Вольтметр принцип действия: Вольтметр: подключение, типы, принцип работы

Вольтметр: подключение, типы, принцип работы

Зачем

 нужен вольтметр в электрической цепи дома или квартиры?

Изношенность электросетей и оборудования на электростанциях — главная причина частых перепадов напряжения, которые могут спровоцировать выход из строя различной техники. Эти условия диктуют свои правила — теперь человеку необходимо отслеживать качество энергоснабжения. Вольтметр же стал незаменимым помощником при мониторинге энергобезопасности сети.

Компания DS Electronics выпускает цифровые вольтметры RBUZ V1 для однофазной и RBUZ V3 для трехфазной сети переменного тока. Постоянная индикация напряжения позволяет контролировать текущее значение в любой момент времени без каких-либо дополнительных манипуляций с прибором, а энергонезависимая память записывает максимальное и минимальное значения напряжения. Прибор устанавливается в щиток на стандартную DIN-рейку шириной 35 мм. Также стоит отметить, что в устройствах применяется алгоритм True RMS, обеспечивающий максимальную точность показаний.

Принцип действия и типы вольтметров

Исходя из принципа работы прибора, выделяют электромеханические и электронные вольтметры.

Работа электромеханических устройств основана на использовании магнитоэлектрического принципа. Вольтметр включает в себя постоянный магнит и стальной сердечник, а также алюминиевую рамку с обмоткой тонким проводом и прикрепленной стрелкой, которая помещена между магнитом и сердечником. При прохождении тока по проводу катушки возникает электромагнитное поле, которое отклоняет рамку со стрелкой, соприкасаясь с постоянным магнитным полем. Излишнее колебание стрелки мешает точному определению показаний устройства. Для стабилизации используют различного рода приспособления: индукционный демпфер, воздушный демпфер, систему противовесов и пр.

Электронные вольтметры, в свою очередь, подразделяются на аналоговые и цифровые. В аналоговых измерителях установлена система, которая преобразует входящее переменное напряжение в постоянное. Затем происходит его передача на специальный детектор, отклоняющий указатель, в зависимости от уровня измерений. Цифровые приборы оснащены контроллером, который преобразует аналоговое напряжение в цифровой код. Результаты замеров выводятся на специальный экран. Качество преобразователя непосредственно влияет на точность производимых замеров.

В зависимости от назначения выделяют следующие типы измерителей:

• Постоянного и переменного тока — применяются для регистрации показаний в сетях соответственно с постоянным и переменным током.
• Импульсные приборы используются для определения пиковых значений периодических импульсных сигналов.
• Фазочувствительные устройства позволяют установить комплексное напряжение и его составляющие.
• Селективные измерители применяются в лабораториях для изучения токов с переменным напряжением.
• Универсальные — настраиваемые устройства, позволяющие производить различные замеры.

Также существует разделение по конструкции и способу применения:

• стационарные — наиболее точные и чувствительные, имеют крупные габариты, устанавливаются на объектах, где нужен непрерывный мониторинг состояния электрической сети;
• щитовые — монтируются в электрощитовые шкафы или на приборные панели, имеют небольшие габариты;
• переносные — маленькие по размеру, имеют небольшой вес, благодаря чему мобильны и могут использоваться в различных местах.

При выборе устройства для измерения напряжения необходимо уделить внимание таким показателям:

1. Внутреннее сопротивление. Для минимального воздействия измерительного устройства на электроцепь необходимо, чтобы его внутреннее сопротивление было как можно больше.
2. Диапазон измеряемых напряжений. Стандартный вольтметр показывает напряжение от 10 mV до 1000 V. Для снятия показаний менее 10 милливольт используются милли- и микровольтметры, а выше 1000 вольт — киловольтметры.
3. Точность определяет возможную погрешность устройства.

Как подключить вольтметр в электрическую цепь?

Чтобы обеспечить минимальное влияние высокого сопротивления прибора на измеряемые величины, необходимо параллельно подключить устройство в электрическую цепь. При подсоединении следует придерживаться полярности, т.к. это напрямую влияет на результаты измерений. Для удобства подключения измерители комплектуются специальными точечными электродами или зажимами.

У используемого измерителя должен быть необходимый диапазон частот. В противном случае возможны неприятные последствия: от неверных показателей до короткого замыкания и повреждения прибора.

Вольтметр необходим в условиях нестабильно работающих электросетей. Благодаря ему можно легко проконтролировать уровень напряжения в сети. Функция запоминания максимального и минимального значения, как в устройствах RBUZ V1 и RBUZ V3, поможет отследить скачки напряжения. Поэтому он является хорошим помощником при организации безопасного энергоснабжения в доме и квартире.

Оцените новость:

назначение, принцип работы, типы, схема подключения

Вольтметр – это прибор, назначение которого измерять электродвижущую силу (ЕДС) на определенном участке электрической цепи, или проще – прибор для измерениянапряжения (разность электрических потенциалов). Этот прибор всегда подключается параллельно элементу питания или нагрузке. Измеренное значение вольтметр показывает в Вольтах.

Если говорить об идеальном вольтметре, то он должен обладать бесконечным внутренним сопротивлением, чтобы точно измерять напряжение и не оказывать побочного воздействия на цепь. Именно поэтому в приборах высокого класса стараются сделать максимально возможным внутреннее сопротивление, от которого зависит точность измерения и помехи, создаваемые вольтметром в электрической цепи.

Рисунок — Формулы измерения напряжения

Если говорить о способе монтажа, то вольтметры подразделяют на три основные группы:

• Стационарные;

• Щитовые;

• Переносные;

Как становится ясно из названия, стационарные приборы используются там, где необходим постоянный контроль, щитовые – в распределительных щитках и на приборных панелях, а переносные – в компактных приборах, которые можно использовать в любом месте.

Рисунок — Схема подключения вольтметра

Посмотрите видео о подключении вольтметра:

По назначению все вольтметры делятся

• Переменного тока;

• Постоянного тока;

• Селективные;

• Фазочувствительные;

• Импульсные.

Вольтметры переменного тока, как и постоянного используются для измерений в сетях с соответствующим типом тока, а вот селективные – могут отделять гармоническую составляющую сложного сигнала, и определять среднеквадратическое значение напряжения.

Импульсный вольтметр обычно используют для измерений амплитуды постоянных импульсных сигналов, а также они способны точно определить амплитуду одиночного импульса.

Фазочувствительные приборы могут измерять изменения составляющих комплексных напряжений, благодаря чему становится возможным точное исследование амплитудно-фазовой характеристики усилителей, и прочих подобных схем.

По принципу действия различают электронные (цифровые или аналоговые), и электромеханические вольтметры (электромагнитные, термоэлектрические, а также магнитоэлектрические, электродинамические и электростатические).

Все электромеханические приборы, за исключением термоэлектрических, по сути, являются обычным измерительным механизмом с показывающим устройством. Во всех них для расширения пределов измерений применяются дополнительные сопротивления.

Приборы данной категории, не смотря на довольно высокое внутреннее сопротивление, имеют относительно большую погрешность, что делает невозможным их использование в ходе экспериментов и исследований, где требуется повышенная точность данных.

Термоэлектрический вольтметр использует для замеров электродвижущую силу одной или нескольких термопар, которые греются из-за тока входящего сигнала. Они более точны и компактны, в сравнении с электромеханическими измерителями напряжения.

Электронные вольтметры в свою очередь подразделяются на цифровые и аналоговые.

Цифровой вольтметр преобразует постоянное значение напряжения в цифровой сигнал, который и выводится на табло прибора. Делается это при помощи аналого-цифрового преобразователя.

В аналоговых вольтметрах помимо магнитоэлектрического измерителя и дополнительных резисторов в обязательном порядке присутствует измерительный усилитель, позволяющий в несколько раз повысить внутреннее сопротивление прибора, и соответственно – улучшить точность показаний.

Рассмотрим несколько вольтметров разных производителей

1. В3-57 — микровольтметр

Измерительное устройство модели В3-57 — вольтметр-преобразователь среднеквадратич. показаний. Разработан для замеров среднеквадратич. значения напряжений произвольной формы и их линейного преобразован. в напряжение постоян. тока. Шкала прибора промаркирована в среднеквадратич. значениях напряжения и децибелах (от 0 дБ и до 0,775 В). Используется при контроле и наладке разнообразных радиотелетехнических устройств и средств связи, вычислении частотных характеристик широкополосных аппаратов, обследованиях шумовых устойчивых сигналов и т. д.

Основные техданные:

— Пределы замеров напряжений 10 мкВ — 300 В с граничными зонами: 0,03-0,1-0,3-1-3-10-30-100-300мВ 1-3-10-30-100-300В

— Границы частот 5 Гц — 5 МГц

— Допустимая погрешность, %: ±1 (30-300 мВ), ±1,5 (1-10 мВ), ±2,5 (0,1-0,3 мВ и 1-300 В), ±4 (0,03 мВ)

— Входное сопротивл.5 МОм ±20%

— Входная емкость: 27пФ (0,03-300 мВ) и 12 пФ (1-300 В)

— Напряжение на выходе линейного преобразоват. 1 В

— Сопротивление на выходе линейного преобразоват. 1 кОм ±10%

— Предельный коэфф. амплитуды сигнала 6*(Uk/Ux)

2.Вольтметры переменного напряжения АКИП-2401

— Измерение ср.квадратического значения переменного напряжения

— Диапазон частот: 5 Гц…5 МГц

— Диапазон измерения напряжения: 50 мкВ…300 В (6 пределов)

— Два измерительных ВЧ входа: Кан1 / Кан2

— Максимальное разрешение: 0,0001 мВ

— Отображение уровня входного сигнала в дБн, дБм, Uпик

— Автоматический или ручной выбор пределов измерений, удержание результата (Hold)

— Двухстрочный VDF-дисплей

— Интерфейс RS-232

3. Вольтметр В7-40/1

Высококачественный цифровой универсальный прибор, предназначенный для измерения постоянного и переменного напряжений, силы токов и сопротивления постоянному току. вольтметр В7-40/1 применяется при производстве радиоаппаратуры и электрорадиоэлементов, при научных и экспериментальных исследованиях, в лабораторных и цеховых условиях. Встроенный в вольтметр В7-40/1 интерфейс IEEE 488 позволяет успешно использовать его в составе автоматизированных информационно — измерительных систем.

Вольтметр В7-40/1 соответствует жестким условия эксплуатации.

— Точность измерения по постоянному току вольтметра В7-40/1 — 0,05 %

— Максимальная разрешающая способность В7-40/1 — 1 мкВ; 10 мкА; 1 мОм

— Диапазоны 0,2; 20; 200; 1000 (2000) В

— Разрешение 1, 10, 100 мкВ; 1; 10 мВ

— Основная погрешность измерения ±(0,04 %+ 5 ед. мл. р)

Входное сопротивление:

— на диапазоне 0,2 В не менее 1 ГОм

— на диапазоне 2 В не менее 2 ГОм

— на диапазонах 200….1000 В, не менее 10 МОм

Ещё одно видео о способе подключения вольтметра:

описание устройства прибора, принцип работы, физические характеристики, обозначение на рисунке

Существует большое количество разных измерительных приборов. Одним из часто используемых устройств как в быту, так и в профессиональной сфере деятельности, является вольтметр. Предназначен он для измерения значения напряжения в любой точке электрической сети. Промышленность изготавливает несколько типов таких измерителей, отличающихся друг от друга принципом работы. При этом каждый из них имеет как достоинства, так и недостатки.

История изобретения

Итальянский учёный Алессандро Вольт, проведя ряд экспериментов с электричеством, приходит к выводу, что получить электрический ток можно используя соединение металлов с жидкостью. Поместив медные пластины, покрытые цинком, в кислоту, он в 1800 году создаёт первый электрохимический источник энергии, названный позже «вольтов столб».

Он также устанавливает, что при соединении двух разных металлов возникает сила, которая затрачивается на работу по перемещению электрического заряда из одной точки в другую. При этом перемещённый заряд изменяет свой потенциал (величину энергии), которым он обладает. Разность между начальным потенциалом и конечным получает название «напряжение».

Для измерения количества электричества Вольт использует металлический стержень, вставленный в каучуковую пробку и помещённый в бутылку. На нижний конец, находящийся в бутылке, он надевает соломинки, а на другой — шар. Учёный наблюдает, что при контакте шара с наэлектризованным веществом соломинки отталкиваются. Это позволяет ему судить о степени заряженности материала.

