Voltmeter. Zariadenie, princíp činnosti, typy a vlastnosti. Veľká encyklopédia ropy a zemného plynu
Vítam všetkých čitateľov na našej stránke a dnes v rámci kurzu " Elektronika pre začiatočníkov» budeme študovať základné spôsoby meranie prúdu, napätia a ďalšie parametre elektrických obvodov. Prirodzene, hlavné meracie prístroje, ako napr voltmeter, ampérmeter atď.
A začneme meraním prúdu. Zariadenie používané na tento účel je tzv ampérmeter a je zapojený do série v obvode. Pozrime sa na malý príklad:
Ako vidíte, tu je napájanie pripojené priamo k odporu. Okrem toho je v obvode zapojený ampérmeter do série s rezistorom. Podľa Ohmovho zákona by sa sila prúdu v tomto obvode mala rovnať:
Dostali sme hodnotu rovnajúcu sa 0,12 A, čo je presne to isté ako praktický výsledok, ktorý ukazuje ampérmeter v obvode 🙂
Dôležitým parametrom tohto zariadenia je jeho vnútorný odpor. Prečo je to také dôležité? Presvedčte sa sami - pri absencii ampérmetra je prúd určený Ohmovým zákonom, pretože sme vypočítali trochu vyššie. Ale s ampérmetrom v obvode sa prúd zmení, pretože sa zmení odpor, a dostaneme nasledujúcu hodnotu:
Ak by bol ampérmeter úplne dokonalý a jeho odpor bol nulový, nemalo by to žiadny vplyv na prácu elektrický obvod, ktorého parametre je potrebné merať, ale v praxi nie je všetko úplne v poriadku a odpor zariadenia sa nerovná 0. Samozrejme, odpor ampérmetra je dosť malý (keďže výrobcovia sa ho snažia znižovať ako čo najviac), preto sa v mnohých príkladoch a úlohách zanedbáva, ale nezabúdajte, že stále existuje a je nenulový.
Keď sa hovorí o meranie prúdu nemožno nespomenúť metódu, ktorá umožňuje rozšíriť limity, v ktorých môže ampérmeter pracovať. Táto metóda spočíva v tom, že paralelne s ampérmetrom je zapojený bočník (rezistor) s určitým odporom:
V tomto vzorci je n koeficient bočníka - číslo, ktoré ukazuje, koľkokrát sa zvýšia limity, v rámci ktorých môže ampérmeter vykonávať svoje merania. Možno sa to všetko môže zdať nie úplne jasné a logické, takže teraz zvážime praktický príklad, ktorý nám umožní všetko pochopiť.
Nech je maximálna hodnota, ktorú môže ampérmeter merať, 1A. A obvod, v ktorom musíme určiť aktuálnu silu, má nasledujúci tvar:
Rozdiel oproti predchádzajúcemu obvodu je v tom, že napätie napájacieho zdroja v tomto obvode je 100-krát vyššie a prúd v obvode sa zväčší a bude rovný 12 A. Vzhľadom na obmedzenie maximálnej hodnoty nameraný prúd, nemôžeme priamo použiť náš ampérmeter. Takže pre takéto úlohy musíte použiť ďalší skrat:
V tomto probléme musíme zmerať prúd. Predpokladáme, že jeho hodnota prekročí maximálnu prípustnú hodnotu pre použitý ampérmeter, preto do obvodu pridáme ďalší prvok, ktorý bude fungovať ako bočník. Predpokladajme, že chceme zvýšiť meracie limity ampérmetra 25-krát, čo znamená, že prístroj bude ukazovať hodnotu, ktorá je 25-krát menšia ako hodnota meraného prúdu. Budeme musieť len vynásobiť hodnoty zariadenia nám známym číslom a dostaneme hodnotu, ktorú potrebujeme. Aby sme realizovali našu myšlienku, musíme dať bočník paralelne s ampérmetrom a jeho odpor sa musí rovnať hodnote, ktorú určíme podľa vzorca:
V tomto prípade je n = 25, ale všetky výpočty vykonáme v všeobecný pohľad aby sme ukázali, že hodnoty môžu byť úplne čokoľvek, princíp posunovania bude fungovať rovnako.
