Βολτόμετρο. Συσκευή, αρχή λειτουργίας, τύποι και χαρακτηριστικά. Μεγάλη εγκυκλοπαίδεια πετρελαίου και φυσικού αερίου

Καλωσορίζω όλους τους αναγνώστες στην ιστοσελίδα μας και σήμερα ως μέρος του μαθήματος " Ηλεκτρονικά για αρχάριους» θα μελετήσουμε τους βασικούς τρόπους μέτρηση ρεύματος, τάσηςκαι άλλες παραμέτρους ηλεκτρικών κυκλωμάτων. Όπως είναι φυσικό, τα κύρια όργανα μέτρησης, όπως π.χ βολτόμετρο, αμπεριόμετροκαι τα λοιπά.

Και θα ξεκινήσουμε μετρώντας το ρεύμα. Η συσκευή που χρησιμοποιείται για το σκοπό αυτό ονομάζεται αμπεριόμετροκαι συνδέεται σε σειρά στο κύκλωμα. Ας δούμε ένα μικρό παράδειγμα:

Όπως μπορείτε να δείτε, εδώ το τροφοδοτικό συνδέεται απευθείας με την αντίσταση. Επιπλέον, υπάρχει ένα αμπερόμετρο στο κύκλωμα συνδεδεμένο σε σειρά με την αντίσταση. Σύμφωνα με το νόμο του Ohm, η ισχύς του ρεύματος σε αυτό το κύκλωμα πρέπει να είναι ίση με:

Πήραμε μια τιμή ίση με 0,12 A, η οποία είναι ακριβώς ίδια με το πρακτικό αποτέλεσμα, που δείχνει το αμπερόμετρο στο κύκλωμα 🙂

Μια σημαντική παράμετρος αυτής της συσκευής είναι η εσωτερική της αντίσταση. Γιατί είναι τόσο σημαντικό; Δείτε μόνοι σας - ελλείψει αμπερόμετρου, το ρεύμα καθορίζεται από το νόμο του Ohm, όπως υπολογίσαμε λίγο υψηλότερα. Αλλά με ένα αμπερόμετρο στο κύκλωμα, το ρεύμα θα αλλάξει επειδή η αντίσταση θα αλλάξει και παίρνουμε την ακόλουθη τιμή:

Εάν το αμπερόμετρο ήταν απολύτως τέλειο και η αντίστασή του ήταν μηδενική, τότε δεν θα είχε καμία επίδραση στο έργο ηλεκτρικό κύκλωμα, οι παράμετροι του οποίου πρέπει να μετρηθούν, αλλά στην πράξη δεν είναι όλα σωστά και η αντίσταση της συσκευής δεν είναι ίση με 0. Φυσικά, η αντίσταση του αμπερόμετρου είναι αρκετά μικρή (αφού οι κατασκευαστές προσπαθούν να τη μειώσουν ως όσο το δυνατόν περισσότερο), επομένως, σε πολλά παραδείγματα και εργασίες παραμελείται, αλλά μην ξεχνάτε ότι εξακολουθεί να υπάρχει και είναι μη μηδενικό.

Όταν μιλάμε για τρέχουσα μέτρησηείναι αδύνατο να μην αναφέρουμε μια μέθοδο που σας επιτρέπει να επεκτείνετε τα όρια στα οποία μπορεί να λειτουργήσει το αμπερόμετρο. Αυτή η μέθοδος συνίσταται στο γεγονός ότι μια διακλάδωση (αντίσταση) με μια ορισμένη αντίσταση συνδέεται παράλληλα με το αμπερόμετρο:

Σε αυτόν τον τύπο, n είναι ο συντελεστής διακλάδωσης - ένας αριθμός που δείχνει πόσες φορές θα αυξηθούν τα όρια εντός των οποίων το αμπερόμετρο μπορεί να κάνει τις μετρήσεις του. Ίσως όλα αυτά να φαίνονται όχι απολύτως σαφή και λογικά, οπότε τώρα θα εξετάσουμε ένα πρακτικό παράδειγμα που θα μας επιτρέψει να κατανοήσουμε τα πάντα.

Έστω η μέγιστη τιμή που μπορεί να μετρήσει το αμπερόμετρο είναι 1Α. Και το κύκλωμα στο οποίο πρέπει να προσδιορίσουμε την ισχύ του ρεύματος έχει την ακόλουθη μορφή:

Η διαφορά από το προηγούμενο κύκλωμα είναι ότι η τάση του τροφοδοτικού σε αυτό το κύκλωμα είναι 100 φορές μεγαλύτερη, αντίστοιχα, και το ρεύμα στο κύκλωμα θα γίνει μεγαλύτερο και θα είναι ίσο με 12 Α. Λόγω του περιορισμού στη μέγιστη τιμή του το μετρούμενο ρεύμα, δεν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε απευθείας το αμπερόμετρο μας. Έτσι, για τέτοιες εργασίες, πρέπει να χρησιμοποιήσετε ένα πρόσθετο shunt:

Σε αυτό το πρόβλημα, πρέπει να μετρήσουμε το ρεύμα. Υποθέτουμε ότι η τιμή του θα ξεπεράσει τη μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή για το αμπερόμετρο που χρησιμοποιείται, οπότε προσθέτουμε ένα άλλο στοιχείο στο κύκλωμα που θα λειτουργεί ως διακλάδωση. Ας υποθέσουμε ότι θέλουμε να αυξήσουμε τα όρια μέτρησης του αμπερόμετρου κατά 25 φορές, πράγμα που σημαίνει ότι η συσκευή θα εμφανίσει μια τιμή που είναι 25 φορές μικρότερη από την τιμή του μετρούμενου ρεύματος. Θα χρειαστεί μόνο να πολλαπλασιάσουμε τις ενδείξεις της συσκευής με τον αριθμό που μας γνωρίζουμε και θα πάρουμε την τιμή που χρειαζόμαστε. Για να εφαρμόσουμε την ιδέα μας, πρέπει να βάλουμε το shunt παράλληλα με το αμπερόμετρο και η αντίστασή του πρέπει να είναι ίση με την τιμή που προσδιορίζουμε από τον τύπο:

ΣΕ αυτή η υπόθεση n = 25, αλλά θα κάνουμε όλους τους υπολογισμούς μέσα γενική εικόναγια να δείξετε ότι οι τιμές μπορούν να είναι απολύτως οτιδήποτε, η αρχή της διαφυγής θα λειτουργήσει με τον ίδιο τρόπο.