Существование напряжения Вольт доказал проведя следующий опыт. На электроскоп (прибор регистрирующий заряд) был надет медный и цинковый диск. Между ними проложен тонкий слой диэлектрика. На короткое время физик замыкал металлы между собой проволокой. Лепестки на электроскопе немного раздвигались. Далее диски раздвигались на большее расстояние, при этом лепестки регистратора расходились ещё больше.

Фактически это был первый эксперимент, позволяющий измерить, хотя и в грубой форме, напряжение. В 1830 году английский учёный Майкл Фарадей открывает явление электромагнитной индукции, на котором впоследствии создаётся ряд электроизмерительных приборов.

В 1881 году французский физик Арсен Д’Арсонваль создаёт устройство, состоящее из катушки и стрелки, помещённых в постоянное магнитное поле. На катушку подавался электрический ток, в результате чего стрелка отклонялась от начального положения. В этом же году был проведён Международный электротехнический конгресс, на котором были приняты обозначения электрических величин. Прибор, предназначенный для измерения разности потенциалов, был назван вольтметром, а напряжение стало измеряться в вольтах.

Суть прибора

Вольтметр — это устройство, относящееся к классу электроизмерительных приборов, предназначенное для измерения электродвижущей силы (ЭДС) на участке электрической линии. Другими словами, вольтметр показывает разность потенциалов (напряжение) между двумя точками электрической цепи. Подключается он всегда параллельно к источнику тока или нагрузке.

При измерении устройство не должно никоим образом воздействовать на параметры электрической цепи, поэтому идеальным считается прибор, имеющий бесконечно большое внутреннее сопротивление. От этого параметра в первую очередь и зависит точность замеров. В зависимости от формы измеряемого сигнала, вольтметры разделяются на устройства, измеряющие постоянный или переменный ток.

Кроме того, по принципу измерения вольтметры бывают:

• Диодно-компенсационные. Принцип их действия основан на сравнении измеряемого сигнала с эталонным, выдаваемым регулируемым источником. Основным элементом конструкции является вакуумный диод. Они используются только для измерения гармоничного (переменного) сигнала, но в широком диапазоне частот. Точность замеров довольно высокая.
• Импульсные. Измеряют значение амплитуды сигнала периодических и одиночных импульсов с большой скважностью. Структурная схема устройства состоит из преобразователя уровня импульса, усилителя и отсчётного устройства.
• Фазочувствительные. Характерным признаком такого устройства является наличие двух индикаторов, служащих для регистрации действительной и мнимой составляющих комплексного сигнала. Их используют для исследований амплитудно-фазовых характеристик.
• Селективные. По своей схемотехнике похожи на супергетеродинные радиоприёмники. Способны выделять гармоники сигнала и измерять их среднеквадратичную величину амплитуды.
• Универсальные. Многофункциональные приборы, умеющие измерять любой тип сигнала.

Все приведенные приборы применяются в лабораториях и на производствах для наладки работы той или иной техники. В быту же и радиолюбительстве чаще используются вольтметры, умеющие измерять среднеквадратичное напряжение переменного и постоянного тока. Поэтому все типы устройств, принято разделять на два вида: аналоговые и цифровые.

Обозначение и характеристики

Согласно единой системе конструкторской документации, на принципиальных и электрических схемах вольтметр принято обозначать в виде окружности, в середину которой вписывается латинская буква V. На рисунках и чертежах прибор подписывается русской буквой «В» или английской аббревиатурой PV.

Кроме того, первая цифра, стоящая в названии прибора после буквы «В», выпускаемого в странах бывшего СССР, обозначает тип устройства. Например, «B2» — постоянного тока, «B3» — переменного, «B4» — импульсного, «B7» — универсального.

Для оценки возможностей прибора принято использовать следующие технические характеристики:

• Внутренний импеданс источника. Характеризуется сопротивлением, измеренным на выходе прибора. Чем больше это значение, тем прибор считается более качественным.
• Диапазон измерений. Это область, ограниченная наименьшим и наибольшим значением, которое может измерить прибор. Большинство тестеров являются универсальными, измеряющими напряжение в диапазоне от десятков милливольт до киловольта. Однако в исследовательских центрах используются приборы, позволяющие определять мили или даже микровольты.
• Точность показаний. Этим параметром обозначается погрешность между реальными значениями напряжения и измеренными. В зависимости от значений измеряемой амплитуды сигнала, эта погрешность изменяется, поэтому характеризуется она классом точности. Например, для прибора, работающего в диапазоне измерения от 0 до 60 вольт, класс точности, равный единице, будет обозначать, что погрешность прибора не может превышать 0,6 В, но на малых значениях такой допуск недопустим. Поэтому диапазон измерений и разбивается на небольшие участки.
• Диапазон частот. Определяется чувствительностью электронных компонентов регистрировать сигнал той или иной частоты.
• Рабочая температура окружающей среды. Обозначает условия, при которых погрешность измерения будет соответствовать заявленному классу точности.

Виды вольтметров

Кроме технических параметров, определяющих назначение прибора, в описаниях вольтметра часто указываются его физические размеры. Связано это с тем, что все устройства по виду конструкции разделяют на три типа:

1. Переносные.
2. Стационарные.
3. Панельные (щитовые).

Первые обычно относятся к полупрофессиональным и любительским измерительным устройствам. Выглядят они в виде прямоугольных коробочек, сделанных из жёсткого пластика или карболита. Все они работают от мобильных источников питания, аккумуляторов или батареек. Для удобства определения амплитудного значения сигнала в наборе с вольтметрами идёт съёмная пара щупов.

Вторые запитываются от сети переменного напряжения, через встроенный в них блок питания. Чаще всего это узкоспециализированные тестеры, обладающие высокой точностью измерений. Используют их в профессиональной сфере деятельности для контроля напряжения в важных точках электрической цепи.

Третий же тип предназначен для использования в специально оборудованных шкафах для постоянного контроля величины напряжения. Обычно применяются в комплексе с защитными приборами. Такого вида вольтметром измеряют переменное однофазное или трёхфазное напряжение.

Аналоговое устройство

Отличительной чертой аналогового устройства является присутствие стрелочного индикатора. В основе принципа работы вольтметра такого типа лежит использование измерительной головки. Конструктивно она выполняется в виде алюминиевого контура, помещённого в магнитное поле. Стрелка прибора и оси приклеивается к рамке, на которую намотана проволока.

Через пружины или растяжки, удерживающие стрелку в начальном положении, на конструкцию подаётся ток. В зависимости от величины его силы, магнитное поле воздействует на рамку с разной интенсивностью. В итоге возникает крутящий момент, выводящий стрелку из нулевого состояния.

Для устойчивого положения стрелки используются демпферы. Под указателем располагается шкала, отградуированная по эталонным приборам. Поэтому каждое положение стрелки соответствует своему значению напряжения. Как только измерения заканчиваются, ток перестаёт поступать на измерительную головку и указатель под действием растяжек возвращается на своё первоначальное положение.

Структурную схему аналогового прибора можно подставить в виде последовательной цепочки, состоящей из входного устройства, усилителя тока, детектора, измерительной головки.

Технические возможности вольтметра во многом определяются чувствительностью головки. К достоинствам аналогового прибора относят инерционность и невосприимчивость к помехам. Он идеально подходит для отображения динамики сигнала. Такой измеритель мгновенно показывает изменение вольтажа. Например, при вычислении напряжения с пульсациями, тестер, интегрируя их, показывает среднее значение. Расширить диапазон измерения можно применив добавочные сопротивления или шунты. Но при своих достоинствах стрелочные вольтметры характеризуются большой погрешностью и сложность в интерпретации результатов измерения.

Цифровой прибор

Принцип действия цифрового вольтметра переменного тока, как и постоянного, основан на использовании аналогово-цифрового преобразователя (АЦП). Измеряемый сигнал поступает на вход микросхемы, преобразовывающей его в набор импульсов, передающихся дальше в блок обработки для формирования кода. Трансформированный сигнал направляется на цифровое отсчётное устройство, а с него уже и на дисплей.

Точность замеров электронного вольтметра зависит от качества преобразования сигнала в цифровой код. Попадая на компаратор, сигнал разбивается на группы единиц и направляется в ячейки памяти, сохраняющих информацию. Если код подать напрямую, то на экране показания будут неустойчивыми. Дисплеем управляет свой контроллер, обеспечивающий вывод данных из памяти и засвечивающий сегменты дисплея.

К достоинствам цифрового вольтметра относят высокое внутреннее сопротивление, что делает его измерения очень точными. А также он оснащён электронным усилителем, позволяющим проводить замеры даже слабых сигналов. Результат измерений отображается на табло сразу в виде числа, поэтому нет необходимости высчитывать значение по шкалам.

Электронный измеритель нечувствителен к магнитным полям и одинаково измеряет при любой полярности приложенного напряжения.

Порядок измерения

Чтобы провести измерения, вольтметр подключается с помощью измерительных щупов параллельно двум точкам, между которыми нужно измерить разность потенциалов. Принцип определения амплитуды будет одинаков для любого типа устройства. Порядок измерения напряжения можно представить в виде следующих действий:

1. Включить устройство.
2. Подключить штекера измерительных проводов в соответствующие гнёзда на панели прибора.
3. Установить нужный диапазон измерения.
4. Прижать измерительные щупы к исследуемому объекту.
5. Прочитать показания с экрана прибора.

Таким образом, при помощи вольтметра можно достаточно быстро измерить величину амплитуды между двумя точками электрической линии с любым типом сигнала. Прибор имеет высокое собственное сопротивление, поэтому пользоваться им довольно безопасно.

Вольтметры. Виды и работа. Устройство и маркировка. Особенности

Вольтметры являются измерительными приборами, которые предназначены для измерения электродвижущей силы в электрической цепи на некотором ее участке, то есть, для измерения разности электрических потенциалов, которое называется напряжением. Единицей измерения этого параметра является Вольт. Такой измерительный прибор должен подключаться параллельно измеряемому участку или нагрузке. Если вольтметр подключить к выводам батарейки или блока питания, то прибор покажет не напряжение, а электродвижущую силу, так как при подключении в цепь с нагрузкой напряжение меняется.

Вольтметры в идеале должны иметь большое внутреннее сопротивление, для обеспечения точных показаний, и не воздействовать на измеряемую цепь. Поэтому в высокоточных приборах стремятся к наибольшему внутреннему сопротивлению.

Классификация

По принципу действия:

• Электромеханические.
• Электронные.

По назначению:

• Для постоянного тока.
• Для переменного тока.
• Импульсные.
• Фазочувствительные.
• Селективные.
• Универсальные.

По способу исполнения:

• Переносные.
• Стационарные.
• Щитовые.

Устройство и работа

Рассмотрим основные виды вольтметров.

Электромеханические

Процесс измерения основан на прямой линейной зависимости движения механического вида от напряжения. Стрелка прибора находится на рамке с обмоткой, расположенной на вращающейся оси внутри постоянного магнита.

При возникновении в рамке напряжения, вокруг нее появляется электромагнитное поле. В результате рамка со стрелкой поворачивается в магнитном поле на определенный угол, величина которого зависит от измеряемой величины. Чувствительностью прибора называется коэффициент пропорциональности между значением угла поворота рамки и напряжением. Чтобы не было колебаний вращающейся рамки со стрелкой, используют магнитно-индукционный демпфер.

Он выполнен в виде алюминиевой пластины, закрепленной на оси, и движется совместно со стрелкой в магнитном поле. Вихревые токи при этом препятствуют колебаниям рамки, поэтому возникающие колебания стрелки затухают. Воздушные демпферы вольтметров состоят из цилиндров с поршнями, которые связаны механическим путем со стрелкой. При возникающих колебаниях стрелки поршень сглаживает их путем затормаживания в цилиндре. Чтобы точность измерений была высокой, прибор не должен зависеть от силы тяжести, стрелка должна отклоняться только от действия катушки в поле магнита, а не от силы тяжести. Поэтому подвижные элементы оснащают специальными грузиками, играющими роль противовесов.

Для уменьшения трения металлические наконечники изготавливают из прочной стали, затем полируют их. Подпятники выполняют из твердых камней. Зазор между подпятником и полированным наконечником регулируется винтом. Направление поворота стрелки зависит от полярности тока, протекающего через катушку. Поэтому для правильных измерений необходимо соблюдать полярность.