Takže odvtedy napätia na bočníku a na ampérmetri sú rovnaké, môžeme napísať prvú rovnicu:
Bočný prúd vyjadrujeme prúdom ampérmetra:
Nameraný prúd je:
Do tejto rovnice nahraďte predchádzajúci výraz pre bočný prúd:
Ale poznáme aj odpor bočníka (). V dôsledku toho dostaneme:
Takže sme dostali, čo sme chceli. Hodnota, ktorú v tomto obvode ukáže ampérmeter, bude n-krát menšia ako sila prúdu, ktorej hodnotu potrebujeme zmerať 🙂
OD aktuálne merania v obvode je všetko jasné, prejdime k ďalšej otázke, konkrétne k definícii napätia.
Zariadenie na meranie napätia je tzv voltmeter, a na rozdiel od ampérmetra je zapojený do obvodu paralelne s úsekom obvodu, na ktorom je potrebné určiť napätie. A opäť, na rozdiel od ideálneho ampérmetra, ktorý má nulový odpor, odpor ideálneho voltmetra by sa mal rovnať nekonečnu. Pozrime sa, o čo ide:
Ak by v obvode nebol voltmeter, prúd cez odpory by bol rovnaký a určený Ohmovým zákonom takto:
Prúd by teda bol 1 A, a teda napätie na rezistore 2 by bolo 20 V. S tým je všetko jasné, ale teraz chceme toto napätie zmerať voltmetrom a zapnúť ho paralelne. Ak by bol odpor voltmetra nekonečne veľký, prúd () by ním jednoducho nepretekal a zariadenie by nemalo žiadny vplyv na pôvodný obvod. Ale keďže má konečnú hodnotu a nerovná sa nekonečnu, voltmetrom bude pretekať prúd a v súvislosti s tým už napätie na rezistore nebude také, aké by bolo bez meracieho zariadenia. . Preto by bol ideálny taký voltmeter, cez ktorý by prúd neprechádzal.
Rovnako ako v prípade ampérmetra existuje špeciálna metóda, ktorá umožňuje zvýšiť limity merania napätia pre voltmeter. Na tento účel je potrebné do série so zariadením pripojiť ďalší odpor, ktorého hodnota je určená vzorcom:
To spôsobí čítania voltmeter bude n-krát menšia ako hodnota nameraného napätia. Podľa tradície sa pozrime na malý praktický príklad 😉
Tu sme do obvodu pridali dodatočný odpor. Stojíme pred úlohou zmerať napätie na rezistore:. Poďme určiť, čo bude na obrazovke voltmetra s týmto zahrnutím:
Do tohto vzorca nahraďte výraz na výpočet odporu prídavného odporu:
Touto cestou: . To znamená, že hodnoty voltmetra budú n-krát menšie ako napätie, ktoré sme namerali. Takže pomocou tejto metódy je možné zvýšiť limity merania voltmetra 🙂
Na záver článku pár slov o meranie odporu a výkonu.
Na vyriešenie oboch problémov je možné použiť súčasne ampérmeter a voltmeter. V predchádzajúcich článkoch (o a) sme sa podrobne zaoberali pojmami odpor a výkon a ich vzťah k napätiu a odporu, takže keď poznáme prúd a napätie elektrického obvodu, môžeme vypočítať parameter, ktorý potrebujeme. Okrem toho existujú špeciálne zariadenia, ktoré vám umožňujú merať odpor časti obvodu - ohmmeter - a výkon - wattmeter.
Vo všeobecnosti je to pre dnešok pravdepodobne koniec, zostaňte naladení a navštívte našu webovú stránku! Do skorého videnia!
