжения. Аналоговый вольтметр состоит из последовательно включенного чувствительного гальванометра с высоким сопротивлением. В этом типе внутреннее сопротивление вольтметра должно быть высоким. Чувствительность гальванометра и значение последовательного сопротивления определяют диапазон напряжения, которое может отображать измеритель.
Вольтметр, который отображает значения или показания в числовой форме, известен как цифровой вольтметр.Цифровой вольтметр дает точный результат.
2. Классификация по конструкции
- Вольтметр выпрямительного типа
Этот тип прибора используется в качестве цепи переменного тока для измерения напряжения. Выпрямительный прибор преобразует величину переменного тока в величину постоянного тока с помощью выпрямителя. Таким образом, сигнал постоянного тока измеряется прибором PMMC.
Инструмент MI означает движущийся железный инструмент.Он используется как для измерения переменного, так и постоянного тока, просто потому, что отклонение пропорционально квадрату напряжения, предполагая, что импеданс измерителя постоянный, поэтому независимо от полярности напряжения он показывает направленное отклонение.
Инструмент с подвижным железом подразделяется на две категории:
- Инструмент подвижного железа типа притяжения
- Движущийся железный инструмент отталкивающего типа
Этот вольтметр может работать по принципу того, что проводник с током помещен в магнитное поле и из-за силы тока, действующей на проводник.Ток индуцируется в PMMC из-за измеренного напряжения, и этот ток отклоняет стрелку измерителя.
3. Классификация на основе измерения
Вольтметр и омметр
Вольтметр
Вольтметр использует тот же тип движения счетчика, что и амперметр, но использует другую схему, внешнюю по отношению к движению счетчика.
Как было показано ранее, падение напряжения на катушке измерителя является функцией тока и сопротивления катушки.В другом примере 50 мкА × 1000 Ом = 50 мВ. Чтобы измеритель можно было использовать для измерения напряжений более 50 мВ, необходимо добавить последовательное сопротивление для падения любого избыточного напряжения, превышающего то, которое требуется перемещению измерителя для полного отклонения шкалы. В корпусе вольтметра это сопротивление называется сопротивлением множителя и обозначается как R M . [Рисунок 12-152] Вольтметр имеет только один резистор умножения для использования в одном диапазоне.
Рисунок 12-152. Базовый вольтметр.В этом примере показание полной шкалы составляет 1 вольт. R M определяется следующим образом:
Движение расходомера падает на 50 мВ при полном отклонении 50 мкА. Умножающий резистор R M должен понижать оставшееся напряжение на 1 В — 50 мВ = 950 мВ. Поскольку R M включен последовательно с механизмом, он также выдерживает 50 мкА на полной шкале.
Следовательно, для отклонения полной шкалы на 1 вольт полное сопротивление вольтметра составляет 20 кОм. То есть сопротивление умножителя и сопротивление катушки.
Чувствительность вольтметра
Чувствительность вольтметра определяется как сопротивление на вольт (Ом / В). Измеритель, использованный в предыдущем примере, имеет чувствительность 20 кОм и отклонение полной шкалы 1 вольт.
Вольтметры с несколькими диапазонами
Упрощенный вольтметр на рисунке 12-152 имеет только один диапазон (1 вольт), что означает, что он может измерять напряжения от 0 до 1 вольт. Чтобы счетчик был более полезным, необходимо использовать дополнительные резисторы-умножители.Для каждого желаемого диапазона необходимо использовать один резистор.
Рисунок 12-152. Базовый вольтметр.Для движения на 50 мкА требуется полное сопротивление 20 кОм на каждый вольт полной шкалы. Другими словами, чувствительность для движения на 50 мкА всегда составляет 20 кОм независимо от выбранного диапазона. Ток полной шкалы измерителя составляет 50 мкА при любом выборе диапазона. Чтобы найти полное сопротивление измерителя, умножьте чувствительность на напряжение полной шкалы для этого конкретного диапазона. Например, для диапазона 10 В R T = (20 кОм / В) (10 В) = 200 кОм.Общее сопротивление для диапазона 1 В составляет 20 кОм, поэтому R M для диапазона 10 В составляет 200 кОм — 20 кОм = 180 кОм. [Рисунок 12-153] Рисунок 12-153. Двухдиапазонный вольтметр.