Электронные вольтметры

Приборы с электронной начинкой делятся в свою очередь на аналоговые и цифровые. Они отличаются тем, что в аналоговых приборах имеется стрелка и шкала, а в цифровых приборах значение напряжения выводится на цифровой экран. Аналоговые приборы работают по принципу преобразования переменного входного напряжения в постоянное. Затем оно усиливается и поступает на детектор, сигнал от которого отклоняет стрелку. Чем выше напряжение входа, тем больше отклонится стрелка.

Цифровые

Такие приборы работают с большей точностью, в отличие от аналоговых моделей. Принцип их работы заключается в изменении аналогового входного сигнала в цифровой вид. При этом кодированный цифровой сигнал приходит на устройство, преобразующее двоичный код в цифры, отображаемые на экране. Точность измерений цифровых вольтметров зависит от дискретности аналого-цифрового устройства, преобразующего сигнал.

Вольтметры в сети переменного тока

Работа таких устройств заключается в преобразовании переменного значения напряжения в постоянное. После этого сигнал усиливается и поступает на измерительный механизм магнитоэлектрического действия.

Импульсный вольтметр

Такой прибор способен измерить короткие импульсы напряжений в сети. Разберем устройство и работу импульсного вольтметра на примере устройства для поиска неисправностей в электрической сети автомобиля. Он служит для поиска импульсных помех.

Около 5% неисправностей автомобиля возникают из-за неисправностей электрической проводки в виде помех и исчезающего контакта. У старого автомобиля таких неисправностей больше. Простыми вольтметрами и тестерами такие неисправности невозможно, так как они не реагируют на одиночные импульсы, приводящие к сбою и выходу из строя оборудования.

Бортовой компьютер автомобиля при неисправностях выдает сигнал. При проверке выясняется, что это коды – ошибки. Ремонтники меняют свечи, сам компьютер, выполняют другие работы. Но по-прежнему выдается «ошибка двигателя», а кодов неисправностей нет, так как импульсы, вызванные неисправностями, не улавливаются.

Для решения этих проблем существует прибор, измеряющий импульсные сигналы напряжения. Он срабатывает при появлении одиночного импульса. На корпусе устройства имеется переключатель чувствительности.

Порядок работы

• Большие «крокодилы» подключить на аккумуляторные клеммы.
• Провод с небольшим «крокодилом» подключить на положительную клемму батареи.
• Чувствительность установить на «0».
• Двигатель запустить.
• При нормальном аккумуляторе при запуске двигателя красный индикатор на приборе не должен светиться. В противном случае необходимо искать неисправность на клеммах батареи или в ее внутреннем состоянии.
• При запущенном двигателе чувствительность установить на «1», покачать кузов машины, легко постучать по аккумулятору деревянной палкой. Если импульсный вольтметр не сработал, то в аккумуляторе нет проблем.
• Подобным образом проверяют электропроводку, лампочки, электронные узлы и потребители энергии.

На этом примере становится понятно, для чего нужны и как работают импульсные вольтметры.

Фазочувствительные

Такие приборы называют векторметрами. Они предназначены для замеров квадратурных составляющих напряжений первой гармоники. Они оснащаются двумя индикаторами для показаний мнимой и действительной составляющей комплексного напряжения.

Фазочувствительный вольтметр определяет общее напряжение в комплексе. При этом начальная фаза опорного напряжения принимается за ноль. Такие типы приборов нашли применение в лабораторных исследованиях фазоамплитудных характеристик четырехполюсных усилителей и т.п.

Селективные

Вольтметры, способные избирательно выделить гармонические составляющие сложного сигнала и среднеквадратичную величину напряжения, называют селективными. По конструктивным особенностям и принципу работы такие приборы подобны устройству супергетеродинного радиоприемника, без регулятора усиления.

Универсальные

Название прибора говорит само за себя. С помощью такого вольтметра можно измерить ЭДС в любых цепях и при любых условиях. Чаще всего они имеют в комплекте набор различных шунтов в виде гасящих резисторов.

Универсальные измерители напряжения обладают множеством функций и возможностей, имеют незначительный расход энергии, и могут определить напряжение, как в аналоговом, так и в цифровом виде. Они применяются в различных сферах производства, науки, техники, лабораторных исследованиях.

Переносные вольтметры

Такие приборы являются автономными, так как не требуют для своей работы внешнего питания. Они имеют небольшие габаритные размеры и заключены в удобный эргономичный корпус. Одним из видов переносных вольтметров можно назвать мультиметр, или тестер. Он также имеет компактные размеры, однако его точность работы достаточно высокая, и позволяет получить точные результаты при выполнении ответственных заданий.

Стационарные вольтметры

Приборы стационарного типа обычно размещают в большом металлическом корпусе с большой шкалой измерений. Их можно устанавливать и подключать в различных положениях, для этого на корпусе имеются соответствующие крепления. Стоят такие приборы значительно дороже переносных моделей. Однако высокая точность работы позволяет применять их в различных сферах: лабораториях, крупных производственных объектах, научных центрах и т.д.

Щитовые

Внешний вид щитовых вольтметров аналогичен переносным приборам, с отличием в том, что устанавливаются они в специальные шкафы для контрольных приборов.

Маркировка вольтметров

Для определения типа прибора можно посмотреть его обозначение маркировки. Если первая буква в названии:

• «Д» — это вольтметр электродинамического действия.
• «М» — прибор магнитоэлектрический.
• «Т» — термоэлектрический.
• «С» — электростатический.
• «Ц» — приборы выпрямители.
• «Э» — электромагнитные.
• «Щ», «Ф» — электронные.

Радиоизмерительные вольтметры маркируются по-другому. Вначале стоит буква «В», а далее цифра обозначает тип. Затем идут символы модели прибора.

Похожие темы:

Вольтметр. Устройство, принцип работы, виды и характеристики | ENARGYS.RU

Вольтметр, что это такое? В первую очередь это прибор, который служит в качестве измерительного устройства величины напряжения до 1000В в сетях постоянного и переменного тока, промышленной частоты и используется в информационно-измерительных системах. Идеальный вольтметр обладает чрезвычайно высоким, бесконечным сопротивлением, за счет большого сопротивления прибора достигается наиболее высокая точность и широкие сферы использования.

Прибор предназначен для обеспечения математической и логической обработки измерений.

Виды вольтметров

Существует два вида вольтметров:

1. Портативные или переносные вольтметры, предназначенные для проверки (тестирования) напряжения в сети. Как правило, такой прибор включается в конструкцию тестера, различаются цифровые или стрелочные приборы, кроме измерения напряжения они выполняют функцию по измерению токов нагрузки, сопротивления цепи, температуры и т. д.
   Если цифровые приборы отличаются точностью показаний то типы вольтметров, относящиеся к аналоговым (стрелочным) приборам, способны реагировать на малейшие отклонения параметров, не определяемых цифровым прибором.
2. Стационарные приборы устанавливаются на приборных панелях в электрораспределительных щитах для контроля работы оборудования, эти приборы принадлежат к электромагнитному типу.

Классификация вольтметров

Приборы различаются по принципу действия, бывают электромеханические и электронные.

По назначению, приборы – импульсные, измеряющие сеть постоянного и переменного тока.

Как подключить вольтметр

Вольтметр включают в цепь параллельно нагрузке и источнику напряжения, это делается для того чтобы высокое сопротивление, используемое в приборе не оказывало влияние на показания прибора. Величина тока протекающего через прибор должна быть минимальной.

Рис. №1. Схема подключения вольтметра в электрическую сеть.

Технические характеристики вольтметра

Нормальная работа вольтметра возможна при температуре воздуха не превышающая 25 – 30^оС с относительной влажностью воздуха до 80% при атмосферном давлении 630 – 800мм рт. ст. Частота питающей сети 50 Гц и с напряжением 220В (частотой до 400 Гц). На измерение большое влияние оказывает форма кривой переменного напряжения питающей сети – синусоида с коэффициентом гармоник не более 5%.

Возможности прибора оцениваются при помощи следующих показателей:

1. Сопротивление прибора.
2. Диапазон измеряемых величин напряжения.
3. Класс точности измерений.
4. Предельные границы частот напряжения переменной цепи.

Принцип действия прибора

В основу работы вольтметра заложен метод аналогово-цифрового преобразования с двухтактным интегрированием. Рассмотрим работу прибора на примере В7-35. Преобразователи установленные в конструкции, измеряя величины напряжения постоянного и переменного тока, силу тока, сопротивление, преобразуют в нормализованное напряжение и при использовании АЦП преобразуют в цифровой код.

Функциональная схема цифрового вольтметра работает на использовании 4 преобразователей это:

1. Масштабирующий преобразователь.
2. Низкочастотный прибор, преобразующий напряжение переменного тока в постоянный ток.
3. Преобразователь силы постоянного и переменного тока в напряжение.
4. Преобразователь сопротивления в напряжение.

Рис. №2.Схема цифрового вольтметра

Вольтметр переменного тока

Широкополосные электронные вольтметры, используемые в сетях переменного тока, имеют свои конструктивные особенности и свойственную только им градуировку. Степень воздействия на измеряемую цепь при исследовании зависит от входных параметров комплексное, это: входное активное сопротивление (Rв), при этом сопротивление должно быть наиболее высоким, емкость на входе (Cв), она должна быть как можно меньше и индуктивность (Lпр), она вместе с емкостью создает последовательный колебательный контур, отличающийся своей резонансной частотой.

Рис. №3. Схема подключения высокочастотного вольтметра.

Измерение сопротивления вольтметром

Низкоомный вольтметр с сопротивлением не более 15 Ом пригоден для измерения сопротивлений и выполняется при помощи формулы:

Rx = Rи * (U1/U2 – 1)

Для формулы используются сопротивление вольтметра Rв, а также 1 и 2 показания вольтметра, точность измерения не всегда соответствует действительности, так как замер осуществляется без учета внутреннего сопротивления прибора. Более точный результат достигается при использовании формулы:

Rx = (Rв + r ) * (U1/U2 — 1), внутреннее сопротивление – r.

При замере каждое последующее сопротивление должно быть большим по сопротивлению вольтметра и выполнятся с фиксацией каждого замера.

Для того чтобы определить какое напряжение показывает вольтметр руководствуются шкалой вольтметра, при помощи цены деления прибора. Она определяется по верхнему пределу замеряемого значения, которое делится на количество делений шкалы.

прибора для измерения постоянного и переменного тока

Прибор для считывания напряжения в электроцепях – это вольтметр. Без него не обходится ни один электрик, обычный обыватель или радиолюбитель. Люди, которые никогда не использовали такое приспособление, задаются вопросами о том, как пользоваться вольтметром, на какие типы они делятся, каков их принцип работы.

Универсальный цифровой вольтметр Good Will Instek GDM-78341

Общая информация

Вольтметр является важным измерительным прибором в электрике наряду с амперметром и омметром, которым измеряется вольтаж участка цепи. Этот прибор подключается либо напрямую к источнику электронапряжения, либо параллельно нагрузке.

Измеритель имеет высокое сопротивление на обмотке или дополнительный элемент в цепи – резистор. Чем выше параметры сопротивляемости, тем точнее и лучше работает прибор, так как сопротивление вольтметра снижает воздействие на электроцепь, что дает возможность получить данные о напряжении в ней с наименьшей погрешностью. Большое сопротивление вольтметра – это то, чем отличаются от этого прибора амперметры.

Интересно знать. Если схема электроцепи содержит в себе данный измеритель, то он на ней обозначается латинской литерой «V» или «PV».

Схема электроцепи с вольтметром, амперметром и ваттметром

Классификация

Вольтметры имеют многоступенчатую классификацию, которая обусловлена их широким видовым разнообразием.

