Voltmetër - matja e tensionit. Qëllimi, parimi i funksionimit, llojet. Voltmetër - qëllimi, si të punoni me të, ku të aplikoni
Shkencëtari i parë që projektoi dhe krijoi një bateri elektrike mjaft të fuqishme DC ishte fizikani i famshëm italian Alexandro Volta. Kjo bateri quhej "kolona voltaike" dhe përbëhej nga disa mijëra rrathë zinku dhe bakri, të cilët ndaheshin nga jastëkë leckë të njomur me acid klorhidrik. Ai përdorte bateri me pak a shumë qeliza. Bateritë e vogla jepnin një shkëndijë të dobët, bateritë e mëdha të forta dhe të ndritshme.
Një pajisje e quajtur voltmetër përdoret për të matur tensionin ose ndryshimin potencial. Fotografia tregon një voltmetër tregues paneli, i cili mund të montohet në një panel kontrolli të çdo pajisjeje. Përdoret vetëm për të matur një vlerë specifike të tensionit në një nga nyjet e kësaj pajisjeje. Voltmetri i treguar në foto përdoret për të matur tensionin DC deri në 15 volt. Hidhini një sy shkallës së tij. Është i kufizuar në 15 volt.
Në diagramet e qarkut, imazhi konvencional i një voltmetri mund të duket kështu.
Nga figura mund të shihet se imazhi i kushtëzuar i një voltmetri në diagram mund të jetë i ndryshëm. Nëse rrethi përmban shkronjën " V", kjo do të thotë që ky voltmetër është krijuar për të matur vlerat e tensionit që përbëjnë njësitë - qindra volt. Imazhet e shënuara " mV"dhe" μV» tregohen në rastet kur voltmetri është projektuar për të matur fraksionet e një volt - një milivolt (1mV = 0,001V) dhe një mikrovolt (1μV = 0,000001 V). Ndonjëherë, pranë imazhit të voltmetrit, tregohet edhe vlera maksimale e tensionit që mund të matë voltmetri. Për shembull, si kjo - 100 mV. Zakonisht kjo vlerë tregohet për voltmetrat tregues të integruar. Mos e tejkaloni këtë tension, pasi mund të dëmtoni pajisjen.
Përveç kësaj, pranë terminaleve të voltmetrit, shenjat e polaritetit të lidhjes së tij me qarkun " + "dhe" - ". Kjo vlen për ata voltmetra që përdoren për të matur tensionin e drejtpërdrejtë.
Duhet të theksohet se voltmetrat mbrojtës janë një rast i veçantë i përdorimit të këtyre pajisjeve. Në laboratorë, në fabrika radio, në zyrat e projektimit dhe praktika radio amatore, voltmetrat përdoren më shpesh si pjesë e multimetrave, të cilët dikur quheshin avometra, domethënë amper-volt-ohmmetër.
Aktualisht, me zhvillimin e elektronikës dixhitale, pajisjet treguese po bëhen një gjë e së kaluarës dhe ato po zëvendësohen nga multimetra dixhitalë me një shkallë dixhitale të përshtatshme, ndërrim automatik të kufirit të matjes, gabim të vogël dhe klasë të lartë saktësie.
Në praktikën radio amatore, pajisjet dixhitale kompakte dhe të përshtatshme kanë zëvendësuar "tseshkas" dhe "avoskas". Puna me ta nuk është e vështirë, por duhet të zbatohen disa masa sigurie.
Si të matni tensionin me një multimetër?
Duhet mbajtur mend fort se voltmetri, ndryshe nga ampermetri, është i lidhur paralelisht me ngarkesën.
Për shembull, duhet të matni tensionin në një rezistencë që është pjesë e një qarku elektronik. Në këtë rast, ne e kalojmë multimetrin në modalitetin e matjes së tensionit (DC ose AC - në varësi të asaj rryme që rrjedh në qark), vendosim kufirin më të lartë të matjes. Ndërsa fitoni përvojë, do të mësoni të vendosni kufirin e matjes në mënyrë më të vetëdijshme, ndonjëherë duke neglizhuar këtë rregull. Tjetra, lidhni sondat e multimetrit paralelisht me rezistencën. Ja se si mund të paraqitet në formën e një diagrami.