Подключение цепи вольтметра
Когда используются вольтметры, они подключаются параллельно цепи. Если вы не уверены в измеряемом напряжении, снимите первое показание при высоком значении на измерителе, а затем постепенно перемещайтесь вниз по диапазону, пока не будет получено подходящее показание. Перед подключением измерителя к цепи соблюдайте полярность, иначе произойдет повреждение из-за движения назад.
Влияние вольтметра в цепи
Когда вольтметр подключен к двум точкам в цепи, ток шунтируется. Если вольтметр имеет низкое сопротивление, он потребляет значительный ток. Это снижает эффективное сопротивление цепи и изменяет показания напряжения. При измерении напряжения используйте вольтметр с высоким сопротивлением, чтобы предотвратить шунтирование цепи.
Омметр
Движение измерителя, используемое для амперметра и вольтметра, также может использоваться для омметра.Омметр предназначен для измерения сопротивления. Упрощенный одноступенчатый омметр показан на рисунке 12-154, который показывает, что основной омметр содержит батарею и переменный резистор, включенные последовательно с перемещением измерителя.
Рисунок 12-154. Базовый омметр.Для измерения сопротивления провода измерителя подключаются к внешнему сопротивлению, которое необходимо измерить. Тем самым замыкается цепь омметра. Это соединение позволяет внутренней батарее производить ток через катушку перемещения, вызывая отклонение стрелки, пропорциональное измеряемому значению внешнего сопротивления.
Регулировка нуля
Когда провода омметра разомкнуты, измерительный прибор находится на полном отклонении шкалы, что указывает на бесконечное (∞) сопротивление или разрыв цепи. [Рисунок 12-155] Когда провода закорочены, как показано на рисунке «регулировка нуля», указатель находится в крайнем правом положении, указывая на короткое замыкание или нулевое сопротивление. Назначение переменного резистора на этом рисунке — отрегулировать ток таким образом, чтобы указатель находился точно на нуле, когда провода закорочены.Это используется для компенсации изменений внутреннего напряжения батареи из-за старения.
Рисунок 12-155. Регулировка нуля.Шкала омметра
На рисунке 12-156 показана типичная аналоговая шкала омметра. Между нулем и бесконечностью (∞) нанесена шкала для обозначения различных номиналов резисторов. Поскольку значения уменьшаются слева направо, эту шкалу часто называют шкалой отката.
Рисунок 12-156. Масштаб Ом.В данном примере предположим, что в определенном омметре используется измерительный механизм на 50 мкА, 1000 Ом и внутренняя 1.Аккумулятор на 5 вольт. Ток 50 мкА вызывает полное отклонение, когда измерительные провода закорочены. Чтобы получить 50 мкА, полное сопротивление омметра составляет 1,5 В / 50 мкА = 30 кОм. Следовательно, поскольку сопротивление катушки составляет 1 кОм, переменный резистор регулировки нуля должен быть установлен на 30 кОм — 1 кОм = 29 кОм.
Теперь представьте, что к выводам омметра подключен резистор 120 кОм. В сочетании с внутренним сопротивлением 30 кОм общее сопротивление составляет 150 кОм. Ток составляет 1,5 В / 150 кОм = 10 мкА, что составляет 20 процентов от тока полной шкалы и отображается на шкале, показанной на рисунке 12-156.
Рисунок 12-156. Масштаб Ом.Теперь рассмотрим, что резистор 120 кОм подключен к выводам омметра. В результате получается ток 1,5 В / 75 кОм = 10 мкА, что составляет 40 процентов от тока полной шкалы и отмечено на шкале. Дополнительные расчеты этого типа показывают, что масштаб нелинейный. Он более сжат с левой стороны, чем с правой стороны. Центральная точка шкалы соответствует внутреннему сопротивлению измерителя 30 кОм. Причина в следующем:
При подключении к проводам 30 кОм ток равен 1.5 В / 60 кОм = 25 мкА, что составляет половину тока полной шкалы 50 мкА.