Разнообразие по предназначению

По предназначению эти измерители разделяются на нижеследующие типы:

1. Приборы постоянного напряжения – маркировка на корпусе «В2». Они предназначены для измерений в цепи с постоянным электротоком. Применяются обычно в качестве тестера различных приборов либо автопроводки;
2. Вольтметр переменного тока – обозначение «В3». Применяется в электросетях переменного тока. Принцип действия состоит в том, что такой измеритель преобразовывает переменные показатели в постоянное напряжение посредством спецсистемы преобразования;
3. Фазовые вольтметры маркируются литерами «В5». Они служат для определения параметров квадратурных составляющих основной гармоники электротока. Их принцип действия основан на снятии двух величин двумя чувствительными зонами, которыми они оснащены. Приборы не востребованы и широко не распространены, так как в быту бесполезны;
4. Универсальные приспособления – маркировка «В7». Полифункциональные приборы, позволяющие снимать показания в разнообразных электросетях. Часто комплектуются наборами шунтов, предназначенных для безопасного подсоединения;
5. Прибор импульсной чувствительности обозначается символами «В4». Область применения таких аппаратов обширна – тестирование проводки, микросхем и прочее. Они нужны для того, чтобы снимать показания импульсных напряжений в электроцепи, тем самым посредством этих прибором можно найти импульсные помехи в ней;
6. Измерители селективного поиска частот – обозначение на корпусе «В6». Самые габаритные измерители из всех, которые могут обрабатывать сложные сигналы, выделяя их гармонические составляющие. Внешне напоминают приемники радиосигнала.

Внешний вид цифрового вольтметра переменного напряжения UNI-T UT-632

Видовое разнообразие по внешним признакам

По внешним признакам такие измерители можно разделить на три группы:

• стационарные;
• щитовые;
• переносные (автономные).

Стационарные вольтметры являются самыми габаритными установками и используются стационарно на многих производственных площадках, где требуется постоянный контроль параметров электросети, поддерживающий работу, например, холодильного оборудования, системы отопления или кондиционирования. Характеризуются такие вольтметры высокоточностью и чувствительностью.

Вольтметры, которые обычно устанавливаются в щитовых шкафах, называются щитовыми. Имеют более компактные размеры, чем стационарные приборы.

Внешний вид стрелочного щитового вольтметра

Автономные или переносные вольтметры характеризуются небольшими габаритными параметрами и весом, поэтому их можно переносить. Также они имеют широкую область применения: электропроводка автомобиля и квартиры, снятие показаний на производстве и прочее. Такие приспособления обычно оснащаются несколькими электродами для снятия быстрых показаний электроцепи без закрепления всего устройства.

Внешний вид карманного приспособления, измеряющего вольтаж батарейки

Диапазон измерения

Все устройства для измерения вольтажа разделяются по измерительному диапазону и бывают нижеследующих видов:

• микровольтметры, которые нужны для работы с микросхемами, чувствительны к миллионной доли вольта;
• милливольтметры, которые фиксируют тысячную часть вольта;
• киловольтметры, фиксирующие высокое напряжение, которое выражается в тысячах вольт.

Важно! Измеряя высокое напряжение в цепи микровольтметром, можно вызвать короткое замыкание.

Виды по принципу измерения

Многих интересует вопрос о том, как работает вольтметр. Как и многие измерительные приборы, вольтметры тоже различаются по принципу действия, по которому он измеряет напряжение. Различают следующие устройства по принципу измерения:

• стрелочный вольтметр или механический;
• электронный вольтметр или цифровой.

Важно! Однозначного ответа на вопрос о том, какой вольтметр лучше: стрелочный или цифровой, нет, так как оба они обладают равным количеством преимуществ и недостатков.

Стрелочные приборы

Стрелочный вольтметр, исходя из названия, оснащается шкалой из цифр и стрелкой-определителем, закрепленной на рамке с обмоткой, которая, в свою очередь, насажена на ось с магнитом постоянного типа. В то время, когда через устройство проходит электронапряжение, создается электромагнитное поле, с которым взаимодействует рамка, в итоге отклоняясь совместно со стрелкой на определенное величиной напряжения расстояние.

Электромеханические устройства могут быть различной чувствительности – пропорциональный коэффициент между истинным электронапряжением и отображением угла стрелочной части на циферблате. Колебания стрелки в таких агрегатах предотвращается посредством закрепления на оси пластины из алюминия (индукционного демпфера), что передвигается вместе со стрелкой-определителем. Также демпфер может быть воздушным, состоящим из цилиндра и поршня, которые при колебании стрелки не допускают ее сильных скачков.

Универсальный стрелочный вольтметр В7-26

Также стрелочные приборы оснащаются внутри противовесной системой в виде грузиков, которые устанавливаются на стрелку. Именно они препятствуют под влиянием силы тяжести ее чрезмерному отклонению и гарантируют точные измерения даже при наклоне агрегата.

Важно! При подсоединении этих приспособлений важно соблюдать полярность, так как неправильное подключение полюсов приведет к насильному повороту стрелки в другую сторону, но стопорный элемент в корпусе ей этого сделать не позволит, что приведет к выходу из строя этой измерительной аппаратуры или ее элементов.

Подвижные компоненты стрелочного вольтметра изготавливаются из сверхтвердой стали, что препятствует возможному их истиранию, а все его составные стрежни полируются для уменьшения трения.

Электронные приборы

Цифровые вольтметры оснащаются электронным дисплеем для отображения параметров и микросхемой-контроллером, что преобразует напряжение в цифровой сигнал. Эти агрегаты-измерители характеризуются высокой точностью, компактностью, надежностью и легкостью. Стоят такие устройства дороже стрелочных аналогов.

Точность измерения электронных вольтметров полностью зависит от качества исполнения преобразователя параметров в цифровой сигнал.

Стационарный цифровой прибор DJ-V96

Важно! Электронные приборы могут быть также аналоговыми, которые внешне похожи на стрелочные вольтметры, и в них тоже стрелка показывает величину напряжения в цепи. Однако оснащаются они специальным электронным детектором, что отклоняет стрелку на нужное расстояние по шкале.

Правила пользования

Подключая вольтметр в электроцепь, следует придерживаться нижеследующих правил:

1. Инструкция к прибору содержит всю информацию по правильному подключению устройств в цепь, важно ее прочесть и только потом совершать определение напряжения измеряемого участка электросхемы;
2. Точные данные можно получить, приспосабливая измеритель параллельно измеряемому участку цепи;
3. Важно соблюдать полярность;
4. Закрепление проводков-щупов приспособления к проводнику цепи необходимо производить или точечными электродами, или спецзажимами;
5. Для измерения вольтажа источника питания измеритель подсоединяется непосредственно к его клеммам;
6. Нельзя измерять высоковольтные участки цепи слабыми, нерассчитанными на такие величины вольтметрами;
7. Приборы необходимо использовать только в цепях с тем током, на который они рассчитаны;
8. Перед измерениями универсальным вольтметром необходимо выбрать правильный режим.

Выбирая вольтметр, необходимо руководствоваться его предназначением, своими финансовыми возможностями и надежностью фирмы-изготовителя. Придерживание правил пользования этими измерителями позволит правильно определить показания вольтажа и будет являться залогом долговечной службы и высокой точности прибора.

Видео

Оцените статью:

Принцип работы вольтметра

Что такое вольтметр, принцип работы

Вольтметр — это измерительный прибор, который измеряет напряжение между двумя узлами в электрической цепи. 

В аналоговых вольтметрах указатель перемещается по шкале пропорционально напряжению цепи. 

Цифровые вольтметры имеют цифровое отображение напряжения с использованием аналого-цифрового преобразователя.

Принцип работы вольтметра

Его работа основана на принципе закона Ома.

Закон Ома гласит: «Напряжение на сопротивлении прямо пропорционально току, проходящему через него».

Любой базовый счетчик имеет разность потенциалов на своих клеммах, когда через него протекает полномасштабный ток.

Символом для обозначения вольтметра является круг с вложенной буквой V.

Вольтметр всегда подключается параллельно к нагрузке в цепи, для которой должно измеряться напряжение. 

Вольтметр постоянного тока имеет знаки полярности. Поэтому необходимо подключить клемму плюса (+) вольтметра к верхней точке потенциала, а клемму минуса (-) к нижней точке потенциала, чтобы получить отклонение вольтметра.

В вольтметре переменного тока нет знаков полярности, и его можно подключить в любом случае. 

Однако в этом случае также вольтметр все еще подключен параллельно к нагрузке, для которого измеряется напряжение. 

Вольтметр с диапазоном высокого напряжения создается путем последовательного соединения сопротивления с измерительным механизмом, который имеет полную шкалу напряжения, как показано на рисунке ниже.

Полная шкала напряжения

Типы вольтметров

Аналоговые вольтметры

Включает отклоняющий тип индикаторных измерителей напряжения. 

Аналоговый вольтметр можно разделить на три категории.

• Инструменты с подвижной катушкой
• Движущиеся железно
• Электростатический вольтметр

Инструменты с подвижной катушкой

Тип измерительных приборов с подвижной катушкой Аналоговые вольтметры доступны в двух типах. Они есть:

• Инструменты с подвижной катушкой с постоянным магнитом
• Инструменты с подвижной катушкой

Инструменты с подвижной катушкой с постоянным магнитом

Инструменты с постоянными магнитами с подвижной катушкой реагируют только на постоянный ток. Эти инструменты имеют постоянный магнит для создания магнитного поля. Катушка намотана на кусок мягкого железа и вращается вокруг собственной вертикальной оси. Когда ток течет через катушку, отклоняющий крутящий момент генерируется в соответствии с уравнением силы Лоренца.

Приборы с подвижной катушкой типа «Динамо» состоят из двух катушек. Одна катушка зафиксирована, а другая катушка вращается вокруг нее. Взаимодействие двух полей создает отклоняющий момент.

Инструменты с подвижным железом

Инструменты с подвижным железом используются в цепях переменного тока и подразделяются на инструменты с простым подвижным железом, типом динамометра и индукционным. Он состоит из мягкого железа, содержащего подвижные и неподвижные катушки.

Взаимодействие потоков, создаваемых этими элементами, создает отклоняющий момент. Диапазоны расширены за счет удержания резисторов последовательно с катушкой.

Электростатический вольтметр

Он работает по электростатическому принципу, когда отталкивание между двумя зарядовыми пластинами отклоняется от указателя, прикрепленного к пружине.

Эти приборы используются для измерений переменного и постоянного тока высокого напряжения. Это высокочувствительные приборы, способные измерять минимальное напряжение заряда, а также напряжение высокого диапазона почти 200 кВ.

Вакуумный ламповый вольтметр

Эти типы инструментов могут работать как с переменным / постоянным напряжением, так и с измерениями сопротивления. Эти устройства используют электронный усилитель между входом и счетчиком.

Если это устройство использует вакуумную лампу в усилителе, то это называется вакуумным ламповым вольтметром (VTVM). VTVM используются в измерениях переменного тока высокой мощности.

Полевой транзистор (FET) — это транзистор, который использует электрическое поле для управления электрическим поведением устройства. Они также известны как униполярные транзисторы. Вольтметр на основе полевых транзисторов использует это свойство полевых транзисторов при измерении напряжения.

Цифровой вольтметр (DVM)

DVM отображает напряжение с помощью светодиодов или ЖК-дисплеев для отображения результата.

Прибор должен содержать аналого-цифровой преобразователь.

Устройство содержит запрограммированный микроконтроллер, АЦП и ЖК-дисплей для обеспечения точного цифрового отображения аналоговых значений от 0 до 15 вольт постоянного тока.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 5 чел.
Средний рейтинг: 4.2 из 5.

Принцип работы

, чувствительность к напряжению, типы и применение

Вольтметр

с момента своего изобретения всегда был основой измерений силовых схем. Чтобы убедиться, что ваша схема была спроектирована и собрана правильно, вам понадобятся измерительные приборы на основе измерителя напряжения для ее проверки. В этом посте будет обсуждаться, что такое вольтметр, принцип его работы, уравнение напряжения, чувствительность к напряжению, различные типы вольтметров и их применение.

Что такое вольтметр

Вольтметр — это измерительный прибор, который измеряет напряжение между двумя узлами в электрической цепи.В аналоговых вольтметрах стрелка перемещается по шкале пропорционально напряжению в цепи. Цифровые вольтметры имеют цифровую индикацию напряжения с помощью аналого-цифрового преобразователя.

Постоянно установленные вольтметры используются для контроля генераторов или другого стационарного оборудования. Портативные приборы оснащены мультиметром для измерения силы тока и сопротивления. Они являются стандартными испытательными приборами, используемыми в электротехнике и электронике.