Kështu kalojmë pa probleme në përkufizimin e të ashtuquajturit shunt. Siç mund ta shihni nga diagrami, një voltmetër që mat tensionin në të gjithë rezistencën R1 krijon një rrugë paralele të rrymës që rrjedh përmes qark elektrik. Në këtë rast, një pjesë e rrymës (Ishunt) degëzohet dhe rrjedh përmes pajisjes matëse - voltmetri PV1. Pastaj kthehet përsëri në zinxhir.
Në këtë rast, voltmetri PV1 largon rezistencën R1 - duke krijuar një anashkalim për rrymën. Për një qark elektrik, një voltmetër është shunt– bypass për rrymën. Sipas ligjit të Ohm-it, voltazhi në një qark varet nga rryma që kalon nëpër këtë qark. Por në fund të fundit, ne kemi degëzuar një pjesë të rrymës në qark dhe e kemi kryer këtë pjesë përmes një voltmetri. Meqenëse rezistenca e rezistencës është e pandryshuar, dhe rryma përmes rezistorit është ulur (I R1), atëherë tensioni në të ka ndryshuar. Rezulton se me një voltmetër matim tensionin në të gjithë rezistencën, e cila u formua pasi lidhëm një pajisje matëse në qark. Për shkak të kësaj, ajo formohet gabim në matje.
Si të zvogëlohet ndikimi i pajisjes matëse në qarkun elektrik gjatë matjeve? Është e nevojshme të rritet e ashtuquajtura " impedanca e hyrjes » Pajisje matëse - voltmetër. Sa më i lartë të jetë, aq më e vogël pjesa e rrymës shuhet nga pajisja matëse dhe aq më të sakta marrim të dhëna gjatë matjeve.
Multimetrat dixhitalë modernë kanë një rezistencë mjaft të madhe hyrëse dhe praktikisht nuk ndikojnë në funksionimin e qarkut gjatë matjeve. Në të njëjtën kohë, saktësia e matjes është, natyrisht, mjaft e lartë.
Prandaj, në kushte laboratorike, përdoreshin voltmetra të posaçëm tubash, të cilët kishin një rezistencë të madhe hyrëse dhe disa prej tyre kishin një klasë saktësie fraksioni për qind.
Le të kalojmë në praktikë ...
Para së gjithash, mos harroni se ekziston një ndryshore (shkurtesa në anglisht - VAC ) dhe tension konstant ( VDC ). Vetë pajisjet profesionale përcaktojnë se me çfarë tensioni po punoni, dhe ato vetë kalojnë në modalitetin e dëshiruar dhe në nënrangun e kërkuar të matjes. Kur punoni me pajisje të vogla, të gjitha ndërrimi duhet të bëhet me dorë.
Fotografia tregon një pjesë të panelit të kontrollit të testuesit popullor dhe të lirë DT-830B.
Shihet qartë se kufijtë për matjen e tensionit alternativ kufizohen nga vlerat: 750 volt ( 750 V~) dhe 200 volt ( 200 V~). Është e qartë se për pushtetin rrjetet industriale Me këtë pajisje nuk duhet as të afroheni. Shkalla e tensionit konstant dhe impuls është disi më e madhe: nga 200 milivolt (200 mV) në një mijë volt (1000).
Siç u përmend tashmë, për të matur tensionin në një seksion të qarkut, duhet të zgjidhni kufirin më të madh të matjes me çelësin për kufijtë e matjes dhe të lidhni sondat e multimetrit paralelisht me seksionin e qarkut në të cilin bëhet matja. i bërë.