Toto je zariadenie, bez ktorého sa pri práci s elektrinou nezaobídete. Používa sa, keď je potrebné merať EMF - elektromotorickú silu, ako aj napätie v elektrických obvodoch. Schéma pripojenia zariadenia k záťaži je paralelná.
Voltmetre, ako každý elektrický prístroj, sa musia pravidelne kontrolovať, či sú v súlade so špecifikáciami, musia sa opravovať a udržiavať.
Stanovenie technických charakteristík voltmetra, typy voltmetrov.
Na určenie technické údaje voltmeter berú sa do úvahy tieto ukazovatele:
- vnútorný odpor. No, ak je toto číslo veľmi vysoké. To znamená, že sa zníži vplyv zariadenia na pripojený elektrický obvod. A podľa toho bude meranie voltmetrom presnejšie.
- Rozsah meraných napätí je tiež najdôležitejšia charakteristika pri meraní.
Štandardný voltmeter dokáže merať napätie od milivoltov po tisíce voltov. Ale môžu sa použiť aj špeciálne voltmetre.
Existujú milivoltmetre a mikrovoltmetre, ktoré dokážu merať najmenšie hodnoty napätia, no zachovávajú si vysokú presnosť – až milióntiny voltu. A tam sú kilovoltmetre - zariadenia na meranie veľmi vysoké napätie, do 1000 voltov.
Na prácu s takýmito zariadeniami potrebujete špeciálne zručnosti a skúsenosti, prístup k prevádzke elektrických inštalácií s napätím vyšším ako 1000 voltov. Je to potrebné, aby sa predišlo poškodeniu zariadení pri práci s mili- a mikrovoltmetrami alebo zraneniam pri práci s kilovoltmetrami.
Presnosť merania (chyba). Pomocou tohto parametra môžete nastaviť možné rozdiely medzi údajmi zariadenia a skutočným sieťovým napätím.
Voltmetre a ich klasifikácia.
Klasifikácia voltmetrov závisí od ich konštrukcie, rozsahu a ďalších parametrov. Voltmetre sú rozdelené podľa nasledujúcich zásad:
1. Podľa princípu činnosti - voltmetre sú rozdelené na elektromechanické (magnetoelektrické a elektromagnetické a elektronické, napríklad digitálne, analógové.
2. Na zamýšľaný účel - napríklad impulz, berúc do úvahy konštantné, striedavý prúd a ďalšie.
3. Podľa spôsobu aplikácie - spočiatku vstavaný (štít) a prenosný.
Väčšia citlivosť a tým aj presnosť magnetoelektrické voltmetre. Tieto zariadenia sa častejšie používajú v laboratóriách. Najbežnejšie voltmetre sú elektromagnetické.
Sú lacné a ich prevádzka nespôsobí ťažkosti. Aj keď majú aj nevýhody - pomerne vysoká spotreba energie, asi 5-7 W, ako aj vysoká indukčnosť vinutia. Preto frekvencia striedavé napätie vedie k významnému vplyvu na hodnoty voltmetra. Zariadenia tohto typu sú vybavené v rozvádzačoch elektrární a priemyselné priestory, predmety.
Elektronické voltmetre rozdelené na analógové a digitálne. V analógových zariadeniach je stupnica a šípka, ktorá ukazuje hodnotu napätia, ktorá sa pohybuje od nuly. Takéto zariadenia fungujú nasledovne: vstupné striedavé napätie sa premení na jednosmerné, zvýši sa a odošle do detektora. Potom výstupný signál vedie k vychýleniu šípky. Čím viac sa šípka odchyľuje, tým silnejšie je vstupné napätie.
Pri meraní napätia analógové voltmetre je dôležité dodržať polaritu pripojenia zariadenia. Pri zápornom napätí sa šípka posunie doľava od nuly, pri kladnom napätí doprava. Ak stupnica vášho voltmetra nemá schopnosť vychýliť šípku v dvoch smeroch, potom sa musíte dotknúť bodu červenou sondou, ktorého ste sa predtým dotkli bielou sondou, aby ste zmerali záporné napätie. Alebo naopak (farby sond môžu byť odlišné).