Фиг.1 — Вольтметр

Принцип работы вольтметра

Его действие основано на принципе закона Ома. Закон Ома гласит: «Напряжение на сопротивлении прямо пропорционально току, проходящему через него». Любой базовый измеритель имеет разность потенциалов на своих выводах, когда через него протекает ток полной шкалы. Символ, обозначающий вольтметр, представляет собой кружок с заключенной буквой V.

Рис.2 — Принципиальная электрическая схема для представления напряжения

Вольтметр всегда подключается параллельно тому компоненту в цепи, для которого необходимо измерить напряжение.На вольтметре постоянного тока есть знаки полярности. Поэтому необходимо подключить плюсовую (+) клемму вольтметра к верхней точке потенциала, а минус (-) клемму — к нижней точке потенциала, чтобы получить отклонение измерителя.

В вольтметре переменного тока нет знаков полярности и его можно подключить в любом случае. Однако и в этом случае вольтметр по-прежнему подключен параллельно к компоненту, для которого измеряется напряжение. Вольтметр с высоким диапазоном напряжения создается путем последовательного соединения сопротивления с измерительным механизмом, который имеет полную шкалу напряжения, как показано на рисунке ниже.

Рис.3 — Максимальное допустимое напряжение

Уравнение напряжения

Последовательное сопротивление называется множителем. Его значение определяется из уравнения напряжения.

Где,

• В = Напряжение,
• I _м = ток полной шкалы,
• R _se = последовательное сопротивление и
• В _м = Напряжение полной шкалы

Чувствительность по напряжению

Чувствительность по напряжению — величина, обратная току, необходимому для полного отклонения.

Чем меньше ток измерителя, тем больше будет чувствительность по напряжению. Фактическое сопротивление вольтметра равно чувствительности, умноженной на полное напряжение. Сопротивление вольтметра всегда будет постоянным, даже если показание напряжения может быть не полным.

Типы вольтметров

Рис.4 — Типы вольтметров

1. Аналоговый вольтметр

Включает в себя индикаторные вольтметры отклоняющего типа.Аналоговый вольтметр можно разделить на три категории. Их:

• Инструменты с подвижной катушкой
• Движущиеся железные инструменты
• Электростатический вольтметр

Рис.5 — Функциональный вид аналогового вольтметра

1.1. Инструменты с подвижной катушкой

Аналоговые вольтметры с подвижной катушкой выпускаются двух типов. Их:

• Инструменты с подвижной катушкой с постоянным магнитом
• Приборы с подвижной катушкой динамо-метра

1.1.1. Инструменты с подвижной катушкой с постоянным магнитом

Инструменты с подвижной катушкой с постоянным магнитом реагируют только на постоянный ток. Эти инструменты имеют постоянный магнит для создания магнитного поля. Катушка намотана на кусок мягкого железа и вращается вокруг собственной вертикальной оси. Когда ток протекает через катушку, в соответствии с уравнением силы Лоренца создается отклоняющий момент.

Рис.6 — Вольтметр с подвижной катушкой

1.1.2. Динамо-измеритель типа приборов с подвижной катушкой

Приборы с подвижной катушкой типа динамо-измерителя состоят из двух катушек. Одна катушка неподвижна, а другая вращается вокруг нее. Взаимодействие двух полей создает отклоняющий момент.

1.2. Подвижные железные инструменты

Приборы

с подвижным утюгом используются в цепях переменного тока и подразделяются на приборы с подвижным утюгом типа «Простой подвижный утюг», «Динамо-метр» и «Индукционные приборы». Он состоит из мягкого железа, содержащего подвижные и неподвижные катушки.

Рис.7 — Вольтметр подвижного железа

Взаимодействие потоков, создаваемых этими элементами, создает отклоняющий момент. Диапазоны расширяются за счет включения резисторов последовательно с катушкой.

1.3. Электростатический вольтметр

Он работает по электростатическому принципу, когда отталкивающие пластины двух зарядов отклоняются стрелкой, прикрепленной к пружине.

Эти инструменты используются для измерения постоянного и переменного тока высокого напряжения.Это высокочувствительные приборы, способные измерять как минимальные напряжения заряда, так и напряжение в широком диапазоне — почти 200 кВ.

Рис.8 — Электростатические вольтметры

2. VTVM и FET VM

Эти типы инструментов могут работать как с переменным / постоянным напряжением, так и с измерениями сопротивления. В этих устройствах между входом и измерителем используется электронный усилитель.

Рис.9 — Вольтметр с вакуумной трубкой

Если это устройство использует вакуумную лампу в усилителе, то оно называется вакуумным ламповым вольтметром (VTVM).VTVM используются при измерениях переменного тока большой мощности.

Полевой транзистор (FET) — это транзистор, который использует электрическое поле для управления электрическим поведением устройства. Их также называют униполярными транзисторами. Вольтметр на основе полевого транзистора использует это свойство полевых транзисторов при измерении напряжения.

3. Цифровой вольтметр (DVM)

DVM отображает напряжение с помощью светодиодов или ЖК-дисплеев для отображения результата. Инструмент должен содержать аналого-цифровой преобразователь.Устройство содержит запрограммированный микроконтроллер, АЦП и ЖК-дисплей, чтобы обеспечить точное цифровое отображение аналоговых значений от 0 до 15 вольт постоянного тока.

Рис.10 — Цифровой вольтметр и мультиметр

Они используются из-за таких свойств, как точность, долговечность и уменьшение ошибок параллакса.

  Подробнее о цифровом вольтметре, его принципе и принципах работы.  

Применение вольтметра

Область применения вольтметра:

• Это очень полезно для определения напряжения устройства накопления заряда, например, для проверки напряжения аккумулятора.Например, новый элемент AAA будет иметь около 1,6 В, а умирающий — 1,1 В. Свинцово-кислотный автомобильный аккумулятор на 12 В будет показывать 12,5 В при полной зарядке или 14 В при зарядке от генератора в автомобиле. Если он показывает 10 В, с генератором что-то не так.
• Его можно использовать просто для определения наличия питания в цепи или ее отсутствии, например, в сетевой розетке.
• Проверка включения или выключения питания приборов.
• Мы можем рассчитать ток, измерив напряжение на известном сопротивлении.Это полезно, если у вас нет амперметра.
• Они используются для создания устройства проверки целостности цепи с последовательной батареей.
• Они используются для создания омметра с использованием делителя напряжения с неизвестным резистором.
• Они используются для создания амперметра путем измерения напряжения на шунтирующем резисторе.

  Также читают: 
  Что такое цифровой вольтметр - как он работает, типы, применение, преимущества 
  Коэффициент мощности - треугольник мощности, типы, коррекция коэффициента мощности, применения, преимущества 
  Тиристор - рабочий, VI-характеристики, типы, применение, преимущества и недостатки  

Мадхури — Б.E (информатика) и имеет опыт работы в IBM в качестве инженера-программиста. Она является автором, редактором и партнером Electricalfundablog.com.

▷ Как пользоваться вольтметром?

Хотите узнать, как пользоваться вольтметром? Тогда вам следует прочитать эту статью Насира, который написал новую часть своей серии руководств по приборам, используемым в электротехнике для измерения.

Если вы хотите прислать статью, напишите нам, и мы опубликуем ее в блоге!

Введение

Итак, как и было обещано, мы предлагаем вам еще один очень интересный и информативный, но простой и легкий учебник по измерительным приборам для инженеров-электриков.

Если вы инженер-электрик или хоть немного интересуетесь подобными электрическими вещами, я уверен, что все вы знакомы с этим измерительным прибором, известным как вольтметр, и с тем, как им пользоваться.

Это один из самых известных, или, можно сказать, широко используемых измерительных приборов, используемых в наши дни, наряду с амперметром. Но большинство людей не знают о внутренней конструкции и принципе работы, поэтому здесь я собираюсь пролить свет на это.

Что такое вольтметр?

Вольтметр — это устройство, которое используется для измерения электрического потенциала или напряжения.Поскольку мы уже узнали об амперметре в нашем самом первом руководстве, это действительно просто и легко понять работу вольтметра.

На самом деле ничего нового, потому что вольтметр — это просто продолжение амперметра и работает по тому же принципу, что и гальванометр Д’Арсонваля.

Принцип работы вольтметров

Вольтметр

работает по принципу закона Ома, который гласит, что напряжение на сопротивлении прямо пропорционально току, проходящему через него.Чтобы реализовать это в реальном времени, мы создали конструкцию гальванометра, в которой катушка подвешена в магнитном поле.

Мы знаем, что ток, проходящий через цепь, также проходит через катушку, и игла, прикрепленная к катушке, которая отклоняется на шкале отсчета, перемещается, и движение иглы прямо пропорционально току, проходящему через нее.

Эта конструкция показана на рисунке ниже:

Чтобы преобразовать этот амперметр в гальванометр, мы присоединяем большое сопротивление последовательно с катушкой гальванометра.Этот резистор сводит к минимуму влияние катушки на цепь.

Так как согласно закону Ома напряжение прямо пропорционально сопротивлению, напряжение, потребляемое гальванометром, сводится к минимуму и измеряется очень точное падение напряжения в цепи.

Точность вольтметров

Что касается точности вольтметров, цифровые вольтметры более точны, чем аналоговые вольтметры. Аналоговые вольтметры отображают результаты в виде отклоненной стрелки на экране, отклонение которой пропорционально измеренному напряжению.

Их точность составляет несколько процентов, тогда как точность цифровых вольтметров, которые используют аналого-цифровой преобразователь для числового отображения результатов, очень точна.

Применение вольтметров

Вольтметры

являются одними из наиболее широко используемых измерительных устройств, особенно в схемах и аппаратных средствах, где требуется очень точное измерение.

• Они измеряют напряжение для обеспечения безопасности цепи и используемых компонентов.
• Они используются при отладке цепей для подтверждения того, что оптимальное значение требуемого напряжения присутствует и доступно для каждого компонента.
• Они используются с электронно-лучевыми трубками для обеспечения наилучших и точных результатов.
• Они также используются в лабораториях для экспериментов и испытаний.

Это все о нашем сегодняшнем руководстве. Еще одно интересное руководство будет доступно скоро, так что следите за обновлениями и продолжайте посещать, чтобы быть в курсе.

Было ли это полезно и полезно для повышения уровня ваших знаний?

Насир

вольтметр — определение и принцип работы | Electrical Academia

Вольтметр — это основное устройство, используемое для измерения электрического потенциала или напряжения в вольтах.

Как обсуждалось в разделе «Амперметр», любой базовый механизм измерителя имеет напряжение V _m на своих выводах, когда через измеритель протекает ток полной шкалы I _m . Отсюда следует, что базовый механизм измерителя может быть откалиброван в микровольтах, милливольтах или вольтах, в зависимости от напряжения, необходимого для полного отклонения. Обозначение вольтметра представляет собой кружок с заключенной в него буквой V, как показано на рисунке.

Вольтметр подключается параллельно (параллельно) компоненту или определенной части цепи, для которой измеряется напряжение (разность потенциалов).

Как и амперметр постоянного тока, вольтметр постоянного тока также имеет знаки полярности; поэтому необходимо подключить плюсовую (+) клемму вольтметра к верхней точке потенциала, а минус (-) клемму — к нижней точке потенциала, чтобы получить более высокое отклонение измерителя.

На вольтметре переменного тока нет знаков полярности, но прибор по-прежнему подключен параллельно тому компоненту, для которого требуется напряжение. Поскольку измерение напряжения не требует разрыва цепи, вольтметр необходимо подключать только тогда, когда требуются показания.

Вольтметр с более высоким диапазоном напряжения, V, создается путем последовательного подключения сопротивления R _sc с измерительным механизмом, имеющим допустимое напряжение полной шкалы V _m , как показано на следующем рисунке

Последовательное сопротивление называется множителем; его значение определяется из уравнения напряжения.

$ V = {{I} _ {m}} {{R} _ {se}} + {{V} _ {m}} $

Вольтметры с несколькими шкалами конструируются либо с использованием устройств переключения, либо с использованием нескольких клемм.

На приведенном выше рисунке каждый из резисторов умножителя рассчитывается отдельно и затем выбирается переключателем без короткого замыкания.

Резисторы умножителя для приведенного выше рисунка рассчитываются путем первой оценки сопротивления, необходимого для самого низкого диапазона. Затем определяется дополнительное сопротивление, необходимое для каждого более высокого диапазона.

Чувствительность по напряжению

Определяется как величина, обратная току, необходимому для полного отклонения.