Nëse kufiri i matjes është i përshtatshëm, atëherë ekrani do të shfaqë leximet. Nëse kjo nuk ndodh, atëherë shkëputni voltmetrin nga qarku, zvogëloni kufirin e matjes me një hap. Ne e përsërisim matjen. Dhe kështu me radhë derisa të merrni prova.
Kini parasysh se telat e plumbit të testimit konsumohen me kalimin e kohës. Kjo prish kontaktin elektrik. Përpara se të kryeni ndonjë matje, kontrolloni integritetin e sondave!
Gjithashtu shpesh është e nevojshme të matet tensioni në daljen e furnizimit me energji elektrike ose (bateri ose akumulator).
Zgjidhni seksionin në panelin e instrumenteve që është përgjegjës për matjen e tensionit DC. Ne vendosim kufirin pak më shumë se tensioni që duam të matim. Më pas, lidhim sondat e pajisjes në përputhje me polaritetin dhe ndryshojmë kufirin e matjes poshtë derisa të dhënat të shfaqen në ekran.
Fotografia tregon matjen e tensionit të një baterie të përbërë prej tre baterish 1.5V duke përdorur një multimetër Victor VC9805A +. Kufiri 20 V është zgjedhur për matje.
Në mënyrë të ngjashme, matet tensioni në një bateri të mbyllur me acid plumbi.
Duhet kuptuar që në këtë mënyrë matim të ashtuquajturin EMF. EMF ose forca elektromotore është voltazhi në terminalet e baterisë pa lidhur ngarkesë. Nëse lidhni ndonjë pajisje me baterinë, voltazhi do të jetë pak më i vogël.
Asnjëherë mos prekni sondat e zhveshura me duar! Një tension i vogël nga një bateri 1.5 volt, natyrisht, nuk do t'ju vrasë, por kur matni tensione më shumë se 24 volt, mund të ketë pasoja të rënda nga goditja elektrike.
Për t'i mbajtur duart të lira, përdorni kapëse krokodili, por duhet t'i lidhni kur pajisja është e shkëputur nga priza. Shpesh lind nevoja për të matur tensionin në tabelën e punës, në pika të ndryshme të saj.
Nëse jeni duke punuar me një pajisje me tension të ulët, kini frikë të lidhni vetëm përçuesit individualë me sondat. Për të matur tensionin në pajisje, si rregull, përdoret teknika e mëposhtme.
Lidhni sondën "tokëzuese" të pajisjes dhe "tokën" e tabelës sa më mirë që të jetë e mundur. Është gjithmonë më i përshtatshëm të punosh me një sondë. Për ata që nuk janë në dijeni, sonda "tokë" ose "e zakonshme" e pajisjes është sonda që është e lidhur me lidhësin. COM . Zakonisht ka ngjyrë të zezë. Reduktimi COM rrjedh nga fjala angleze i zakonshëm- "i përgjithshëm".
Vendosni një copë tub PVC në sondën e punës të pajisjes, duke lënë vetëm një majë të vogël të mprehtë. Kjo nuk është e nevojshme, por e dëshirueshme. Nëse sonda prek aksidentalisht përçuesit ngjitur, tubi PVC izolon kontaktet dhe mbron nga qarqet e shkurtra.
Sipas diagramit skematik, në pikat e kontrollit, merrni matjet që ju nevojiten në lidhje me "tokën" - trupin ose në një tel tjetër të përbashkët. Impedanca e lartë e hyrjes së testuesit nuk do të shqetësojë qarkun tuaj.
Matja e tensionit të alternuar kryhet në mënyrë të ngjashme. Ju mund të provoni tensionin AC në apartamentin tuaj për një provë.
Fotografia tregon se kufiri maksimal është vendosur në 750 volt (tensioni AC - V~). Kur vendoset ky kufi, dy shkronja shfaqen në tregues: HV - tension i lartë (shkurt për anglisht - H igh V oltage). Meqenëse voltazhi është i ndryshueshëm, polariteti nuk ka rëndësi. Në këtë rast, vlera e tensionit të rrjetit është 217 volt.