AT digitálne voltmetre indikácie hodnoty napätia sa zobrazujú na elektronickom displeji.
Vďaka schéme univerzálnych voltmetrov je možné určiť jednosmerné aj striedavé napätie v závislosti od inštalovaných prepínačov prevádzkového režimu a ich polohy.
Merania digitálne voltmetre bude presnejší ako analóg. Meranie sa vykonáva konverziou analógového vstupného napätia na digitálny kód, ktorý sa odošle do digitálneho čítacieho zariadenia, a následnou transformáciou prijatého binárneho kódu na desatinnú číslicu, ktorá sa zobrazí na výsledkovej tabuli.
Správnosť merania napätia je daná diskrétnosťou analógovo-digitálneho prevodníka, ktorý je súčasťou zariadenia.
Stanovenie typu voltmetra podľa názvu.
Na zistenie typu voltmetra nie je potrebná jeho technická dokumentácia. Takže prvé písmeno názvu voltmetra obsahuje informácie o type zariadenia a princípe jeho činnosti. Prvé písmeno "D" v názve znamená elektrodynamický voltmeter; "M" - magnetoelektrické; "C" - elektrostatické, "T" - termoelektrické; "Ф, Ш" - elektronické; "E" - elektromagnetické; "C" - voltmeter typu usmerňovača.
Názov rádiových meracích voltmetrov začína písmenom "B". Za ním nasleduje číslo, ktoré označuje typ zariadenia, a cez pomlčku - dve čísla, pomocou ktorých môžete nastaviť model voltmetra: B2, B3, B4 - zariadenia na jednosmerný, striedavý alebo impulzný prúd. B5 - fázovo citlivé voltmetre, B6 - selektívne; B7 - univerzálny.
Bezpečnostné opatrenia pri používaní voltmetrov.
Bezpečnostné požiadavky sú rovnaké pre všetky elektrické spotrebiče. Pri meraní napätia je dôležité správne nastaviť typ meraného napätia na prístroji. Ak je jednosmerné napätie nesprávne nastavené, pri pripojení k obvodu so striedavým napätím sa toto zariadenie môže rozbiť. Aby ste sa nemýlili, potrebujete vedieť nasledovné.
Jednosmerné napätie ide vždy s +27 V alebo -5 V. Taktiež striedavé napätie môže byť označené znakom ~220 V. Pred samotným meraním je potrebné určiť rozsah merania, to je veľmi dôležité. Napríklad, ak potrebujete vyšetriť prítomnosť napätia +27 V, potom musíte nastaviť: konštantné napätie, limity merania sú väčšie ako namerané napätie.
Ak je indikátor napätia v obvode neznámy, nastavte maximálny možný limit merania. Potom pomaly znižujte, kým sa neobjavia hodnoty. Ak urobíte opak, potom zariadenie zlyhá v dôsledku prepätia.
Vzťahujú sa na meracie prístroje, pomocou ktorých môžete ovládať veľkosť napätia na určitom segmente elektrického obvodu. V súlade s tým má napätie merané týmito zariadeniami jednotku merania Volt (V). V závislosti od veľkosti napätia možno použiť mi-, mikro-, kilo- alebo megavoltmetre.
Druhy voltmetrov
Vezmime si príklad. Aby sme pochopili, ako toto zariadenie funguje, budeme ich klasifikovať.
Podľa princípu činnosti voltmetrov sa delia na elektromechanické (obr. 1) a elektronické (obr. 2) zariadenia. Prvý z nich môže mať magnetoelektrický alebo elektromagnetický merací systém. Druhý typ voltmetrov predstavujú analógové a digitálne zariadenia.