Многодиапазонный омметр
Практичный омметр имеет несколько рабочих диапазонов. Обычно они обозначаются R × 1, R × 10, R × 100, R × 1k, R × 100k и R × 1M. Этот выбор диапазона интерпретируется иначе, чем выбор амперметра или вольтметра. Показание шкалы омметра умножается на коэффициент, указанный в настройке диапазона. Например, если указатель установлен на шкале, а переключатель диапазонов установлен на R × 100, фактическое измерение сопротивления составляет 20 × 100 или 2 кОм.
Для измерения малых значений сопротивления техник должен использовать более высокий ток омметра, чем требуется для измерения больших значений сопротивления. Шунтирующие резисторы необходимы для обеспечения нескольких диапазонов на омметре для измерения диапазона значений сопротивления от очень малого до очень большого. Для каждого диапазона включается другое значение сопротивления шунта. Сопротивление шунта увеличивается для диапазонов с более высоким сопротивлением и всегда равно показанию центральной шкалы в любом выбранном диапазоне. В некоторых измерителях для максимального диапазона сопротивления используется более высокое напряжение батареи.[Рисунок 12-157] Рисунок 12-157. Многодиапазонный омметр.
Megger (мегомметр)
Megger, или мегомметр, представляет собой омметр высокого диапазона, содержащий генератор с ручным управлением. Он используется для измерения сопротивления изоляции и других значений высокого сопротивления. Он также используется для проверки заземления, целостности и короткого замыкания систем электроснабжения. Основным преимуществом мегомметра перед омметром является его способность измерять сопротивление с высоким потенциалом или напряжение «пробоя».Этот тип тестирования гарантирует, что изоляция или диэлектрический материал не будет закорачиваться или протекать при потенциальном электрическом напряжении.
Мегомметр состоит из двух первичных элементов, оба из которых снабжены индивидуальными магнитными полями от общего постоянного магнита: генератора постоянного тока с ручным приводом, G, который подает ток, необходимый для проведения измерения; и приборная часть, которая указывает значение измеряемого сопротивления. Инструментальная часть относится к типу встречной катушки.Катушки A и B установлены на подвижном элементе с фиксированным угловым соотношением друг к другу и могут свободно вращаться как единое целое в магнитном поле. Катушка B стремится перемещать указатель против часовой стрелки, а катушка A — по часовой стрелке. Катушки смонтированы на легкой подвижной раме, которая поворачивается в драгоценных подшипниках и может свободно перемещаться вокруг оси 0. [Рисунок 12-158] Рисунок 12-158. Упрощенная схема мегомметра.
Катушка A соединена последовательно с R3 и неизвестным сопротивлением R X , которое необходимо измерить.Последовательная комбинация катушек A, R3 и R X подключена между + и — щетками генератора постоянного тока. Катушка B подключена последовательно с R2, и эта комбинация также подключена к генератору. На подвижном элементе инструментальной части мегомметра нет удерживающих пружин. Когда генератор не работает, указатель свободно плавает и может остановиться в любом положении на шкале.
Если клеммы разомкнуты, ток в катушке A не течет, и только ток в катушке B управляет движением подвижного элемента.Катушка B занимает положение напротив зазора в сердечнике (поскольку сердечник не может двигаться, а катушка B может), а стрелка указывает на бесконечность на шкале. Когда между клеммами подключено сопротивление, в катушке A течет ток, стремясь перемещать указатель по часовой стрелке. В то же время катушка B стремится перемещать указатель против часовой стрелки. Следовательно, подвижный элемент, состоящий из катушек и указателя, останавливается в положении, в котором две силы уравновешены. Это положение зависит от величины внешнего сопротивления, которое контролирует относительную величину тока катушки A.Поскольку изменения напряжения влияют на обе катушки A и B в одинаковой пропорции, положение подвижного элемента не зависит от напряжения. Если клеммы закорочены, указатель остается на нуле, потому что ток в A относительно велик. В этих условиях прибор не повреждается, поскольку ток ограничен резистором R3.
Существует два типа мегомметров с ручным приводом: с регулируемым давлением и с постоянным давлением. Скорость мегомметра переменного давления зависит от того, насколько быстро вращается рукоятка рукоятки.В мегомметре постоянного давления используется центробежный регулятор или фрикционная муфта. Регулятор становится эффективным только тогда, когда мегомметр работает со скоростью, превышающей скорость скольжения, при которой его напряжение остается постоянным.