Siç është përmendur tashmë, kur punoni me tension të lartë duhet respektuar
Ato i referohen instrumenteve matëse me të cilat mund të kontrolloni madhësinë e tensionit në një segment të caktuar të qarkut elektrik. Prandaj, tensioni i matur nga këto pajisje ka një njësi matëse Volt (V). Në varësi të madhësisë së tensionit, mund të përdoren mi-, mikro-, kilo- ose mega voltmetra.
Llojet e voltmetrave
Le të marrim një shembull. Për të kuptuar se si funksionon kjo pajisje, ne do t'i klasifikojmë ato.
Sipas parimit të funksionimit të voltmetrave, ato ndahen në pajisje elektromekanike (Fig. 1) dhe elektronike (Fig. 2). E para prej tyre mund të ketë një sistem matës magnetoelektrik ose elektromagnetik. Lloji i dytë i voltmetrave përfaqësohet nga pajisjet analoge dhe dixhitale.
Sipas qëllimit, pajisjet mund të ndahen në voltmetrat e mëposhtëm:
- për rrymë alternative;
- për rrymë të vazhdueshme;
- impuls;
- multifunksionale.
Sipas metodës së përdorimit, voltmetrat prodhohen si pajisje portative ose të integruara.
Fig.1 - Voltmetër elektromekanik
Fig. 2 - Voltmetër elektronik
Parimi i funksionimit të voltmetrave
Pajisjet elektromekanike
Voltmetrat e këtij lloji përfshijnë një sistem matës, i cili përfshin në dizajnin e tij një kornizë të lëvizshme me një tregues shigjete të bashkangjitur në të dhe një spirale matës. Dizajni i kësaj kornize ngjan me atë të përdorur në një ampermetër. Dallimi midis mënyrës se si funksionon ampermetri dhe voltmetri është se ampermetri është i lidhur me një shunt të veçantë, dhe qarku matës i voltmetrit lidhet drejtpërdrejt me vendin ku matet tensioni.
Kur pajisja lidhet me një qark elektrik, një rrymë kalon nëpër bobinën e sistemit matës, duke gjeneruar një fushë magnetike që ndërvepron me fushë magnetike magnet i përhershëm. Në varësi të madhësisë së tensionit, shigjeta do të devijojë në një kënd më të madh ose më të vogël, duke treguar madhësinë e tensionit në shkallën matëse të pajisjes.
Pajisjet elektronike
Për të kuptuar se si funksionon dixhitali, është e rëndësishme të merret parasysh se cilat elemente funksionale përfshihen në të. Këto përfshijnë: Konvertuesi AC në DC, Konvertuesi i shkallëzueshëm, Konvertuesi DC/AC në tension, Konvertuesi i rezistencës elektrike ndaj tensionit.
Funksionimi i pajisjeve të tilla bazohet në parimin e konvertimit analog në dixhital të sinjalit aktual me integrimin push-pull. Gjatë funksionimit të voltmetrit sipas kësaj skeme, tensioni i alternuar (konstant) i hyrjes shndërrohet në një tension konstant, i ndjekur nga amplifikimi i tij dhe furnizimi me modulin, i cili siguron vizualizimin e të dhënave të matjes. AT pajisje analoge si një sistem vizualizimi, përdoret një shigjetë me një shkallë, dhe në dixhital - një sistem për konvertimin e sinjaleve në kode dixhitale, të cilat shfaqen në LCD si një vlerë tensioni.
Fig. 3 - Parimi i funksionimit të voltmetrit
Si të lidhni një voltmetër
Për të matur vlerën e tensionit, është e rëndësishme të lidhni saktë voltmetrin. Duhet të sigurohet që ai të jetë i lidhur paralelisht me një segment të një qarku elektrik ose një burim tensioni. Në këtë rast, rezistenca e lartë e sistemit të voltmetrit nuk do të ndikojë në leximet e pajisjes. Rryma që rrjedh nëpër voltmetër duhet të jetë sa më e ulët që të jetë e mundur.