Podľa účelu možno zariadenia rozdeliť na nasledujúce voltmetre:
- pre striedavý prúd;
- pre jednosmerný prúd;
- impulz;
- multifunkčné.
Podľa spôsobu použitia sa voltmetre vyrábajú ako prenosné alebo vstavané zariadenia.
Obr.1 - Elektromechanický voltmeter
Obr. 2 - Elektronický voltmeter
Princíp činnosti voltmetrov
Elektromechanické zariadenia
Voltmetre tohto typu obsahujú merací systém, ktorý vo svojej konštrukcii obsahuje pohyblivý rám s ukazateľom šípky a meraciu cievku. Dizajn tohto rámu sa podobá tomu, ktorý sa používa v ampérmetri. Rozdiel medzi fungovaním ampérmetra a voltmetra je v tom, že ampérmeter je pripojený na špeciálny bočník a merací obvod voltmetra je pripojený priamo k miestu, kde sa meria napätie.
Keď je zariadenie pripojené k elektrickému obvodu, cievkou meracieho systému prechádza prúd, ktorý vytvára magnetické pole, ktoré interaguje s magnetické pole permanentný magnet. V závislosti od veľkosti napätia sa šípka vychýli do väčšieho alebo menšieho uhla, čo indikuje veľkosť napätia na meracej stupnici prístroja.
Elektronické zariadenia
Aby sme pochopili, ako digitál funguje, je dôležité zvážiť, aké funkčné prvky obsahuje. Patria sem: konvertor AC na jednosmerný prúd, škálovateľný prevodník, prevodník DC/AC na napätie, prevodník elektrického odporu na napätie.
Prevádzka takýchto zariadení je založená na princípe analógovo-digitálnej konverzie aktuálneho signálu s integráciou push-pull. Počas prevádzky voltmetra podľa tejto schémy sa vstupné striedavé (konštantné) napätie premieňa na konštantné napätie, nasleduje jeho zosilnenie a napájanie modulu, ktorý zabezpečuje vizualizáciu nameraných údajov. V analógovom zariadení sa ako vizualizačný systém používa šípka so stupnicou a v digitálnom zariadení systém na konverziu signálov na digitálne kódy, ktoré sa zobrazujú na LCD ako hodnota napätia.
Obr. 3 - Princíp činnosti voltmetra
Ako pripojiť voltmeter
Na meranie hodnoty napätia je dôležité správne pripojiť voltmeter. Musí sa zabezpečiť, aby bol paralelne pripojený k segmentu elektrického obvodu alebo zdroju napätia. V tomto prípade vysoký odpor systému voltmetra neovplyvní hodnoty zariadenia. Prúd pretekajúci voltmetrom by mal byť čo najnižší.
Obr. 4 - Schéma zapojenia voltmetra
Kľúčové technické vlastnosti voltmetrov
Ak chcete vybrať správny voltmetr na meranie napätia, potrebujete poznať jeho hlavné charakteristiky. Hlavné sú nasledujúce.
Veľkosť vnútorného napätia. Toto číslo by malo byť čo najvyššie. Čím väčší je odpor voltmetra, tým menší vplyv bude mať na namerané hodnoty a tým väčšia bude presnosť merania.
rozsah merania. V závislosti od jeho hodnoty môže byť zariadenie použité na ovládanie určitých hodnôt napätia. Existujú verzie voltmetrov, ktoré sú určené len na prácu s nízkym napätím – míle, alebo mikrovoltmetre, alebo na prácu s vysokým napätím – kilo-, megavoltmetre.
Presnosť meraní. Tento indikátor indikuje možné odchýlky nameranej hodnoty od skutočnej hodnoty.
Voltmeter- ide o zariadenie, ktorého účelom je meranie elektromotorickej sily (EMF) v určitom úseku elektrického obvodu, alebo jednoduchšie - prístroj na meranie napätia (rozdiel elektrického potenciálu). Toto zariadenie je vždy pripojené paralelne k batérii alebo záťaži. Nameraná hodnota sa zobrazuje vo voltoch.