Бортовой механик рекомендует
Выпрямительный вольтметр— Электронные устройства и схемы Вопросы и ответы
Этот набор вопросов и ответов для электронных устройств и схем с множественным выбором (MCQ) посвящен «выпрямительному вольтметру».
1.В устройствах выпрямительного вольтметра переменного тока предпочтительнее использовать _________ диодов.
a) Кремний
b) Германий
c) Галлий
d) Арсенид
Посмотреть ответ
Ответ: a
Пояснение: Кремниевые диоды предпочтительны из-за их низкого обратного тока и высоких номинальных значений прямого тока. Механизм PMMC также используется в приборах выпрямительного типа вместе с устройством выпрямителя.
2. Вольтметр переменного тока состоит из _________
a) однополупериодного выпрямителя
b) двухполупериодного выпрямителя
c) центрального выпрямителя
d) мостового выпрямителя
Посмотреть ответ
Ответ: d
Пояснение: мостовой выпрямитель обеспечивает двухполупериодную пульсацию Округ Колумбия.Из-за инерции подвижной катушки измеритель показывает устойчивое отклонение, пропорциональное среднему значению тока. Шкала измерителя обычно откалибрована, чтобы выдавать среднеквадратичное значение переменного синусоидального сигнала.
3. При обратном смещении выпрямитель ведет себя как a___________
a) Резистор
b) Конденсатор
c) Индуктор
d) Усилитель
Посмотреть ответ
Ответ: b
Объяснение: Выпрямитель проявляет емкостные свойства при обратном смещении и имеет тенденцию к обходить более высокие частоты.Погрешность показаний измерителя может уменьшаться на 0,5% на каждый рост частоты на 1 кГц.
4. В обычном выпрямительном вольтметре счетчик имеет низкую чувствительность из-за ___________ диода.
a) низкое прямое сопротивление
b) высокое прямое сопротивление
c) низкое обратное сопротивление
d) высокое обратное сопротивление
Посмотреть ответ
Ответ: b
Пояснение: Диод обеспечивает высокое сопротивление при прямом смещении. Таким образом, обеспечивается большее сопротивление току, протекающему в цепи.Таким образом, прибор становится менее чувствительным.
5. Какие из следующих инструментов нельзя использовать для измерения переменного тока?
a) Горячий провод
b) PMMC
c) Электростатический
d) Индукционный тип
Посмотреть ответ
Ответ: b
Объяснение: прибор с подвижной катушкой можно использовать только с источником постоянного тока, поскольку реверсирование тока вызывает реверсирование крутящего момента на катушке. Он очень хрупкий и иногда использует цепь переменного тока с выпрямителем. Это дорого по сравнению с инструментами с подвижной катушкой.
6. Сопротивление идеального вольтметра __________
a) низкое
b) бесконечное
c) нулевое
d) высокое
Посмотреть ответ
Ответ: b
Объяснение: Внутреннее сопротивление идеального вольтметра бесконечно, а внутреннее сопротивление идеального амперметра равно нулю. Амперметр включен последовательно, а вольтметр — параллельно электроприбору. Сопротивление идеального вольтметра бесконечно, поэтому он не потребляет ток из тестируемой цепи.
7. Электронные вольтметры могут быть разработаны для измерения ____________
a) Только очень малых напряжений
b) Только очень высоких напряжений
c) Как очень малых, так и очень высоких напряжений
d) Ни высоких, ни малых напряжений
Посмотреть ответ
Ответ: c
Пояснение: Вольтметр — это прибор, который измеряет разность электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи. Аналоговый вольтметр перемещает указатель по шкале пропорционально напряжению в цепи; цифровой вольтметр обеспечивает числовой дисплей.Таким образом, он подходит для измерения как малых, так и высоких напряжений.