Fig. 4 - Diagrami i lidhjes së voltmetrit
Karakteristikat kryesore teknike të voltmetrave
Për të zgjedhur voltmetrin e duhur për matjen e tensionit, duhet të dini karakteristikat kryesore të tij. Ato kryesore janë si më poshtë.
Madhësia e stresit të brendshëm. Kjo shifër duhet të jetë sa më e lartë. Sa më e madhe të jetë rezistenca e voltmetrit, aq më pak ndikim do të ketë në leximet e matjes dhe aq më e madhe do të arrihet saktësia e matjes.
diapazoni i matjes. Në varësi të vlerës së saj, pajisja mund të përdoret për të kontrolluar vlera të caktuara të tensionit. Ekzistojnë versione të voltmetrave që janë krijuar vetëm për të punuar me tensione të ulëta - milje, ose mikrovoltmetra, ose për të punuar me tensione të larta - kilo-, megavoltmetra.
Saktësia e matjeve. Ky tregues tregon devijimet e mundshme të vlerës së matur nga vlera aktuale.
Voltmetër, çfarë është? Para së gjithash, është një pajisje që shërben si pajisje matëse vlerat e tensionit deri në 1000 V në rrjetet e rrymës direkte dhe alternative, frekuenca industriale dhe përdoret në sistemet matëse të informacionit. Një voltmetër ideal ka një rezistencë jashtëzakonisht të lartë, të pafundme, për shkak të rezistencës së madhe të pajisjes, arrihet saktësia më e lartë dhe shtrirja e gjerë e përdorimit.
Pajisja është projektuar për të siguruar përpunimin matematikor dhe logjik të matjeve.
Llojet e voltmetrave
Ekzistojnë dy lloje të voltmetrave:
- Voltmetra të lëvizshëm ose të lëvizshëm projektuar për të kontrolluar (testuar) tensionin në rrjet. Si rregull, një pajisje e tillë përfshihet në hartimin e testuesit, dallohen pajisjet dixhitale ose treguese, përveç matjes së tensionit, ato kryejnë funksionin e matjes së rrymave të ngarkesës, rezistencës së qarkut, temperaturës etj.
Nëse instrumentet dixhitale ndryshojnë në saktësinë e leximit, atëherë llojet e voltmetrave , lidhur me pajisjet analoge (pointer), janë në gjendje t'i përgjigjen devijimeve më të vogla të parametrave që nuk përcaktohen nga një pajisje dixhitale. - Pajisjet e palëvizshme të instaluara në tabela në bordet elektrike për të kontrolluar funksionimin e pajisjeve, këto pajisje i përkasin llojit elektromagnetik.
Klasifikimi i voltmetrave
Pajisjet ndryshojnë në parimin e funksionimit, ka elektromekanike dhe elektronike.
Me takim, pajisjet - impuls, matjen e rrjetit të rrymës direkte dhe alternative.
Si të lidhni një voltmetër
Voltmetri lidhet me qarkun paralelisht me ngarkesën dhe burimin e tensionit, kjo bëhet në mënyrë që rezistenca e lartë e përdorur në pajisje të mos ndikojë në leximet e pajisjes. Sasia e rrymës që rrjedh nëpër pajisje duhet të jetë minimale.
Specifikimet e voltmetrit
Funksionimi normal i voltmetrit është i mundur në një temperaturë ajri që nuk kalon 25 - 30 ° C lageshtia relative ajër deri në 80% në presioni atmosferik 630 - 800 mmHg Art. Frekuenca e furnizimit me energji elektrike 50 Hz dhe tension 220 V (frekuenca deri në 400 Hz). Matja ndikohet shumë nga forma e kurbës së tensionit AC të rrjetit të furnizimit - një sinusoid me një koeficient harmonik jo më shumë se 5%.
Aftësitë e pajisjes vlerësohen duke përdorur treguesit e mëposhtëm:
- rezistenca e pajisjes.