Ak hovoríme o ideálny voltmeter, potom musí mať nekonečný vnútorný odpor, aby presne zmeral napätie a nemal vedľajší účinok na obvod. Preto sa v špičkových zariadeniach snažia o čo najväčší vnútorný odpor, od ktorého závisí presnosť merania a rušenie vznikajúce v elektrickom obvode.
Obrázok - Vzorce na meranie napätia
Ak hovoríme o spôsobe inštalácie, potom sú rozdelené do troch hlavných skupín:
Stacionárne;
Štít;
Prenosné;
Ako už názov napovedá, stacionárne zariadenia sa používajú tam, kde je potrebné neustále monitorovanie, rozvádzačové zariadenia sa používajú v rozvádzačoch a na prístrojových doskách a prenosné zariadenia sa používajú v kompaktných zariadeniach, ktoré možno použiť kdekoľvek.
Obrázok - Schéma zapojenia voltmetra
Každý je rozdelený podľa účelu na:
.Striedavý prúd ;
.Priamy prúd ;
selektívne;
Citlivé na fázu;
Pulz.
AC voltmetre, ako aj konštantné sa používajú na merania v sieťach s príslušným typom prúdu, ale selektívne môžu oddeliť harmonickú zložku komplexného signálu a určiť strednú hodnotu napätia.
pulzný voltmeter zvyčajne sa používajú na meranie amplitúdy konštantných impulzných signálov a sú tiež schopné presne určiť amplitúdu jedného impulzu.
Zariadenia citlivé na fázu môže merať zmeny v zložkách komplexných napätí, čo umožňuje presne študovať amplitúdovo-fázové charakteristiky zosilňovačov a iných podobných obvodov.
Podľa princípu konania rozlišujú elektronické(digitálne alebo analógové) a elektromechanické voltmetre(elektromagnetické, termoelektrické, ako aj magnetoelektrické, elektrodynamické a elektrostatické).
Všetky elektromechanické zariadenia, s výnimkou termoelektrických, sú v skutočnosti klasickým meracím mechanizmom s indikačným zariadením. Vo všetkých sa na rozšírenie meracích limitov používajú dodatočné odpory. Zariadenia tejto kategórie majú napriek pomerne vysokému vnútornému odporu pomerne veľkú chybu, ktorá znemožňuje ich použitie v experimentoch a štúdiách, kde zvýšená presnosťúdajov.
termoelektrický voltmeter využíva na merania elektromotorickú silu jedného alebo viacerých termočlánkov, ktoré sa zohrievajú vplyvom prúdu prichádzajúceho signálu. Sú presnejšie a kompaktnejšie ako elektromechanické merače napätia.
Elektronické sa zase delia na digitálne a analógové.
Digital prevádza konštantnú hodnotu napätia na digitálny signál, ktorý sa zobrazuje na prístrojovej doske. To sa vykonáva pomocou analógovo-digitálneho prevodníka.
V analógových voltmetroch sa okrem magnetoelektrického merača a prídavných odporov v celkom určite existuje merací zosilňovač, ktorý umožňuje niekoľkokrát zvýšiť vnútorný odpor zariadenia, a teda zlepšiť presnosť odčítania.
Zvážte niekoľko rôznych výrobcov
1. V3-57 - mikrovoltmeter
Model meracieho prístroja B3-57 - voltmeter-prevodník RMS. svedectvo. Navrhnuté pre merania RMS. hodnoty napätí ľubovoľného tvaru a ich lineárna transformácia. v konštantnom napätí. prúd. Mierka zariadenia je označená v RMS. hodnoty napätia a decibelov (od 0 dB do 0,775 V). Používa sa pri riadení a nastavovaní rôznych rádiových a teletechnických zariadení a komunikačných zariadení, výpočte frekvenčných charakteristík širokopásmových zariadení, skúmaní signálov stabilných v šume atď.