Από τότε λοιπόν οι τάσεις στη διακλάδωση και στο αμπερόμετρο είναι ίσες, μπορούμε να γράψουμε την πρώτη εξίσωση:

Εκφράζουμε το ρεύμα διακλάδωσης σε σχέση με το ρεύμα του αμπερόμετρου:

Το μετρούμενο ρεύμα είναι:

Αντικαταστήστε την προηγούμενη έκφραση για το ρεύμα διακλάδωσης σε αυτήν την εξίσωση:

Γνωρίζουμε όμως και την αντίσταση του shunt (). Ως αποτέλεσμα, παίρνουμε:

Έτσι πήραμε αυτό που θέλαμε. Η τιμή που θα δείξει το αμπερόμετρο σε αυτό το κύκλωμα θα είναι n φορές μικρότερη από την ισχύ του ρεύματος, την τιμή της οποίας πρέπει να μετρήσουμε 🙂

ΜΕ τρέχουσες μετρήσειςόλα είναι ξεκάθαρα στο κύκλωμα, ας περάσουμε στην επόμενη ερώτηση, δηλαδή στον ορισμό της τάσης.

Μια συσκευή για τη μέτρηση της τάσης ονομάζεται βολτόμετρο, και, σε αντίθεση με το αμπερόμετρο, συνδέεται με το κύκλωμα παράλληλα με το τμήμα του κυκλώματος, στο οποίο πρέπει να προσδιοριστεί η τάση. Και, πάλι, σε αντίθεση με το ιδανικό αμπερόμετρο, που έχει μηδενική αντίσταση, η αντίσταση ενός ιδανικού βολτόμετρου πρέπει να είναι ίση με το άπειρο. Ας δούμε περί τίνος πρόκειται:

Εάν δεν υπήρχε βολτόμετρο στο κύκλωμα, το ρεύμα μέσω των αντιστάσεων θα ήταν το ίδιο και θα καθοριζόταν από τον νόμο του Ohm ως εξής:

Έτσι, το ρεύμα θα ήταν 1 Α και, κατά συνέπεια, η τάση στην αντίσταση 2 θα ήταν 20 V. Όλα είναι ξεκάθαρα με αυτό, αλλά τώρα θέλουμε να μετρήσουμε αυτήν την τάση με ένα βολτόμετρο και να την ενεργοποιήσουμε παράλληλα. Εάν η αντίσταση του βολτόμετρου ήταν απείρως μεγάλη, τότε το ρεύμα () απλά δεν θα έρεε μέσα από αυτό και η συσκευή δεν θα είχε καμία επίδραση στο αρχικό κύκλωμα. Αλλά επειδή έχει μια πεπερασμένη τιμή και δεν είναι ίση με το άπειρο, ένα ρεύμα θα ρέει μέσω του βολτόμετρου και, σε σχέση με αυτό, η τάση στην αντίσταση δεν θα είναι πλέον η ίδια που θα ήταν απουσία συσκευής μέτρησης . Γι' αυτό θα ήταν ιδανικό ένα τέτοιο βολτόμετρο, από το οποίο δεν θα περνούσε ρεύμα.

Όπως και στην περίπτωση ενός αμπερόμετρου, υπάρχει μια ειδική μέθοδος που σας επιτρέπει να αυξήσετε τα όρια μέτρησης τάσης για ένα βολτόμετρο. Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο να συνδέσετε μια πρόσθετη αντίσταση σε σειρά με τη συσκευή, η τιμή της οποίας καθορίζεται από τον τύπο:

Αυτό θα προκαλέσει τις αναγνώσεις βολτόμετροθα είναι n φορές μικρότερη από την τιμή της μετρούμενης τάσης. Κατά παράδοση, ας δούμε ένα μικρό πρακτικό παράδειγμα 😉

Εδώ έχουμε προσθέσει επιπλέον αντίσταση στο κύκλωμα. Είμαστε αντιμέτωποι με το καθήκον της μέτρησης της τάσης στην αντίσταση:. Ας προσδιορίσουμε τι θα είναι στην οθόνη του βολτόμετρου με αυτήν την ένταξη:

Αντικαταστήστε σε αυτόν τον τύπο την έκφραση για τον υπολογισμό της αντίστασης της πρόσθετης αντίστασης:

Ετσι: . Δηλαδή, οι ενδείξεις του βολτόμετρου θα είναι n φορές μικρότερες από την τάση που μετρήσαμε. Έτσι, χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, είναι δυνατό να αυξήσετε τα όρια μέτρησης του βολτόμετρου 🙂

Στο τέλος του άρθρου, λίγα λόγια για μέτρηση αντίστασης και ισχύος.

Για την επίλυση και των δύο προβλημάτων, είναι δυνατό να χρησιμοποιήσετε ένα αμπερόμετρο και ένα βολτόμετρο μαζί. Σε προηγούμενα άρθρα (σχετικά και) αναφερθήκαμε λεπτομερώς στις έννοιες της αντίστασης και της ισχύος και τη σχέση τους με την τάση και την αντίσταση, έτσι, γνωρίζοντας το ρεύμα και την τάση του ηλεκτρικού κυκλώματος, μπορούμε να υπολογίσουμε την παράμετρο που χρειαζόμαστε. Λοιπόν, επιπλέον, υπάρχουν ειδικές συσκευές που σας επιτρέπουν να μετρήσετε την αντίσταση ενός τμήματος κυκλώματος - ένα ωμόμετρο - και την ισχύ - ένα βατόμετρο.