- Gama e vlerave të tensionit të matur.
- Klasa e saktësisë së matjes.
- Kufijtë e frekuencës kufizuese të tensionit të qarkut të ndryshueshëm.
Parimi i funksionimit të pajisjes
Funksionimi i voltmetrit bazohet në metodën e konvertimit analog në dixhital me integrimin push-tërheq. Konsideroni funksionimin e pajisjes në shembullin e B7-35. Transformatorët e instaluar në dizajn, duke matur vlerat e tensionit DC dhe AC, fuqinë aktuale, rezistencën, shndërrohen në një tension të normalizuar dhe, duke përdorur ADC, shndërrohen në një kod dixhital.
Diagrami funksional voltmetër dixhital punon në përdorimin e 4 konvertuesve është:
- konvertues i shkallëzimit.
- Një pajisje me frekuencë të ulët që konverton tensionin AC në DC.
- Konvertuesi i rrymës direkte dhe alternative në tension.
- Rezistenca ndaj konvertuesit të tensionit.
Voltmetër AC
Broadband voltmetra elektronikë të përdorura në rrjetet AC kanë të tyren karakteristikat e projektimit dhe klasifikimin e tyre unik. Shkalla e ndikimit në qarkun e matur gjatë studimit varet nga parametrat komplekse hyrëse, këto janë: rezistenca aktive e hyrjes (Rv), ndërsa rezistenca duhet të jetë më e larta, kapaciteti në hyrje (Cv), duhet të jetë sa sa më i vogël dhe induktiviteti (Lpr), ai së bashku me kapacitetin krijon një qark oscilues në seri, i dalluar nga frekuenca rezonante.
Matja e rezistencës me një voltmetër
Një voltmetër me rezistencë të ulët me një rezistencë jo më shumë se 15 ohms është i përshtatshëm për matjen e rezistencës dhe kryhet duke përdorur formulën:
Rx \u003d R dhe * (U1 / U2 - 1)
Për formulën, përdoret rezistenca e voltmetrit Rv, si dhe leximet 1 dhe 2 të voltmetrit, saktësia e matjes nuk korrespondon gjithmonë me realitetin, pasi matja kryhet pa marrë parasysh rezistencën e brendshme të pajisjes. . Një rezultat më i saktë arrihet duke përdorur formulën :
Rx \u003d (Rv + r) * (U1 / U2 - 1), rezistenca e brendshme - r.
Gjatë matjes, çdo rezistencë pasuese duhet të jetë e madhe për sa i përket rezistencës së voltmetrit dhe do të kryhet me fiksimin e çdo matjeje.
Për të përcaktuar se çfarë tensioni tregon voltmetri, ata udhëhiqen nga shkalla e voltmetrit, duke përdorur vlerën e ndarjes së pajisjes. Përcaktohet nga kufiri i sipërm i vlerës së matur, i cili ndahet me numrin e ndarjeve të shkallës.
Voltmetër- kjo është një pajisje, qëllimi i së cilës është të matë forcën elektromotore (EMF) në një seksion të caktuar të qarkut elektrik, ose më thjesht - instrument për matjen e tensionit (diferenca e potencialit elektrik). Kjo pajisje lidhet gjithmonë paralelisht me baterinë ose ngarkesën. Vlera e matur tregohet në Volt.
Nëse flasim për voltmetër ideal, atëherë duhet të ketë rezistencë të brendshme të pafundme në mënyrë që të matet me saktësi tensioni dhe të mos ketë efekt anësor në qark. Kjo është arsyeja pse në pajisjet e nivelit të lartë ata përpiqen të bëjnë sa më të jetë e mundur rezistencën e brendshme, nga e cila varet saktësia e matjes dhe ndërhyrja e krijuar në qarkun elektrik.