$ Чувствительность = \ frac {1} {{{I} _ {m}}} ~ \ Omega / Volt $

Где I _м — ток полной шкалы. Меньший ток измерителя приводит к большей чувствительности по напряжению. Фактическое сопротивление вольтметра равно чувствительности, умноженной на напряжение полной шкалы. Сопротивление вольтметра остается постоянным, даже если показание напряжения не соответствует полной шкале.

Пример

Многодиапазонный вольтметр с диапазонами 50 и 250 В использует измерительный механизм на 50 мкА.{6}} = 5 ~ M \ Omega $

Принцип работы цифрового мультиметра

— Анализируйте измеритель

Мы постоянно сталкиваемся с цифровым мультиметром или dmm в электронике или электрических исследованиях. Он играет жизненно важную роль, так как может измерять огромное количество электрических функций. Это легко дает лучший результат и экономит нам много времени.

Раньше, когда я учился, понимание цифрового мультиметра было для меня огромной болью. Источники, которые я читал, были либо непростыми для понимания, либо имели беспорядочный формат.

Но здесь я дам простое пошаговое объяснение с диаграммами, чтобы вы поняли его работу и различные функции.

В этой статье вы узнаете:

Что такое цифровой мультиметр

Цифровой мультиметр или DMM — это испытательное оборудование, используемое для измерения сопротивления, напряжения, тока и других электрических параметров в соответствии с требованиями и отображения приводит к отображению математических цифр на ЖК-дисплее или светодиодном индикаторе.Это тип мультиметра, который работает в цифровом виде, а не дает аналоговый выход.

Цифровые мультиметры широко распространены во всем мире, так как они имеют более высокий уровень точности и варьируются от простого ручного цифрового мультиметра с 3 ½ до 4 ½ разряда до очень специального цифрового мультиметра.

Характеристики цифрового мультиметра

Цифровой мультиметр — это самый совершенный измерительный прибор, в котором для выполнения электрических измерений используются современные интегральные схемы. Некоторые из его характеристик, которые делают его известным в глазах профессиональных техников:

1. Это легкий вес.
2. Может давать более точные показания.
3. Он измеряет множество физических величин, таких как напряжение, ток, сопротивление, частота и т. Д.
4. Это менее затратно.
5. Измеряет различные электрические параметры на высоких частотах с помощью специальных щупов.

Блок-схема цифрового мультиметра

Ключевой процесс, который происходит в цифровом мультиметре при любых измерениях, — это измерение напряжения. Если вы измеряете напряжение, вы можете легко измерить другие электрические параметры с помощью математических формул.

Чтобы понять, как работает цифровой мультиметр, прежде всего, мы должны разобраться в этом процессе.

Как мы знаем, цифровые мультиметры выдают выходные данные в числовой форме благодаря наличию регистров АЦП внутри этих мультиметров. Цифровые мультиметры, наиболее широко используемые в цифровых мультиметрах, известны как регистр последовательного приближения или SAR. Для большей точности эти АЦП последовательного приближения могут иметь уровень разрешения 12 бит.

Как правило, цифровой мультиметр имеет уровень разрешения 16 бит со скоростью 100 000 выборок в секунду.Эти уровни скорости более чем подходят для большинства приложений цифрового мультиметра, поэтому мы используем эти регистры в зависимости от требований.

Как показано на схеме, первый этап процесса — это выборка и удержание, используемые для выборки напряжения на входе цифрового мультиметра, а затем для его удержания стабильным. Выход первого каскада становится одним из входов операционного усилителя, а другой вход операционного усилителя является цифровым выходом обратной связи через ЦАП.

Полученный выходной сигнал становится входом SAR, который генерирует результаты в цифровой форме с хорошим уровнем разрешения. При постоянном входном напряжении резистор начинает работать с половиной его полной шкалы. По сути, он устанавливает самый старший бит, MSB в «1», а все остальные в «0».

Чтобы увидеть, как это работает, возьмем простой пример 4-битного SAR. Его выход будет начинаться с 1000. Если напряжение меньше половины максимальной допустимой, выход компаратора будет низким, и это приведет к установке в регистр уровня 0100.Если напряжение выше этого, регистр перейдет на 0110 и так далее.

Работа цифрового мультиметра

Блок-схема, приведенная ниже, показывает последовательность операций цифрового мультиметра.

Как показано выше, сбор данных осуществляется с помощью схемы выборки и хранения. Внутри схемы выборки и хранения присутствует конденсатор, который заряжается, чтобы соответствовать входному аналоговому напряжению, известному как процесс сбора данных.

Когда конденсатор высвобождается из схемы сбора данных, считается, что измеряется напряжение.После этого обычно возникает шум, который отрицательно влияет на точность цифрового мультиметра. Чтобы преодолеть это, мы буферизовали и усреднили образцы для достижения высокой точности и разрешения.

Зная это, вы можете легко использовать цифровой мультиметр для измерения электрических параметров, таких как напряжение переменного и постоянного тока, ток, сопротивление, емкость и т. Д.

Принцип работы цифрового мультиметра

Как показано на блок-схеме, в типичном цифровом мультиметре входной сигнал i.Напряжение переменного или постоянного тока, ток, сопротивление, температура или любой другой параметр преобразуется в напряжение постоянного тока в пределах диапазона АЦП. Затем аналого-цифровой преобразователь преобразует предварительно масштабированное постоянное напряжение в его эквивалентные цифровые числа, которые будут отображаться на дисплее.

Иногда блок цифрового контроллера реализуется с микроконтроллером или микропроцессором для управления потоком информации внутри прибора. Этот блок будет координировать все внутренние функции, а также передачу информации на внешние устройства, такие как принтеры или персональный компьютер.

В случае портативного мультиметра некоторые или все эти блоки могут быть реализованы в схеме СБИС, в то время как аналого-цифровой преобразователь и драйвер дисплея могут быть в одной ИС.

Цифровой мультиметр как вольтметр, амперметр и цифровой омметр

В цифровой мультиметр мы можем включить много типов измерителей, таких как омметр, амперметр, вольтметр для измерения электрических параметров. Его блок-схема представлена ​​на рисунке ниже. Давайте посмотрим на его работу и спецификации один за другим.

(i) Цифровой вольтметр (DVM):

Цифровой вольтметр — это основной прибор, используемый для измерения напряжения с помощью аналого-цифрового преобразователя. Основным принципом цифровых мультиметров является аналого-цифровой преобразователь, потому что без него мы не сможем преобразовать аналоговый выходной сигнал в цифровую форму.

На рынке доступно несколько АЦП, но мы в основном используем АЦП флэш-памяти из-за его простоты и максимальной скорости. Давайте посмотрим на его основную работу.

(a) Флэш-аналого-цифровой преобразователь: Включает компараторы, энкодеры и цифровые дисплеи. Компараторы управляются цепью резисторного делителя, кодер преобразует свои входы в соответствующие выходы, которые управляют цифровым дисплеем.

Как показано выше, три резистора номиналом R управляют компараторами C ₁ , C ₂ , C ₃ . Пусть входное напряжение V _и = 1 В, + V = 4 В и компараторы, то есть напряжения C ₁ , C ₂ , C ₃ , равны 1 В, 2 В и 3 В соответственно.Если выход C ₁ = +1 и C ₂ = C ₃ = 0, то мы подали 001 в качестве входа в энкодер, который затем преобразует его в 0001.

Этот двоичный выход управляет семеркой. сегментный дисплей, чтобы прочитать на нем 1 В. С помощью этого метода мы считываем напряжения величиной 1 В, 2 В, 3 В, а также добавляем дополнительные компараторы для более точных показаний в соответствии с нашими требованиями.

(ii) Цифровой амперметр (DAM):

Цифровой амперметр использует шунтирующий резистор для создания калиброванного напряжения, пропорционального протекающему току.Как показано на диаграмме, чтобы считать ток, мы должны сначала преобразовать измеряемый ток в напряжение, используя известное сопротивление R _K . Создаваемое таким образом напряжение калибруется для считывания входного тока.

(iii) Цифровой омметр (DOM):

Цифровой омметр используется для измерения электрического сопротивления, которое препятствует прохождению тока.

Как показано на схеме, резистивная цепь, состоящая из известного сопротивления R _K и неизвестного сопротивления R _и , используется для создания напряжения на неизвестном сопротивлении.Напряжение определяется по формуле:

V = V _B R _u / R _K + R _u

где V _B = напряжение встроенной батареи

После калибровки напряжения измеритель может быть откалиброван в омах.

Что означают символы на цифровом мультиметре?

Некоторые общие символы цифрового мультиметра и их описание приведены в таблице ниже. Эти символы часто встречаются на мультиметре, а его схемы предназначены для обозначения компонентов и справочных значений электрических параметров.

Детали и функции цифрового мультиметра

Цифровой мультиметр разделен на три части:

(i) Дисплей: ЖК-экран в верхней части мультиметра в основном отображает четыре или более цифр, а также показывает отрицательное значение, если нужно. Некоторые из современных мультиметров подсвечивают дисплей для лучшего обзора в условиях низкой освещенности.

(ii) Диск выбора: Позволяет пользователю настроить мультиметр на считывание различных электрических параметров, таких как ток в миллиамперах (мА), напряжение, сопротивление, емкость и т. Д.Вы можете легко повернуть циферблат в любом месте для измерения определенных параметров.

(iii) Порты: Два порта доступны на передней панели каждого мультиметра, за исключением некоторых четырех портов, доступных для измерения тока в мА или А. Мы подключили к этим портам два датчика разного цвета, т. Е. Один из них. красный цвет, а другой черный цвет. Различные порты в мультиметре:

(a) COM : обозначает общий и почти подключен к земле или рассматривается как отрицательное соединение цепи.Обычно мы вставляем датчик черного цвета в COM-порт.

(b) mAVΩ: Этот порт позволяет измерять ток (до 200 мА), напряжение и сопротивление или рассматривать как положительное соединение цепи. Обычно мы вставляем датчик красного цвета в порт mAVΩ.

Отведения цифрового мультиметра:

В коробке цифрового мультиметра мы получили провода разных цветов. Здесь мы собираемся подробно объяснить эти отведения. Провода цифрового мультиметра подразделяются на четыре части:

(i) Красный провод

1. Подключен к порту напряжения, сопротивления или ампер.
2. Считается положительным соединением цепи

(ii) Черный провод

1. Подключен к общему порту или порту заземления
2. Считается отрицательным соединением цепи

(iii) Датчики :

Это ручки, которые используются для удержания наконечника на тестируемом соединении. Доступны различные типы пробников, а именно:

• Зажимы типа «банан» на «крокодил»: это отличные кабели для подключения к большим проводам или контактам на макетной плате.Подходит для выполнения долгосрочных тестов, когда вам не нужно удерживать датчики на месте, пока вы манипулируете схемой.
• Banana to IC Hook: крючки IC хорошо работают с меньшими ИС и ножками ИС.
• Банан для пинцета: Пинцет удобен, если вам нужно протестировать компоненты SMD.
• Банан для проверки зондов: если вы когда-нибудь сломаете зонд, их будет дешево заменить.

(iv) Наконечник:

Они находятся на концах зондов и в основном служат точкой подключения.

Время измерения:

Профессиональные техники всегда предпочитают те инструменты, для которых время измерения играет решающую роль, приводит к хорошим результатам с большей точностью. Измерение времени в основном зависит от следующих факторов:

(i) Время установления: Когда измеряемое значение подается на вход схемы, для установления требуется определенное время, известное как время установления. Это позволит преодолеть любые уровни входной емкости при проведении испытаний с высоким импедансом.

(ii) Время калибровки АЦП: В некоторых цифровых мультиметрах необходимо учитывать периодическую калибровку, особенно если измерения выполняются под автоматическим или компьютерным управлением.

(iii) Время переключения: Время переключения — это время, необходимое для установки прибора после переключения входа. Сюда входит время установления после изменения типа измерения, например от напряжения до сопротивления и т. д.

(iv) Время автоматического обнуления: Для обеспечения точности необходимо обнулить счетчик при выборе автоматического выбора диапазона или при изменении диапазона.

(v) Время измерения сигнала: Это основное время, необходимое для проведения самого измерения. При измерениях переменного тока необходимо учитывать рабочую частоту, поскольку минимальное время измерения сигнала основано на минимальной частоте, необходимой для измерения.