8. В электронном вольтметре диапазон входных напряжений может быть расширен с помощью _______
a) Функциональный переключатель
b) Входной аттенюатор
c) Выпрямитель
d) Балансный мостовой усилитель постоянного тока
Посмотреть ответ
Ответ: b
Объяснение: Функция аттенюатора заключается в том, что он помогает выбрать определенный диапазон значений напряжения. Выпрямитель необходим в вольтметре для преобразования переменного напряжения в постоянное.
9. Шкала вольтметра равномерная. Его тип _________
a) Подвижный утюг
b) Индукционный
c) Постоянный магнит с подвижной катушкой
d) Динамометр с подвижной катушкой
Посмотреть ответ
Ответ: c
Объяснение: Инструменты с подвижной катушкой на постоянных магнитах имеют постоянные магниты. Он подходит для измерения постоянного тока, потому что здесь отклонение пропорционально напряжению, потому что сопротивление постоянно для материала измерителя и, следовательно, если полярность напряжения меняется на противоположную, отклонение стрелки также будет обратным, поэтому он используется только для измерения постоянного тока.
10. Какой из инструментов самый точный?
a) PMMC
b) Подвижный утюг
c) Термопара
d) Индукционный тип
Просмотр ответа
Ответ: a
Объяснение: Этот крутящий момент в PMMC обеспечивает то, что указатель приходит в положение равновесия, то есть в состоянии покоя на шкале без колебаний чтобы дать точное показание. В PMMC, когда катушка движется в магнитном поле, вихревой ток устанавливается в металлическом каркасе или сердечнике, на котором намотана катушка, или в цепи самой катушки, которая противодействует движению катушки, что приводит к медленному повороту стрелки. а затем быстро остановиться с очень небольшими колебаниями.Обладает большой точностью.
Sanfoundry Global Education & Learning Series — Электронные устройства и схемы.
Чтобы практиковаться во всех областях электронных устройств и схем, представляет собой полный набор из 1000+ вопросов и ответов с несколькими вариантами ответов .
Примите участие в конкурсе сертификации Sanfoundry, чтобы получить бесплатную Почетную грамоту. Присоединяйтесь к нашим социальным сетям ниже и будьте в курсе последних конкурсов, видео, стажировок и вакансий!
| Эквивалентная схема
Цепь вольтметра пиковых значений:
Иногда бывает достаточно, если измеряется цепь вольтметра пиковых значений импульсной волны напряжения; форма его волны может быть уже известна или зафиксирована самим источником.Это очень полезно при рутинных импульсных испытаниях. Методы аналогичны тем, которые используются для переменного тока. Измерения пиковых значений напряжения.
Прибор обычно подключается к низковольтным плечам делителей потенциала, описанных в гл. 7.2.7. Базовая схема вместе со схемой замещения и характеристикой отклика показана на рис. 7.41. Схема состоит только из выпрямителей.
Диод D работает только при положительном напряжении. Для отрицательных импульсов диод должен быть подключен в обратном направлении.Когда импульс напряжения ν (t) появляется на плече низкого напряжения делителя потенциала, конденсатор C m заряжается до пикового значения импульса. Когда амплитуда сигнала начинает уменьшаться, диод становится смещенным в обратном направлении и предотвращает разряд конденсатора C m .
Напряжение, развиваемое на C m , измеряется вольтметром с высоким сопротивлением (электростатическим вольтметром или электрометром). Поскольку диод D имеет конечное прямое сопротивление, напряжение, до которого заряжается C m , будет меньше, чем фактический пик сигнала, и изменяется цепью R-C сопротивления диода и измерительной емкостью C m .Ошибка показана на рис. 7.41c. Погрешность можно оценить, если известна форма сигнала.
Фактическое прямое сопротивление диода D (динамическое значение) трудно оценить, поэтому измеритель калибруется с помощью осциллографа. Пиковые вольтметры для любой полярности, использующие резистивные и емкостные делители, показаны на рис. 7.42. В этом устройстве напряжение любой полярности передается в пропорциональный положительный измерительный сигнал резистивным или емкостным делителем напряжения и диодной схемой.
Активная сеть со схемой обратной связи используется в коммерческих приборах, поэтому также можно измерять быстрорастущие импульсы. В приборах, использующих конденсаторные делители, требуется сопротивление разряда на плече низкого напряжения, чтобы предотвратить нарастание постоянного тока.