Hlavné technické údaje:
Limity merania napätia 10 μV - 300 V s hraničnými zónami: 0,03-0,1-0,3-1-3-10-30-100-300mV 1-3-10-30-100-300V
Frekvenčné limity 5 Hz - 5 MHz
Prípustná chyba, %: ±1 (30-300 mV), ±1,5 (1-10 mV), ±2,5 (0,1-0,3 mV a 1-300 V), ±4 (0, 03 mV)
Vstupný odpor 5 MΩ ±20%
Vstupná kapacita: 27pF (0,03-300mV) a 12pF (1-300V)
Napätie na výstupe lineárneho meniča. 1 V
Odpor na výstupe lineárneho meniča. 1 kΩ ± 10 %
Limitný koeficient. amplitúda signálu 6* (Uk/Ux)
2. Voltmetre striedavého napätia AKIP-2401
RMS meranie striedavého napätia
Frekvenčný rozsah: 5 Hz…5 MHz
Rozsah merania napätia: 50 μV ... 300 V (6 limitov)
Dva meracie RF vstupy: CH1 / CH2
Maximálne rozlíšenie: 0,0001 mV
Zobrazenie úrovne vstupného signálu v dBc, dBm, Upeak
Automatický alebo manuálny výber limitov merania, podržanie výsledku (Hold)
Dvojriadkový VDF displej
Rozhranie RS-232
3. B7-40/1- kvalitný digitálny univerzálny prístroj určený na meranie jednosmerného a striedavého napätia, prúdov a odporu priamy prúd. B7-40/1 sa používa pri výrobe rádiových zariadení a elektrických rádiových prvkov, vo vedeckom a experimentálnom výskume, v laboratórnych a dielenských podmienkach. Zabudované rozhranie B7-40/1 IEEE 488 umožňuje jeho úspešné využitie ako súčasť automatizovaných informačno - meracích systémov.
Voltmeter V7-40/1 zodpovedá náročným prevádzkovým podmienkam.
Presnosť DC merania voltmetra V7-40/1 - 0,05%
Maximálne rozlíšenie B7-40/1 - 1 μV; 10 uA; 1 mΩ
Rozsahy 0,2; dvadsať; 200; 1000 (2000) V
- Rozlíšenie 1, 10, 100 uV; jeden; 10 mV
- Základná chyba merania ± (0,04 % + 5 ml. r)
Vstupná impedancia:
- v rozsahu 0,2 V nie menej ako 1 GΩ
- v rozsahu 2 V najmenej 2 GΩ
- na rozsahoch 200....1000 V, nie menej ako 10 MΩ
Voltmeter, čo to je? V prvom rade je to zariadenie, ktoré slúži ako meracie zariadenie hodnoty napätia do 1000V v sieťach jednosmerného a striedavého prúdu, priemyselná frekvencia a používa sa v informačno-meracích systémoch. Ideálny voltmeter má extrémne vysoký, nekonečný odpor, vďaka veľkému odporu prístroja sa dosahuje najvyššia presnosť a široký rozsah použitia.
Zariadenie je navrhnuté tak, aby poskytovalo matematické a logické spracovanie meraní.
Druhy voltmetrov
Existujú dva typy voltmetrov:
- Prenosné alebo prenosné voltmetre určený na kontrolu (testovanie) napätia v sieti. Spravidla je takéto zariadenie zahrnuté v konštrukcii testera, rozlišujú sa digitálne alebo ukazovacie zariadenia, okrem merania napätia vykonávajú funkciu merania zaťažovacích prúdov, odporu obvodu, teploty atď.
Ak sa digitálne prístroje líšia presnosťou čítania, potom typy voltmetrov, súvisiace s analógovými (ukazovacími) zariadeniami, sú schopné reagovať na najmenšie odchýlky parametrov, ktoré nie sú určené digitálnym zariadením. - Stacionárne zariadenia inštalované na prístrojových doskách v elektrických rozvádzačoch na ovládanie prevádzky zariadení patria tieto zariadenia do elektromagnetického typu.