Figura - Formulat për matjen e tensionit
Nëse flasim për metodën e instalimit, atëherë ato ndahen në tre grupe kryesore:
Stacionare;
Mburoja;
Portativ;
Siç nënkupton edhe emri, pajisjet e palëvizshme përdoren aty ku nevojitet monitorim i vazhdueshëm, pajisjet e centralit përdoren në tabela dhe në pult, dhe pajisjet portative përdoren në pajisjet kompakte që mund të përdoren kudo.
Figura - Diagrami i lidhjes së voltmetrit
Të gjithë ndahen sipas qëllimit në:
.Rryma alternative ;
.Rrymë e vazhdueshme ;
selektive;
Faza e ndjeshme;
Pulsi.
Voltmetra AC, si dhe ato konstante, përdoren për matje në rrjete me llojin përkatës të rrymës, por ato selektive mund të ndajnë përbërësin harmonik të një sinjali kompleks dhe të përcaktojnë vlerën rrënjësore të tensionit katror mesatar.
voltmetër pulsi zakonisht përdoren për të matur amplituda e sinjaleve të pulsuara konstante, dhe ato janë gjithashtu në gjendje të përcaktojnë me saktësi amplituda e një impulsi të vetëm.
Pajisjet e ndjeshme ndaj fazës mund të matë ndryshimet në përbërësit e tensioneve komplekse, duke bërë të mundur studimin e saktë të karakteristikave amplitudë-fazore të amplifikatorëve dhe qarqeve të tjera të ngjashme.
Sipas parimit të veprimit dallojnë elektronike(dixhitale ose analoge), dhe voltmetra elektromekanikë(elektromagnetike, termoelektrike, si dhe magnetoelektrike, elektrodinamike dhe elektrostatike).
Të gjitha pajisjet elektromekanike, me përjashtim të atyre termoelektrike, janë, në fakt, një mekanizëm matës konvencional me një pajisje treguese. Në të gjitha ato përdoren rezistenca shtesë për të zgjeruar kufijtë e matjes. Pajisjet e kësaj kategorie, pavarësisht rezistencës së brendshme mjaft të lartë, kanë një gabim relativisht të madh, gjë që e bën të pamundur përdorimin e tyre në eksperimente dhe studime ku saktësi e rritur të dhëna.
voltmetër termoelektrik përdor për matje forcën elektromotore të një ose më shumë termoçifteve, të cilët nxehen për shkak të rrymës së sinjalit në hyrje. Ata janë më të saktë dhe më kompakt se sa matësat e tensionit elektromekanikë.
Elektronikët, nga ana tjetër, ndahen në dixhital dhe analog.
Digital konverton një vlerë konstante të tensionit në një sinjal dixhital, i cili shfaqet në panelin e instrumenteve. Kjo bëhet duke përdorur një konvertues analog në dixhital.
AT voltmetra analog përveç njehsorit magnetoelektrik dhe rezistorëve shtesë në pa dështuar ekziston një përforcues matës që lejon disa herë të rrisë rezistencën e brendshme të pajisjes dhe, në përputhje me rrethanat, të përmirësojë saktësinë e leximeve.
Konsideroni disa prodhues të ndryshëm
1. V3-57 - mikrovoltmetër
Modeli i pajisjes matëse B3-57 - voltmetër-konverter RMS. dëshminë. Projektuar për matjet RMS. vlerat e tensioneve të formës arbitrare dhe transformimi linear i tyre. në tension konstant. aktuale. Shkalla e pajisjes shënohet në RMS. vlerat e tensionit dhe decibelët (nga 0 dB në 0,775 V). Përdoret në kontrollin dhe rregullimin e pajisjeve të ndryshme radioteleteknike dhe objekteve të komunikimit, llogaritjen e karakteristikave të frekuencës së pajisjeve me brez të gjerë, ekzaminimin e sinjaleve të qëndrueshme ndaj zhurmës, etj.