Σε γενικές γραμμές, αυτό είναι μάλλον το τέλος για σήμερα, μείνετε συντονισμένοι και επισκεφθείτε την ιστοσελίδα μας! Τα λέμε σύντομα!

Αυτή είναι η συσκευή που δεν μπορείτε να κάνετε χωρίς όταν εργάζεστε με ηλεκτρική ενέργεια. Χρησιμοποιείται όταν είναι απαραίτητο να μετρηθεί EMF - ηλεκτροκινητική δύναμη, καθώς και τάση σε ηλεκτρικά κυκλώματα. Το σχήμα σύνδεσης της συσκευής με το φορτίο είναι παράλληλο.

Τα βολτόμετρα, όπως κάθε ηλεκτρικό όργανο, πρέπει να ελέγχονται τακτικά για συμμόρφωση με τις προδιαγραφές, να επισκευάζονται και να συντηρούνται.

Προσδιορισμός των τεχνικών χαρακτηριστικών του βολτόμετρου, τύποι βολτόμετρων.

Να καθορίσει Προδιαγραφέςβολτόμετρολαμβάνονται υπόψη οι ακόλουθοι δείκτες:

• εσωτερική αντίσταση. Λοιπόν, αν αυτός ο αριθμός είναι πολύ υψηλός. Αυτό σημαίνει ότι μειώνεται η επίδραση της συσκευής στο συνδεδεμένο ηλεκτρικό κύκλωμα. Και κατά συνέπεια, η μέτρηση με ένα βολτόμετρο θα είναι πιο ακριβής.
• Το εύρος των μετρούμενων τάσεων είναι επίσης το πιο σημαντικό χαρακτηριστικόκατά τη μέτρηση.

Τυπικό βολτόμετρομπορεί να μετρήσει την τάση από millivolt έως χιλιάδες volt. Μπορούν όμως να χρησιμοποιηθούν και ειδικά βολτόμετρα.

Υπάρχουν χιλιοβολτόμετρα και μικροβολτόμετρα που μπορούν να μετρήσουν τις μικρότερες τιμές τάσης, αλλά διατηρούν υψηλή ακρίβεια - έως και εκατομμυριοστά του βολτ. Και υπάρχουν κιλοβολτόμετρα - συσκευές για μέτρηση πολύ υψηλής τάσης, έως 1000 βολτ.

Για να εργαστείτε με τέτοιες συσκευές, χρειάζεστε ειδικές δεξιότητες και εμπειρία, πρόσβαση στη λειτουργία ηλεκτρικών εγκαταστάσεων με τάση μεγαλύτερη από 1000 βολτ. Αυτό είναι απαραίτητο για την αποφυγή ζημιών στις συσκευές κατά την εργασία με χιλιοβολτόμετρα και μικροβολτόμετρα ή τραυματισμούς κατά την εργασία με κιλοβολτόμετρα.

Ακρίβεια μέτρησης (σφάλμα). Με αυτήν την παράμετρο, μπορείτε να ορίσετε πιθανές διαφορές μεταξύ των δεδομένων της συσκευής και της πραγματικής τάσης δικτύου.

Βολτόμετρα και η ταξινόμηση τους.

Η ταξινόμηση των βολτομέτρων εξαρτάται από το σχεδιασμό, την εμβέλειά τους και άλλες παραμέτρους. Τα βολτόμετρα υποδιαιρούνταισύμφωνα με τις ακόλουθες αρχές:

1. Σύμφωνα με την αρχή της λειτουργίας - τα βολτόμετρα χωρίζονται σε ηλεκτρομηχανικά (μαγνητοηλεκτρικά και ηλεκτρομαγνητικά και ηλεκτρονικά, για παράδειγμα, ψηφιακά, αναλογικά.

2. Για τον επιδιωκόμενο σκοπό - για παράδειγμα, παρόρμηση, λαμβάνοντας υπόψη σταθερά, εναλλασσόμενο ρεύμακαι άλλοι.

3. Σύμφωνα με τη μέθοδο εφαρμογής - αρχικά ενσωματωμένη (ασπίδα) και φορητή.

Μεγαλύτερη ευαισθησία και ως εκ τούτου ακρίβεια μαγνητοηλεκτρικά βολτόμετρα. Αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούνται συχνότερα σε εργαστήρια. Τα πιο κοινά βολτόμετρα είναι τα ηλεκτρομαγνητικά.

Είναι φθηνά και η λειτουργία τους δεν θα προκαλέσει δυσκολίες. Αν και έχουν επίσης μειονεκτήματα - μια αρκετά υψηλή κατανάλωση ενέργειας, περίπου 5-7 W, καθώς και μια υψηλή αυτεπαγωγή των περιελίξεων. Επομένως, η συχνότητα AC τάσηοδηγεί σε σημαντική επίδραση στις ενδείξεις του βολτόμετρου. Οι συσκευές αυτού του τύπου είναι εξοπλισμένες σε πίνακες διανομής σταθμών παραγωγής ενέργειας και βιομηχανικές εγκαταστάσεις, αντικείμενα.

Ηλεκτρονικά βολτόμετραχωρίζεται σε αναλογικό και ψηφιακό. Στις αναλογικές συσκευές, υπάρχει μια κλίμακα και ένα βέλος που δείχνει την τιμή της τάσης, απομακρύνοντας από το μηδέν. Τέτοιες συσκευές λειτουργούν ως εξής: η τάση AC εισόδου μετατρέπεται σε DC, αυξάνεται και αποστέλλεται στον ανιχνευτή. Μετά από αυτό, το σήμα εξόδου και οδηγεί στην εκτροπή του βέλους. Όσο περισσότερο αποκλίνει το βέλος, τόσο ισχυρότερη είναι η τάση εισόδου.