Цифровой мультиметр Точность:

Цифровой мультиметр — идеальный выбор для каждого профессионального техника из-за его лучшей точности.Это величина, на которую отображаемое показание может отличаться от фактического ввода. Цифровой мультиметр обычно определяет точность как процент от показания плюс процент от полной шкалы. Точность зависит от технических характеристик прибора и варьируется от производителя к производителю. Существует несколько способов выражения точности мультиметра :

1. Точность цифрового мультиметра = ± (ppm показания + ppm диапазона)
2. DMM Accuracy = (% чтения) + (% диапазона)
3. Точность цифрового мультиметра = (% показаний) + смещение

Примечание: здесь ppm означает доли на миллион.

Факторы, влияющие на точность мультиметра:

(i) Температура: В значительной степени температура может повлиять на точность цифровых мультиметров. Сегодня многие мультиметры имеют встроенную функцию измерения температуры, которая устраняет необходимость в каких-либо внешних устройствах. Вы можете выразить их как ± (ppm показания + ppm диапазона) / ° C.

(ii) Разрешение: Разрешение прямо пропорционально точности. Если вам нужна точность, вы также должны позаботиться о разрешении.Разрешение цифрового мультиметра выражается в количестве отображаемых цифр. Обычно это будет число, состоящее из полутора целых чисел, т.е. 3 ½ цифр и т. Д. По соглашению, половина цифры может отображать либо ноль, либо 1.

Примечание: разные мультиметры от разных производителей могут работать по-разному. . Всегда рекомендуется обращаться к инструкциям производителя, чтобы понять, как работает конкретный цифровой мультиметр.

DMM Меры предосторожности:

Перед использованием мультиметров мы должны соблюдать некоторые меры безопасности. Здесь мы собираемся объяснить вам некоторую информацию о безопасности цифрового мультиметра.

1. Если измерительные провода цифрового мультиметра повреждены, никогда не используйте прибор.
2. Всегда следит за тем, чтобы измерительные провода и шкала находились в правильном положении для желаемого измерения.
3. Когда измерительный провод подключен к входному разъему 10 А или 300 мА, никогда не прикасайтесь щупами к источнику напряжения.
4. При подаче питания никогда не измеряйте сопротивление в цепи.
5. При проведении измерений всегда держите пальцы за защитными кожухами на измерительных щупах.
6. Во избежание повреждений или травм никогда не используйте измеритель в цепях, мощность которых превышает 4800 Вт.
7. Замените батарею как можно скорее, чтобы избежать ложных показаний, которые могут привести к поражению электрическим током или травмам.
8. Будьте осторожны при работе с напряжением выше 60 В постоянного тока или 30 В переменного тока (среднеквадратичное значение).Такое напряжение создает опасность поражения электрическим током.

Есть вопросы по цифровому мультиметру ? Спрашивайте в комментариях.

Вольтметры и амперметры | Безграничная физика

Вольтметры и амперметры

Вольтметры и амперметры используются для измерения напряжения и тока соответственно.

Цели обучения

Сравнить схемы подключения амперметра и вольтметра

Основные выводы

Ключевые моменты

• Вольтметр — это прибор, используемый для измерения разности электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи.
• Амперметр — это измерительное устройство, используемое для измерения электрического тока в цепи.
• Вольтметр подключен параллельно к устройству для измерения его напряжения, а амперметр подключен последовательно к устройству для измерения его тока.
• В основе большинства аналоговых счетчиков лежит гальванометр, прибор, который измеряет ток, используя движение или отклонение иглы. Отклонение иглы вызывается магнитной силой, действующей на провод с током.

Ключевые термины

• шунтирующее сопротивление : небольшое сопротивление R, помещенное параллельно гальванометру G для получения амперметра; чем больше измеряемый ток, тем меньше R должно быть; большая часть тока, протекающего через счетчик, шунтируется через R для защиты гальванометра
• гальванометр : аналоговое измерительное устройство, обозначенное буквой G, которое измеряет ток, используя отклонение стрелки, вызванное силой магнитного поля, действующей на провод с током.

Вольтметры и амперметры измеряют напряжение и ток цепи соответственно. Некоторые измерители в автомобильных приборных панелях, цифровых камерах, сотовых телефонах и тюнерах-усилителях являются вольтметрами или амперметрами.

Вольтметры и амперметры : Краткое введение в вольтметры и амперметры для студентов-физиков.

Вольтметры

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. Любое измерение, которое можно преобразовать в напряжение, можно отобразить на правильно откалиброванном измерителе; такие измерения включают давление, температуру и расход.

Вольтметр : Демонстрационный вольтметр из класса физики

Чтобы вольтметр мог измерять напряжение устройства, он должен быть подключен параллельно этому устройству.Это необходимо, потому что параллельные объекты испытывают одинаковую разность потенциалов.

Вольтметр, подключенный параллельно : (a) Для измерения разности потенциалов в этой последовательной цепи вольтметр (V) подключается параллельно источнику напряжения или одному из резисторов. Обратите внимание, что напряжение на клеммах измеряется между точками a и b. Невозможно подключить вольтметр напрямую к ЭДС без учета его внутреннего сопротивления r. (b) Используемый цифровой вольтметр

Амперметры

Амперметр измеряет электрический ток в цепи.Название происходит от названия единицы измерения электрического тока в системе СИ, ампер (А).

Чтобы амперметр мог измерять ток устройства, он должен быть последовательно подключен к этому устройству. Это необходимо, потому что последовательно соединенные объекты испытывают одинаковый ток. Их нельзя подключать к источнику напряжения — амперметры предназначены для работы с минимальной нагрузкой (которая относится к падению напряжения на амперметре, обычно составляющему небольшую долю вольта).

Амперметр серии : Амперметр (A) подключается последовательно для измерения тока.Весь ток в этой цепи протекает через счетчик. Амперметр будет иметь такие же показания, если он расположен между точками d и e или между точками f и a, как и в показанном положении. (Обратите внимание, что заглавная буква E обозначает ЭДС, а r обозначает внутреннее сопротивление источника разности потенциалов.)

Гальванометры (аналоговые измерители)

У аналоговых счетчиков

иглы, которые поворачиваются, чтобы указывать на числа на шкале, в отличие от цифровых счетчиков, у которых есть числовые показания.Сердцем большинства аналоговых счетчиков является устройство, называемое гальванометром, которое обозначается номером G . Ток через гальванометр I _G вызывает пропорциональное движение или отклонение стрелки.

Двумя важнейшими характеристиками любого гальванометра являются его сопротивление и чувствительность по току. Чувствительность по току — это ток, который дает полное отклонение стрелки гальванометра, другими словами, максимальный ток, который может измерить прибор.Например, гальванометр с чувствительностью по току 50 мкА имеет максимальное отклонение стрелки при протекании через него 50 мкА, находится на полпути шкалы, когда через него протекает 25 мкА, и так далее.

Если такой гальванометр имеет сопротивление 25 Ом, то только напряжение В = IR = (50 мкА) (25 Ом) = 1,25 мВ дает показания полной шкалы. Подключив резисторы к этому гальванометру различными способами, вы можете использовать его как вольтметр или амперметр для измерения широкого диапазона напряжений или токов.

Гальванометры как вольтметры

Гальванометр может работать как вольтметр, если он подключен последовательно с большим сопротивлением R . Значение R определяется максимальным измеряемым напряжением. Предположим, вам нужно 10 В для полного отклонения вольтметра, содержащего гальванометр с сопротивлением 25 Ом и чувствительностью 50 мкА. Тогда приложенное к измерителю напряжение 10 В должно давать ток 50 мкА. Общее сопротивление должно быть:

[латекс] \ text {R} _ {\ text {tot}} = \ text {R} + \ text {r} = \ frac {\ text {V}} {\ text {I}} = \ frac { 10 \ text {V}} {50 \ mu \ text {A}} = 200 \ text {k} \ Omega, [/ latex]

или:

[латекс] \ text {R} = \ text {R} _ {\ text {tot}} — \ text {r} = 200 \ text {k} \ Omega — 25 \ Omega \ приблизительно 200 \ text {k} \Омега.[/ латекс]

(R настолько велик, что сопротивление гальванометра, r, почти ничтожно.) Обратите внимание, что 5 В, приложенное к этому вольтметру, вызывает отклонение в половину шкалы, пропуская через измеритель ток 25 мкА, поэтому показания вольтметра пропорциональны к напряжению по желанию. Этот вольтметр не будет полезен для напряжений менее примерно половины вольта, потому что отклонение измерителя будет слишком маленьким для точного считывания. Для других диапазонов напряжения другие сопротивления устанавливаются последовательно с гальванометром.Многие измерители позволяют выбирать шкалы, которые включают последовательное включение соответствующего сопротивления с гальванометром.

Гальванометры как амперметры

Тот же гальванометр может также работать как амперметр, если он установлен параллельно небольшому сопротивлению R , часто называемому шунтирующим сопротивлением. Поскольку сопротивление шунта невелико, большая часть тока проходит через него, что позволяет амперметру измерять токи, намного превышающие те, которые вызывают полное отклонение гальванометра.

Предположим, например, что нам нужен амперметр, который дает полное отклонение для 1,0 А и который содержит тот же гальванометр на 25 Ом с чувствительностью 50 мкА. Поскольку R и R параллельны, напряжение на них одинаковое.

Эти ИК-капли: IR = I _G r

так, чтобы: [latex] \ text {IR} = \ frac {\ text {I} _ \ text {G}} {\ text {I}} = \ frac {\ text {R}} {\ text {r }}. [/ latex]

Решая для R и отмечая, что IG составляет 50 мкА, а I равно 0.{-3} \ Omega. [/ Latex]

Нулевые измерения

Нулевые измерения уравновешивают напряжения, поэтому через измерительные устройства не протекает ток, который мог бы помешать измерению.

Цели обучения

Объясните, почему используются нулевые измерения

Основные выводы

Ключевые моменты

• Измерения напряжения и тока стандартными вольтметрами и амперметрами изменяют измеряемую цепь, внося погрешности.Вольтметры потребляют дополнительный ток, а амперметры уменьшают ток.
• Нулевые измерения используются для уменьшения погрешности измеренных значений напряжения и тока.
• Потенциометр и мост Уитстона — это два метода измерения нуля.
• Потенциометр — это прибор, который измеряет неизвестное напряжение путем противодействия известному напряжению, не потребляя ток от измеряемого источника напряжения.
• Мост Уитстона — это электрическая цепь, используемая для измерения неизвестного электрического сопротивления путем уравновешивания двух ветвей мостовой схемы, одна из которых включает неизвестный компонент.

Ключевые термины

• нулевые измерения : методы более точного измерения тока и напряжения путем балансировки цепи таким образом, чтобы ток не протекал через измерительное устройство
• потенциометр : прибор, который измеряет напряжение путем противодействия ему точной долей известного напряжения и без потребления тока из неизвестного источника.
• Мост Уитстона : прибор, используемый для измерения неизвестного электрического сопротивления путем уравновешивания двух ножек мостовой схемы, одна ножка которой включает неизвестный компонент.

Нулевые измерения

Стандартные измерения цепей изменения напряжения и тока, вносящие числовые погрешности. Вольтметры потребляют дополнительный ток, а амперметры уменьшают ток. Нулевые измерения уравновешивают напряжения, поэтому ток через измерительный прибор не протекает, а цепь остается неизменной. Нулевые измерения обычно более точны, но более сложны, чем стандартные вольтметры и амперметры. Их точность все еще ограничена.

Потенциометр

При измерении ЭДС аккумулятора и подключении аккумулятора напрямую к стандартному вольтметру, как показано на, фактическая измеряемая величина — это напряжение на клеммах В. Напряжение связано с ЭДС батареи соотношением В = ЭДС — Ir , где I — протекающий ток, а r — внутреннее сопротивление батареи.

Вольтметр, подключенный к батарее : Аналоговый вольтметр, подключенный к батарее, потребляет небольшой, но ненулевой ток и измеряет напряжение на клеммах, которое отличается от ЭДС батареи. (Обратите внимание, что заглавная буква E символизирует электродвижущую силу или ЭДС.) Поскольку внутреннее сопротивление батареи точно неизвестно, невозможно точно рассчитать ЭДС.

ЭДС можно было бы точно рассчитать, если бы было известно r , что бывает редко. Если бы ток I можно было сделать нулевым, тогда V = ЭДС , и ЭДС можно было бы непосредственно измерить. Однако стандартным вольтметрам для работы необходим ток.