Klasifikácia voltmetrov
Zariadenia sa líšia v princípe činnosti, existujú elektromechanické a elektronické.
Po dohode, prístroje - pulzné, meranie siete jednosmerného a striedavého prúdu.
Ako pripojiť voltmeter
Voltmeter je zapojený do obvodu paralelne so záťažou a zdrojom napätia, to sa deje tak, že vysoký odpor použitý v zariadení neovplyvňuje hodnoty zariadenia. Množstvo prúdu pretekajúceho zariadením musí byť minimálne.
Špecifikácie voltmetra
Normálna prevádzka voltmetra je možná pri teplote vzduchu nepresahujúcej 25 - 30 ° C relatívna vlhkosť vzduchu až 80% pri atmosferický tlak 630 - 800 mmHg čl. Frekvencia napájania 50 Hz a napätie 220V (frekvencia do 400 Hz). Meranie je značne ovplyvnené tvarom krivky striedavého napätia napájacej siete - sínusoida s harmonickým koeficientom najviac 5%.
Schopnosti zariadenia sa hodnotia pomocou nasledujúcich ukazovateľov:
- odpor zariadenia.
- Rozsah meraných hodnôt napätia.
- Trieda presnosti merania.
- Limitné frekvenčné limity napätia variabilného obvodu.
Princíp činnosti zariadenia
Činnosť voltmetra je založená na metóde analógovo-digitálnej konverzie s integráciou push-pull. Zvážte fungovanie zariadenia na príklade B7-35. Prevodníky inštalované v konštrukcii, merajúce hodnoty jednosmerného a striedavého napätia, prúdovú silu, odpor, sú prevedené na normalizované napätie a pomocou ADC sú prevedené na digitálny kód.
Funkčná schéma digitálny voltmeter funguje s použitím 4 prevodníkov je to:
- prevodník mierky.
- Nízkofrekvenčné zariadenie, ktoré premieňa striedavé napätie na jednosmerné.
- Menič jednosmerného a striedavého prúdu na napätie.
- Odolnosť voči meniču napätia.
AC voltmeter
Širokopásmové pripojenie elektronické voltmetre používané v sieťach AC majú svoje vlastné dizajnové prvky a ich jedinečné hodnotenie. Miera vplyvu na meraný obvod počas štúdie závisí od komplexných vstupných parametrov, sú to: vstupný aktívny odpor (Rv), pričom odpor by mal byť najvyšší, kapacita na vstupe (Cv), mala by byť napr. čo najmenšia a indukčnosť (Lpr), spolu s kapacitou vytvára sériový oscilačný obvod, ktorý sa vyznačuje svojou rezonančnou frekvenciou.
Meranie odporu voltmetrom
Na meranie odporu je vhodný nízkoodporový voltmeter s odporom nie väčším ako 15 ohmov a vykonáva sa podľa vzorca:
Rx \u003d R a * (U1 / U2 - 1)
Pre vzorec sa používa odpor voltmetra Rv, ako aj 1 a 2 hodnoty voltmetra, presnosť merania nie vždy zodpovedá skutočnosti, pretože meranie sa vykonáva bez zohľadnenia vnútorného odporu zariadenia. . Presnejší výsledok sa dosiahne použitím vzorca :
Rx \u003d (Rv + r) * (U1 / U2 - 1), vnútorný odpor - r.
Pri meraní musí byť každý nasledujúci odpor veľký z hľadiska odporu voltmetra a bude sa vykonávať s fixáciou každého merania.
Aby bolo možné určiť, aké napätie ukazuje voltmeter, riadia sa stupnicou voltmetra pomocou deliacej hodnoty zariadenia. Je určená hornou hranicou nameranej hodnoty, ktorá sa delí počtom dielikov stupnice.