Κατά τη μέτρηση της τάσης αναλογικά βολτόμετραείναι σημαντικό να παρατηρήσετε την πολικότητα της σύνδεσης της συσκευής. Με αρνητική τάση, το βέλος θα μετακινηθεί προς τα αριστερά του μηδενός, με μια θετική τάση, προς τα δεξιά. Εάν η κλίμακα του βολτόμετρου σας δεν έχει τη δυνατότητα να εκτρέψει το βέλος προς δύο κατευθύνσεις, τότε πρέπει να αγγίξετε το σημείο με τον κόκκινο αισθητήρα που αγγίξατε προηγουμένως με τον λευκό αισθητήρα για να μετρήσετε την αρνητική τάση. Ή το αντίστροφο (τα χρώματα των ανιχνευτών μπορεί να είναι διαφορετικά).

ΣΕ ψηφιακά βολτόμετραΟι ενδείξεις της τιμής της τάσης εμφανίζονται στην ηλεκτρονική οθόνη.

Χάρη στο σχέδιο των γενικών βολτόμετρων, είναι δυνατός ο προσδιορισμός τόσο της άμεσης όσο και της εναλλασσόμενης τάσης, ανάλογα με τους εγκατεστημένους διακόπτες λειτουργίας και τη θέση τους.

Μετρήσεις ψηφιακά βολτόμετραθα είναι πιο ακριβές από το αναλογικό. Η μέτρηση πραγματοποιείται μετατρέποντας την αναλογική τάση εισόδου σε ψηφιακό κωδικό, ο οποίος θα σταλεί σε μια ψηφιακή συσκευή ανάγνωσης και στη συνέχεια μετατρέποντας τον λαμβανόμενο δυαδικό κωδικό σε δεκαδικό ψηφίο, το οποίο θα εμφανίζεται στον πίνακα αποτελεσμάτων.

Η ορθότητα της μέτρησης της τάσης οφείλεται στη διακριτικότητα του μετατροπέα αναλογικού σε ψηφιακό που περιλαμβάνεται στη συσκευή.

Καθορισμός του τύπου του βολτόμετρου ονομαστικά.

Για να μάθετε τον τύπο του βολτόμετρου, δεν χρειάζεται η τεχνική τεκμηρίωσή του. Έτσι, το πρώτο γράμμα του ονόματος του βολτόμετρου περιέχει πληροφορίες σχετικά με τον τύπο της συσκευής και την αρχή της λειτουργίας της. Το πρώτο γράμμα "D" στον τίτλο σημαίνει ηλεκτροδυναμικό βολτόμετρο; "M" - μαγνητοηλεκτρικό. "C" - ηλεκτροστατικό, "T" - θερμοηλεκτρικό. "Ф, Ш" - ηλεκτρονικό. "E" - ηλεκτρομαγνητικό. "C" - βολτόμετρο τύπου ανορθωτή.

Το όνομα των βολτόμετρων μέτρησης ραδιοφώνου αρχίζει με το γράμμα "B". Ακολουθείται από έναν αριθμό που υποδεικνύει τον τύπο της συσκευής και μέσω μιας παύλας - δύο αριθμοί με τους οποίους μπορείτε να ορίσετε το μοντέλο βολτόμετρου: B2, B3, B4 - συσκευές συνεχούς, εναλλασσόμενου ή παλμικού ρεύματος. B5 - βολτόμετρα ευαίσθητα στη φάση, B6 - επιλεκτικά. B7 - καθολική.

Προφυλάξεις ασφαλείας κατά τη χρήση βολτόμετρων.

Οι απαιτήσεις ασφαλείας είναι οι ίδιες για όλες τις ηλεκτρικές συσκευές. Κατά τη μέτρηση της τάσης, είναι σημαντικό να ρυθμίσετε σωστά τον τύπο της τάσης που μετράται στη συσκευή. Εάν η τάση DC έχει ρυθμιστεί εσφαλμένα, τότε όταν συνδέεται σε ένα κύκλωμα με τάση AC διαθέσιμη εκεί, αυτή η συσκευή μπορεί να σπάσει. Για να μην κάνετε λάθος, πρέπει να γνωρίζετε τα εξής.

Η τάση συνεχούς ρεύματος έρχεται πάντα με +27 V ή -5 V. Επίσης, η τάση AC μπορεί να υποδεικνύεται με το σήμα κύματος ~ 220 V. Πριν από τις ίδιες τις μετρήσεις, είναι απαραίτητο να προσδιορίσετε το εύρος μέτρησης, αυτό είναι πολύ σημαντικό. Για παράδειγμα, εάν πρέπει να διερευνήσετε την παρουσία τάσης +27 V, τότε πρέπει να ορίσετε: σταθερή τάση, τα όρια μέτρησης είναι μεγαλύτερα από τη μετρούμενη τάση.

Εάν η ένδειξη τάσης στο κύκλωμα είναι άγνωστη, τότε ορίστε το μέγιστο δυνατό όριο μέτρησης. Στη συνέχεια μειώστε αργά μέχρι να εμφανιστούν οι ενδείξεις. Εάν κάνετε το αντίθετο, τότε η συσκευή θα αποτύχει λόγω υπέρτασης.

Αναφέρονται σε όργανα μέτρησης με τα οποία μπορείτε να ελέγξετε το μέγεθος της τάσης σε ένα συγκεκριμένο τμήμα του ηλεκτρικού κυκλώματος. Αντίστοιχα, η τάση που μετράται από αυτές τις συσκευές έχει μια μονάδα μέτρησης Volt (V). Ανάλογα με το μέγεθος της τάσης, μπορούν να χρησιμοποιηθούν βολτόμετρα mi-, micro-, kilo- ή mega.

Τύποι βολτόμετρων

Ας πάρουμε ένα παράδειγμα. Για να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί αυτή η συσκευή, θα τις ταξινομήσουμε.