Потенциометр — это прибор для измерения нуля для измерения потенциалов (напряжений).Источник напряжения подключен к резистору R, пропускает через него постоянный ток. Вдоль провода наблюдается постоянное падение потенциала (падение ИК-излучения), поэтому переменный потенциал получается через контакт вдоль провода.

Неизвестная ЭДС _x (обозначенная надписью E _x ), подключенная последовательно с гальванометром, показана на. Обратите внимание, что ЭДС _x противостоит другому источнику напряжения. Расположение точки контакта регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль.Когда гальванометр показывает ноль, ЭДС _x = IR _x , где R _x — это сопротивление участка провода до точки контакта. Поскольку через гальванометр не протекает ток, он не проходит через неизвестную ЭДС, и определяется ЭДС _x .

Потенциометр : Потенциометр является устройством измерения нуля. (a.) Источник напряжения, подключенный к резистору с длинным проводом, пропускает через него постоянный ток I.(b) Неизвестная ЭДС (обозначенная надписью Ex) подключается, как показано, и точка контакта по R регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль. Отрезок провода имеет сопротивление Rx и сценарий Ex = IRx, где I не зависит от соединения, поскольку через гальванометр не течет ток. Таким образом, неизвестная ЭДС пропорциональна сопротивлению сегмента провода.

Стандартная ЭДС заменяется на ЭДС _x , и точка контакта регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль, так что ЭДС _с = IR _с .В обоих случаях через гальванометр не проходит ток. Ток I через длинный провод идентичен. Принимая соотношение ЭДС _x / ЭДС _s , I отменяет, и решение для ЭДС _x дает то, что видно в.

Поскольку для R используется длинный однородный провод, соотношение сопротивлений R _x / R _с такое же, как отношение длин провода, который обнуляет гальванометр для каждой ЭДС.Три величины в правой части уравнения теперь известны или измерены, и можно вычислить ЭДС _x . В этом расчете часто меньше неопределенности, чем при прямом использовании вольтметра, но он не равен нулю. Всегда есть некоторая неопределенность в соотношении сопротивлений R _x / R _s и стандартных ЭДС. Кроме того, невозможно определить, когда гальванометр показывает ровно ноль, что вносит ошибку как в R _x , так и в R _s , а также может повлиять на ток I .

Измерения сопротивления

Многие так называемые омметры измеряют сопротивление. Наиболее распространенные омметры прикладывают напряжение к сопротивлению, измеряют ток и вычисляют сопротивление по закону Ома. Их показание — это рассчитанное сопротивление. Простые конфигурации с использованием стандартных вольтметров и амперметров имеют ограниченную точность, поскольку измерители изменяют как напряжение, подаваемое на резистор, так и ток, протекающий через него. Мост Уитстона — это устройство измерения нуля для расчета сопротивления путем уравновешивания падения потенциала в цепи.Устройство называется мостом, потому что гальванометр образует мост между двумя ветвями. Для выполнения нулевых измерений в схемах используются различные мостовые устройства. Резисторы R ₁ и R ₂ точно известны, а стрелка через R ₃ указывает, что это переменное сопротивление. Можно точно прочитать значение R ₃ . При неизвестном сопротивлении Rx в цепи R ₃ регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль.

Мост Уитстона : Мост Уитстона используется для расчета неизвестных сопротивлений. Переменное сопротивление R3 регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль при замкнутом переключателе. Это упрощает схему, позволяя рассчитывать Rx на основе падения ИК-излучения.

Разность потенциалов между точками b и d тогда равна нулю, что означает, что b и d имеют одинаковый потенциал. При отсутствии тока, протекающего через гальванометр, он не влияет на остальную цепь.Таким образом, ветви abc и adc параллельны, и каждая ветвь имеет полное напряжение источника. Поскольку b и d имеют одинаковый потенциал, падение ИК-излучения вдоль и должно равняться падению ИК-излучения вдоль ab . Опять же, поскольку b и d имеют одинаковый потенциал, падение ИК-излучения вдоль dc должно равняться падению ИК-излучения вдоль bc . Это уравнение используется для вычисления неизвестного сопротивления, когда ток через гальванометр равен нулю.Этот метод может быть очень точным, но он ограничен двумя факторами. Во-первых, ток через гальванометр не может быть точно равен нулю. Во-вторых, всегда есть неопределенности в R ₁ , R ₂ и R ₃ , которые вносят вклад в неопределенность в R _x .

Что такое вольтметр? как его устройство и принцип работы?

Вольтметр, как и амперметр или омметр, является важным электрическим устройством.Давайте узнаем об этом устройстве в следующей статье.

Что такое вольтметр?

Вольтметр — это электронное устройство, используемое для измерения разности потенциалов или напряжений между двумя точками в электрической или электронной цепи. Единицы измерения разности потенциалов измеряются в вольтах (В).

Вольтметры некоторых типов

Устройство вольтметра

Аналоговый вольтметр в основном состоит из чувствительного гальванометра (измерителя тока), соединенного последовательно с высоким сопротивлением.Внутреннее сопротивление вольтметра должно быть высоким. С другой стороны, он притягивает значительный ток и прерывает работу схемы при выполнении теста.

В вольтметрах

используется стрелка электронного дисплея на циферблате. Электронный вольтметр отображает числовое значение напряжения тока на электронном экране прибора.

Диапазон измерения вольтметра

Лабораторные напряжения имеют максимальный диапазон от 1000 до 3000 В. Большинство коммерческих счетчиков имеют разные диапазоны.Например 0–1 В, 0–10 В, 0–100 В и 0–1000 В. Для вычислений подходит стандартный лабораторный вольтметр. Потому что измеренное напряжение среднее. Обычно от 1 В до 15 В. Обычно аналоговый вольтметр используется для измерения напряжения от части вольта до нескольких тысяч вольт. Напротив, цифровые напряжения более точны. Они используются для измерения очень малых напряжений в лабораториях и электронике.

История вольтметра

Основные принципы работы вольтметра были изобретены датским физиком Гансом Кристианом Эрстедом в 1820 году, когда он обнаружил, что электрический ток в проводе создает вокруг него магнитное поле.Первый амперметр был изобретен физиком Андре Ампером в 1820 году для измерения электрического тока.

Ганс Кристиан Эрстед

Гальванометр

Гальванометр также можно преобразовать в амперметр. Он используется для измерения больших токов. Когда это устройство используется для измерения напряжения, гальванометр превращается в вольтметр, подключенный параллельно области, которую он измеряет. Поскольку вольтметр должен быть подключен к параллельной цепи, он должен быть изготовлен с высоким сопротивлением.

В цепи ток всегда будет идти по пути наименьшего сопротивления. Тогда разность потенциалов будет в любой части цепи. При проведении измерений важно как можно меньше менять эту деталь.

Как работает вольтметр?

Общий принцип работы вольтметра заключается в том, что он должен быть подключен параллельно с объектом, на котором вы хотите измерить напряжение. Это используется, потому что вольтметр имеет высокое значение напряжения.Так что если вольтметр подключить последовательно, напряжение будет почти нулевым. Это означает, что цепь разомкнута. Кроме того, в параллельных цепях известно, что напряжение во всех точках одинаковое. Таким образом, разница напряжений между вольтметром и источником практически одинакова.

Теоретически для идеального вольтметра у вас должно быть бесконечное сопротивление, чтобы ток притягивал ноль; Таким образом, в устройстве нет потери мощности.

Но на практике это невозможно, потому что у вас не может быть материала с бесконечным сопротивлением.

Практическое применение вольтметра

Вольтметр

позволяет безопасно измерять напряжение или разность напряжений между двумя точками цепи и не изменять напряжение этой цепи. Для вольтметра очень важно умение измерять напряжение. Помимо вольтметра есть и другие приложения. Например, вы хотите включить вентилятор, но он не работает. Возможно, вентилятор поврежден, розетка может не получать питание. Затем вольтметр можно использовать для измерения напряжения вилки.Если оно ниже 120 В, вилка может быть повреждена.

Еще одно применение вольтметра — определить, заряжена или разряжена батарея. Когда автомобиль не заводится, вы можете измерить напряжение аккумулятора с помощью вольтметра, чтобы увидеть, есть ли проблема.

Общие типы вольтметров

Есть разные типы вольтметров. Вот несколько распространенных типов:

• Вольтметр железный
• Вольтметр индукционный
• Вольтметр статический
• Вольтметр с постоянным магнитом
• Выпрямительный вольтметр
• Вольтметр цифровой

Вольтметр цифровой

Статический вольтметр

Вольтметры

, предназначенные для измерения опасных и высоких напряжений, имеют дополнительный слой изоляции между контрольными точками и пользователем для предотвращения поражения электрическим током.Существуют также другие типы вольтметров, предназначенные для измерения низкого напряжения в небольших объектах, таких как компьютерные микросхемы, с большой точностью.

Самый распространенный вольтметр — это портативный прибор с экраном и двумя электронными кабелями. Эти кабели подключаются к двум точкам в цепи, и уровень напряжения отображается на экране. Это устройство не только измеряет напряжение. Он также может измерять сопротивление или силу тока. Это называется мультиметром.

Надеюсь, информация о вольтметре помогла вам лучше понять этот электрический инструмент.Увидимся в следующих полезных постах.

Источник: Википедия

Beeteco.com — это канал электронной коммерции корпорации Hao Phuong, специализирующейся на распространении и продаже промышленного электрического оборудования многих престижных мировых брендов.

Хотите еще совет по вольтметру? => Немедленно позвоните нам по горячей линии: 1800 6547

Хотите узнать больше о вольтметре? => посмотреть все продукты: здесь!

Или оставьте свои контактные данные, мы свяжемся с вами в ближайшее время!

Принцип работы и блок-схема цифровых вольтметров

(DVM)

Что такое цифровые вольтметры?

Мы уже знаем о вольтметре.Это электрический прибор, используемый для измерения разности потенциалов между двумя точками. Эти вольтметры бывают двух типов (i) Аналоговый вольтметр (ii) Цифровой вольтметр . Это измеренное напряжение может быть как переменного, так и постоянного тока. Аналоговые вольтметры состоят из шкалы и указателя для отображения показаний. Но у этих инструментов было много недостатков, таких как неточные результаты, неточность и т. Д., Поэтому их заменяют цифровые вольтметры с цифровой технологией в нем.

Но эти аналоговые вольтметры используются в некоторых частях мира.Теперь давайте обсудим , как работает цифровой вольтметр и , принцип работы цифровых вольтметров , и блок-схему .

Цифровой вольтметр ( DVM ) отображает значение переменного тока. или напряжение постоянного тока, измеряемое непосредственно дискретными цифрами в десятичном числе. система. Цифровое считывание DVM s выгодно, поскольку исключает ошибки наблюдения, допущенные операторами.Ошибки из-за параллакса и аппроксимации полностью устранены. Использование цифровых вольтметров увеличивает скорость снятия показаний. Кроме того, выходные данные цифровых вольтметров могут быть поданы на устройства памяти для хранения и будущих вычислений.

Цифровой вольтметр — это универсальный и точный вольтметр, который имеет множество лабораторных применений. Благодаря развитию технологии интегральных схем (ИС) стало возможным уменьшить размер, требования к мощности и стоимость цифровых вольтметров.Фактически, при той же точности цифровой вольтметр теперь дешевле, чем его аналоговый аналог. Уменьшение размера DVM s за счет использования микросхем, увеличилась портативность приборов.

Учебник «Электрические и электронные измерения С. Чанда» является лучшим в отрасли. Возьмите его сейчас по очень низкой цене.

Типы цифровых вольтметров:

Растущая популярность DVM s привела к появлению большого количества типов, в которых используются различные схемы.Различные типы цифровых вольтметров (DVM) обычно используются:

(i) цифровой вольтметр линейного типа

(ii) цифровой вольтметр интегрирующего типа

(iii) потенциометрический тип цифровой вольтметр

(iv) Цифровой вольтметр последовательного приближения

(v) Цифровой вольтметр непрерывного действия

Теперь мы обсудили принцип работы и блок-схему цифровых вольтметров ( DVM ), а также их типы.Вы можете скачать эту страницу в формате pdf, ppt.

Комментарий ниже для любых запросов.

.