Σύμφωνα με την αρχή λειτουργίας των βολτόμετρων, χωρίζονται σε ηλεκτρομηχανικές (Εικ. 1) και ηλεκτρονικές (Εικ. 2) συσκευές. Το πρώτο από αυτά μπορεί να έχει μαγνητοηλεκτρικό ή ηλεκτρομαγνητικό σύστημα μέτρησης. Ο δεύτερος τύπος βολτόμετρων αντιπροσωπεύεται από αναλογικές και ψηφιακές συσκευές.

Ανάλογα με το σκοπό, οι συσκευές μπορούν να χωριστούν στα ακόλουθα βολτόμετρα:

• για εναλλασσόμενο ρεύμα?
• για συνεχές ρεύμα?
• ώθηση;
• πολυλειτουργικό.

Σύμφωνα με τη μέθοδο χρήσης, τα βολτόμετρα κατασκευάζονται ως φορητές ή ενσωματωμένες συσκευές.

Εικ.1 - Ηλεκτρομηχανικό βολτόμετρο

Εικ. 2 - Ηλεκτρονικό βολτόμετρο

Η αρχή της λειτουργίας των βολτόμετρων

Ηλεκτρομηχανολογικές συσκευές

Τα βολτόμετρα αυτού του τύπου ενσωματώνουν ένα σύστημα μέτρησης, το οποίο περιλαμβάνει στο σχεδιασμό του ένα κινητό πλαίσιο με ένα βέλος-δείκτη προσαρτημένο σε αυτό και ένα πηνίο μέτρησης. Ο σχεδιασμός αυτού του πλαισίου μοιάζει με αυτό που χρησιμοποιείται σε ένα αμπερόμετρο. Η διαφορά μεταξύ του τρόπου λειτουργίας του αμπερόμετρου και του βολτόμετρου είναι ότι το αμπερόμετρο είναι συνδεδεμένο σε μια ειδική διακλάδωση και το κύκλωμα μέτρησης του βολτόμετρου συνδέεται απευθείας στο σημείο όπου μετράται η τάση.

Όταν η συσκευή είναι συνδεδεμένη σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, ένα ρεύμα διέρχεται από το πηνίο του συστήματος μέτρησης, δημιουργώντας ένα μαγνητικό πεδίο που αλληλεπιδρά με μαγνητικό πεδίομόνιμος μαγνήτης. Ανάλογα με το μέγεθος της τάσης, το βέλος θα αποκλίνει σε μεγαλύτερη ή μικρότερη γωνία, υποδεικνύοντας το μέγεθος της τάσης στην κλίμακα μέτρησης της συσκευής.

Ηλεκτρονικές συσκευές

Για να κατανοήσετε πώς λειτουργεί το ψηφιακό, είναι σημαντικό να εξετάσετε ποια λειτουργικά στοιχεία περιλαμβάνονται σε αυτό. Αυτά περιλαμβάνουν: Μετατροπέας AC σε DC, Κλιμακόμενος μετατροπέας, Μετατροπέας DC/AC σε τάση, Μετατροπέας ηλεκτρικής αντίστασης σε τάση.

Η λειτουργία τέτοιων συσκευών βασίζεται στην αρχή της μετατροπής αναλογικού σε ψηφιακό του τρέχοντος σήματος με ενσωμάτωση push-pull. Κατά τη λειτουργία του βολτόμετρου σύμφωνα με αυτό το σχήμα, η εναλλασσόμενη (σταθερή) τάση εισόδου μετατρέπεται σε σταθερή τάση, ακολουθούμενη από την ενίσχυση και την τροφοδοσία της στη μονάδα, η οποία παρέχει οπτικοποίηση των δεδομένων μέτρησης. Σε μια αναλογική συσκευή, ένα βέλος με μια κλίμακα χρησιμοποιείται ως σύστημα απεικόνισης και σε μια ψηφιακή συσκευή, ένα σύστημα για τη μετατροπή σημάτων σε ψηφιακούς κωδικούς, οι οποίοι εμφανίζονται στην οθόνη LCD ως τιμή τάσης.

Εικ. 3 - Η αρχή λειτουργίας του βολτόμετρου

Πώς να συνδέσετε ένα βολτόμετρο

Για να μετρήσετε την τιμή της τάσης, είναι σημαντικό να συνδέσετε σωστά το βολτόμετρο. Πρέπει να διασφαλιστεί ότι είναι συνδεδεμένο σε ένα τμήμα ενός ηλεκτρικού κυκλώματος ή σε μια πηγή τάσης παράλληλα. Σε αυτή την περίπτωση, η υψηλή αντίσταση του συστήματος βολτόμετρου δεν θα επηρεάσει τις μετρήσεις της συσκευής. Το ρεύμα που διαρρέει το βολτόμετρο πρέπει να είναι όσο το δυνατόν χαμηλότερο.

Εικ. 4 - Διάγραμμα σύνδεσης βολτόμετρου

Βασικά τεχνικά χαρακτηριστικά των βολτόμετρων

Για να επιλέξετε το σωστό βολτόμετρο για τη μέτρηση της τάσης, πρέπει να γνωρίζετε τα κύρια χαρακτηριστικά του. Τα κυριότερα είναι τα ακόλουθα.

Το μέγεθος της εσωτερικής πίεσης. Αυτός ο αριθμός πρέπει να είναι όσο το δυνατόν υψηλότερος. Όσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση του βολτόμετρου, τόσο λιγότερη επιρροή θα έχει στις ενδείξεις μέτρησης και τόσο μεγαλύτερη είναι η ακρίβεια μέτρησης.

εύρος μέτρησης. Ανάλογα με την τιμή της, η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο ορισμένων τιμών τάσης. Υπάρχουν εκδόσεις βολτόμετρων που έχουν σχεδιαστεί μόνο για να λειτουργούν με χαμηλές τάσεις - μίλια, ή μικροβολτόμετρα, ή για να λειτουργούν με υψηλές τάσεις - κιλό-, μεγαβολτόμετρα.

Ακρίβεια μετρήσεων. Αυτός ο δείκτης υποδεικνύει πιθανές αποκλίσεις της μετρούμενης τιμής από την πραγματική τιμή.

Βολτόμετρο- πρόκειται για μια συσκευή της οποίας ο σκοπός είναι να μετρήσει την ηλεκτροκινητική δύναμη (EMF) σε ένα συγκεκριμένο τμήμα του ηλεκτρικού κυκλώματος, ή πιο απλά - όργανο μέτρησης τάσης (διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού). Αυτή η συσκευή συνδέεται πάντα παράλληλα με την μπαταρία ή το φορτίο. Η μετρούμενη τιμή εμφανίζεται σε Volts.

Αν μιλάμε για ιδανικό βολτόμετρο, τότε πρέπει να έχει άπειρη εσωτερική αντίσταση για να μετριέται με ακρίβεια η τάση και να μην έχει παρενέργεια στο κύκλωμα. Γι' αυτό στις συσκευές προηγμένης τεχνολογίας προσπαθούν να κάνουν την εσωτερική αντίσταση όσο το δυνατόν περισσότερο, από την οποία εξαρτάται η ακρίβεια μέτρησης και οι παρεμβολές που δημιουργούνται στο ηλεκτρικό κύκλωμα.

Εικόνα - Τύποι μέτρησης τάσης

Αν μιλάμε για τη μέθοδο εγκατάστασης, τότε χωρίζονται σε τρεις κύριες ομάδες:

Ακίνητος;

Ασπίδα;

Φορητός;

Όπως υποδηλώνει το όνομα, στατικές συσκευές χρησιμοποιούνται όπου χρειάζεται συνεχής παρακολούθηση, συσκευές πίνακες διανομής χρησιμοποιούνται σε πίνακες διανομής και ταμπλό και φορητές συσκευές χρησιμοποιούνται σε συμπαγείς συσκευές που μπορούν να χρησιμοποιηθούν οπουδήποτε.

Εικόνα - Διάγραμμα σύνδεσης βολτόμετρου

Όλοι χωρίζονται ανάλογα με το σκοπόστο:

.Εναλλασσόμενο ρεύμα ;

.Συνεχές ρεύμα ;

εκλεκτικός;

Φάση ευαίσθητο;

Σφυγμός.

Βολτόμετρα AC, καθώς και σταθερά, χρησιμοποιούνται για μετρήσεις σε δίκτυα με τον αντίστοιχο τύπο ρεύματος, αλλά επιλεκτικά μπορούν να διαχωρίσουν την αρμονική συνιστώσα ενός μιγαδικού σήματος και να καθορίσουν τη μέση τετραγωνική τιμή της ρίζας.

παλμικό βολτόμετροΣυνήθως χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του πλάτους των σταθερών παλμικών σημάτων και μπορούν επίσης να προσδιορίσουν με ακρίβεια το πλάτος ενός μόνο παλμού.

Συσκευές ευαίσθητες στη φάσημπορεί να μετρήσει τις αλλαγές στις συνιστώσες των μιγαδικών τάσεων, καθιστώντας δυνατή την ακριβή μελέτη των χαρακτηριστικών πλάτους-φάσης των ενισχυτών και άλλων παρόμοιων κυκλωμάτων.

Σύμφωνα με την αρχή της δράσης, διακρίνουν ηλεκτρονικός(ψηφιακό ή αναλογικό), και ηλεκτρομηχανικά βολτόμετρα(ηλεκτρομαγνητική, θερμοηλεκτρική, καθώς και μαγνητοηλεκτρική, ηλεκτροδυναμική και ηλεκτροστατική).

Όλες οι ηλεκτρομηχανικές συσκευές, με εξαίρεση τις θερμοηλεκτρικές, είναι στην πραγματικότητα ένας συμβατικός μηχανισμός μέτρησης με συσκευή ένδειξης. Σε όλα αυτά χρησιμοποιούνται πρόσθετες αντιστάσεις για την επέκταση των ορίων μέτρησης. Οι συσκευές αυτής της κατηγορίας, παρά τη μάλλον υψηλή εσωτερική αντίσταση, έχουν σχετικά μεγάλο σφάλμα, γεγονός που καθιστά αδύνατη τη χρήση τους σε πειράματα και μελέτες όπου αυξημένη ακρίβειαδεδομένα.

θερμοηλεκτρικό βολτόμετροχρησιμοποιεί για μετρήσεις την ηλεκτροκινητική δύναμη ενός ή περισσοτέρων θερμοζευγών, τα οποία θερμαίνονται λόγω του ρεύματος του εισερχόμενου σήματος. Είναι πιο ακριβείς και συμπαγείς από τους ηλεκτρομηχανικούς μετρητές τάσης.

Τα ηλεκτρονικά, με τη σειρά τους, χωρίζονται σε ψηφιακά και αναλογικά.

Το Digital μετατρέπει μια σταθερή τιμή τάσης σε ψηφιακό σήμα, το οποίο εμφανίζεται στον πίνακα οργάνων. Αυτό γίνεται με τη χρήση μετατροπέα αναλογικού σε ψηφιακό.

Στα αναλογικά βολτόμετρα, εκτός από τον μαγνητοηλεκτρικό μετρητή και πρόσθετες αντιστάσεις εξάπαντοςυπάρχει ένας ενισχυτής μέτρησης που επιτρέπει αρκετές φορές την αύξηση της εσωτερικής αντίστασης της συσκευής και, κατά συνέπεια, τη βελτίωση της ακρίβειας των μετρήσεων.

Εξετάστε πολλούς διαφορετικούς κατασκευαστές

1. V3-57 - μικροβολτόμετρο

Μοντέλο συσκευής μέτρησης B3-57 - βολτόμετρο-μετατροπέας RMS. μαρτυρία. Σχεδιασμένο για μετρήσεις RMS. τιμές των τάσεων αυθαίρετης μορφής και ο γραμμικός μετασχηματισμός τους. σε σταθερή τάση. ρεύμα. Η κλίμακα της συσκευής επισημαίνεται σε RMS. τιμές τάσης και ντεσιμπέλ (από 0 dB έως 0,775 V). Χρησιμοποιείται για τον έλεγχο και τη ρύθμιση διαφόρων ραδιοφωνικών και τηλετεχνικών συσκευών και εγκαταστάσεων επικοινωνίας, τον υπολογισμό των χαρακτηριστικών συχνότητας των ευρυζωνικών συσκευών, την εξέταση σημάτων σταθερότητας θορύβου κ.λπ.

Κύρια τεχνικά στοιχεία:

Όρια μέτρησης τάσης 10 μV - 300 V με οριακές ζώνες: 0,03-0,1-0,3-1-3-10-30-100-300mV 1-3-10-30-100-300V

Όρια συχνότητας 5 Hz - 5 MHz

Επιτρεπόμενο σφάλμα, %: ±1 (30-300 mV), ±1,5 (1-10 mV), ±2,5 (0,1-0,3 mV και 1-300 V), ±4 (0, 03 mV)

Αντίσταση εισόδου 5 MΩ ±20%

Χωρητικότητα εισόδου: 27pF (0,03-300mV) και 12pF (1-300V)

Η τάση στην έξοδο του γραμμικού μετατροπέα. 1 V

Η αντίσταση στην έξοδο του γραμμικού μετατροπέα. 1 kΩ ±10%

Περιοριστικός συντελεστής. πλάτος σήματος 6*(Uk/Ux)

2. Βολτόμετρα εναλλασσόμενου ρεύματος AKIP-2401

Μέτρηση RMS τάσης AC

Εύρος συχνοτήτων: 5 Hz…5 MHz

Εύρος μέτρησης τάσης: 50 μV ... 300 V (6 όρια)

Δύο είσοδοι RF μέτρησης: CH1 / CH2

Μέγιστη Ανάλυση: 0,0001mV

Ένδειξη επιπέδου σήματος εισόδου σε dBc, dBm, Upeak

Αυτόματη ή μη αυτόματη επιλογή ορίων μέτρησης, με διατήρηση του αποτελέσματος (Hold)

Οθόνη VDF δύο γραμμών

Διασύνδεση RS-232

3. Β7-40/1- υψηλής ποιότητας ψηφιακή καθολική συσκευή σχεδιασμένη για τη μέτρηση των τάσεων, των ρευμάτων και της αντίστασης DC και AC συνεχές ρεύμα. Το B7-40/1 χρησιμοποιείται στην παραγωγή ραδιοεξοπλισμού και ηλεκτρικών ραδιοστοιχείων, σε επιστημονική και πειραματική έρευνα, σε συνθήκες εργαστηρίου και εργαστηρίου. Η ενσωματωμένη διεπαφή B7-40/1 IEEE 488 σας επιτρέπει να τη χρησιμοποιείτε με επιτυχία ως μέρος αυτοματοποιημένων συστημάτων πληροφοριών - μέτρησης.

Το βολτόμετρο V7-40/1 αντιστοιχεί σε σοβαρές συνθήκες λειτουργίας.

Ακρίβεια μέτρησης DC του βολτόμετρου V7-40/1 - 0,05%

Μέγιστη ανάλυση B7-40/1 - 1 μV; 10 μΑ; 1 mΩ

Εύρος 0,2; 20; 200; 1000 (2000) V
- Ανάλυση 1, 10, 100 µV; 1; 10 mV
- Βασικό σφάλμα μέτρησης ± (0,04% + 5 ml. r)
Αντίσταση εισόδου:
- στην περιοχή των 0,2 V όχι λιγότερο από 1 GΩ
- στην περιοχή των 2 V, τουλάχιστον 2 GΩ
- στις περιοχές των 200....1000 V, όχι λιγότερο από 10 MΩ

Βολτόμετρο, τι είναι; Πρώτα απ 'όλα, είναι μια συσκευή που χρησιμεύει ως συσκευή μέτρησηςτιμές τάσης έως 1000V σε δίκτυα συνεχούς και εναλλασσόμενου ρεύματος, βιομηχανική συχνότητα και χρησιμοποιείται σε συστήματα μέτρησης πληροφοριών. Ένα ιδανικό βολτόμετρο έχει εξαιρετικά υψηλή, άπειρη αντίσταση, λόγω της μεγάλης αντίστασης της συσκευής, επιτυγχάνεται η υψηλότερη ακρίβεια και μεγάλο εύρος χρήσης.

Η συσκευή έχει σχεδιαστεί για να παρέχει μαθηματική και λογική επεξεργασία των μετρήσεων.

Τύποι βολτόμετρων

Υπάρχουν δύο τύποι βολτόμετρων:

1. Φορητά ή φορητά βολτόμετρασχεδιασμένο να ελέγχει (δοκιμάζει) την τάση στο δίκτυο. Κατά κανόνα, μια τέτοια συσκευή περιλαμβάνεται στο σχεδιασμό του ελεγκτή, διακρίνονται οι ψηφιακές συσκευές ή οι συσκευές δείκτη, εκτός από τη μέτρηση της τάσης, εκτελούν τη λειτουργία μέτρησης ρευμάτων φορτίου, αντίστασης κυκλώματος, θερμοκρασίας κ.λπ.
   Εάν τα ψηφιακά όργανα διαφέρουν ως προς την ακρίβεια ανάγνωσης, τότε τύπους βολτόμετρων, που σχετίζονται με αναλογικές (δείκτες) συσκευές, είναι σε θέση να ανταποκρίνονται στις παραμικρές αποκλίσεις παραμέτρων που δεν καθορίζονται από μια ψηφιακή συσκευή.
2. Στατικές συσκευέςεγκατεστημένες σε ταμπλό σε ηλεκτρικούς πίνακες διανομής για τον έλεγχο της λειτουργίας του εξοπλισμού, αυτές οι συσκευές ανήκουν στον ηλεκτρομαγνητικό τύπο.

Ταξινόμηση βολτόμετρων

Οι συσκευές διαφέρουν ως προς την αρχή λειτουργίας, υπάρχουν ηλεκτρομηχανικές και ηλεκτρονικές.

Κατόπιν ραντεβού, συσκευές - παλμός, μέτρησης του δικτύου συνεχούς και εναλλασσόμενου ρεύματος.

Πώς να συνδέσετε ένα βολτόμετρο

Το βολτόμετρο συνδέεται στο κύκλωμα παράλληλα με το φορτίο και την πηγή τάσης, αυτό γίνεται έτσι ώστε η υψηλή αντίσταση που χρησιμοποιείται στη συσκευή να μην επηρεάζει τις μετρήσεις της συσκευής. Η ποσότητα του ρεύματος που διαρρέει τη συσκευή πρέπει να είναι ελάχιστη.

Προδιαγραφές του βολτόμετρου

Η κανονική λειτουργία του βολτόμετρου είναι δυνατή σε θερμοκρασία αέρα που δεν υπερβαίνει τους 25 - 30 ° C σχετική υγρασίααέρα έως και 80% σε ατμοσφαιρική πίεση 630 - 800 mmHg Τέχνη. Συχνότητα τροφοδοσίας 50 Hz και τάση 220 V (συχνότητα έως 400 Hz). Η μέτρηση επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από το σχήμα της καμπύλης τάσης AC του δικτύου τροφοδοσίας - ένα ημιτονοειδές με αρμονικό συντελεστή όχι μεγαλύτερο από 5%.

Οι δυνατότητες της συσκευής αξιολογούνται χρησιμοποιώντας τους ακόλουθους δείκτες:

1. αντίσταση συσκευής.
2. Εύρος τιμών μετρούμενης τάσης.
3. Κατηγορία ακρίβειας μέτρησης.
4. Περιοριστικά όρια συχνότητας της τάσης του μεταβλητού κυκλώματος.

Η αρχή της λειτουργίας της συσκευής

Η λειτουργία του βολτόμετρου βασίζεται στη μέθοδο της μετατροπής αναλογικού σε ψηφιακό με ενσωμάτωση push-pull. Εξετάστε τη λειτουργία της συσκευής στο παράδειγμα του B7-35. Οι μορφοτροπείς που είναι εγκατεστημένοι στο σχεδιασμό, μετρώντας τις τιμές της τάσης DC και AC, της ισχύος ρεύματος, της αντίστασης, μετατρέπονται σε κανονικοποιημένη τάση και, χρησιμοποιώντας το ADC, μετατρέπονται σε ψηφιακό κωδικό.

Λειτουργικό διάγραμμα ψηφιακό βολτόμετρολειτουργεί με τη χρήση 4 μετατροπέων είναι:

1. μετατροπέας κλιμάκωσης.
2. Μια συσκευή χαμηλής συχνότητας που μετατρέπει την τάση AC σε DC.
3. Μετατροπέας συνεχούς και εναλλασσόμενου ρεύματος σε τάση.
4. Αντοχή σε μετατροπέα τάσης.

Βολτόμετρο AC

Ευρυζωνικότητα ηλεκτρονικά βολτόμετραπου χρησιμοποιούνται σε δίκτυα AC έχουν τα δικά τους χαρακτηριστικά σχεδίουκαι τη μοναδική τους κατάταξη. Ο βαθμός πρόσκρουσης στο μετρούμενο κύκλωμα κατά τη διάρκεια της μελέτης εξαρτάται από τις σύνθετες παραμέτρους εισόδου, αυτές είναι: η ενεργή αντίσταση εισόδου (Rv), ενώ η αντίσταση πρέπει να είναι η υψηλότερη, η χωρητικότητα στην είσοδο (Cv), θα πρέπει να είναι όπως όσο το δυνατόν μικρότερο και η αυτεπαγωγή (Lpr), μαζί με την χωρητικότητα δημιουργεί ένα σειριακό ταλαντευόμενο κύκλωμα, που διακρίνεται από τη συχνότητα συντονισμού του.

Μέτρηση αντίστασης με βολτόμετρο

Ένα βολτόμετρο χαμηλής αντίστασης με αντίσταση όχι μεγαλύτερη από 15 ohms είναι κατάλληλο για τη μέτρηση της αντίστασης και εκτελείται χρησιμοποιώντας τον τύπο:

Rx \u003d R και * (U1 / U2 - 1)

Για τον τύπο, χρησιμοποιείται η αντίσταση του βολτόμετρου Rv, καθώς και 1 και 2 ενδείξεις του βολτόμετρου, η ακρίβεια μέτρησης δεν αντιστοιχεί πάντα στην πραγματικότητα, καθώς η μέτρηση πραγματοποιείται χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η εσωτερική αντίσταση της συσκευής . Ένα πιο ακριβές αποτέλεσμα επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας τον τύπο :

Rx \u003d (Rv + r) * (U1 / U2 - 1), εσωτερική αντίσταση - r.

Κατά τη μέτρηση, κάθε επόμενη αντίσταση πρέπει να είναι μεγάλη ως προς την αντίσταση του βολτόμετρου και θα εκτελείται με τη στερέωση κάθε μέτρησης.

Προκειμένου να καθοριστεί ποια τάση δείχνει το βολτόμετρο, καθοδηγούνται από την κλίμακα του βολτόμετρου, χρησιμοποιώντας την τιμή διαίρεσης της συσκευής. Καθορίζεται από το ανώτερο όριο της μετρούμενης τιμής, το οποίο διαιρείται με τον αριθμό των διαιρέσεων κλίμακας.