Të dhënat kryesore teknike:
Kufijtë e matjes së tensionit 10 μV - 300 V me zonat kufitare: 0,03-0,1-0,3-1-3-10-30-100-300mV 1-3-10-30-100-300V
Kufijtë e frekuencës 5 Hz - 5 MHz
Gabim i lejueshëm, %: ±1 (30-300 mV), ±1,5 (1-10 mV), ±2,5 (0,1-0,3 mV dhe 1-300 V), ±4 (0, 03 mV)
Rezistenca e hyrjes 5 MΩ ±20%
Kapaciteti i hyrjes: 27pF (0.03-300mV) dhe 12pF (1-300V)
Tensioni në daljen e konvertuesit linear. 1 V
Rezistenca në daljen e konvertuesit linear. 1 kΩ ±10%
Koeficienti kufizues. Amplituda e sinjalit 6*(Uk/Ux)
2. Voltmetrat e tensionit AC AKIP-2401
Matja RMS e tensionit AC
Gama e frekuencës: 5 Hz…5 MHz
Gama e matjes së tensionit: 50 μV ... 300 V (6 kufij)
Dy hyrje RF matëse: CH1 / CH2
Rezolucioni maksimal: 0.0001 mV
Shfaqja e nivelit të sinjalit të hyrjes në dBc, dBm, Upeak
Zgjedhja automatike ose manuale e kufijve të matjes, duke mbajtur rezultatin (Hold)
Ekran VDF me dy linja
Ndërfaqja RS-232
3. B7-40/1- pajisje universale dixhitale me cilësi të lartë e krijuar për të matur konstante dhe Tensioni AC, forca dhe rezistenca aktuale rrymë e vazhdueshme. B7-40/1 përdoret në prodhimin e pajisjeve radio dhe radio elementeve elektrike, në kërkime shkencore dhe eksperimentale, në kushte laboratorike dhe punishte. Ndërfaqja e integruar B7-40/1 IEEE 488 ju lejon ta përdorni me sukses si pjesë e sistemeve të automatizuara të informacionit - matjes.
Voltmetri V7-40/1 korrespondon me kushte të rënda funksionimi.
Saktësia e matjes DC e voltmetrit V7-40/1 - 0,05%
Rezolucioni maksimal B7-40/1 - 1 μV; 10 µA; 1 mΩ
Vargjet 0.2; njëzet; 200; 1000 (2000) V
- Rezolucioni 1, 10, 100 µV; një; 10 mV
- Gabim bazë i matjes ± (0,04% + 5 ml. r)
Impedanca e hyrjes:
- në intervalin 0,2 V jo më pak se 1 GΩ
- në intervalin 2 V, të paktën 2 GΩ
- në intervalet 200....1000 V, jo më pak se 10 MΩ
I mirëpres të gjithë lexuesit në faqen tonë të internetit dhe sot si pjesë e kursit " Elektronikë për fillestarët» do të studiojmë mënyrat bazë matja e rrymës, tensionit dhe parametra të tjerë të qarqeve elektrike. Natyrisht, instrumentet kryesore matëse, si p.sh voltmetër, ampermetër dhe etj.
Dhe ne do të fillojmë duke matur rrymën. Pajisja e përdorur për këtë qëllim quhet ampermetër dhe është i lidhur në seri në qark. Le të shohim një shembull të vogël:
Siç mund ta shihni, këtu furnizimi me energji elektrike është i lidhur drejtpërdrejt me rezistencën. Përveç kësaj, ekziston një ampermetër në qark i lidhur në seri me rezistencën. Sipas ligjit të Ohm-it, forca aktuale në këtë qark duhet të jetë e barabartë me:
Ne morëm një vlerë të barabartë me 0.12 A, që është saktësisht e njëjtë me rezultatin praktik, i cili tregon ampermetrin në qark 🙂
Një parametër i rëndësishëm i kësaj pajisjeje është rezistenca e saj e brendshme. Pse është kaq e rëndësishme? Shihni vetë - në mungesë të një ampermetri, rryma përcaktohet nga ligji i Ohm-it, pasi kemi llogaritur pak më lart. Por me një ampermetër në qark, rryma do të ndryshojë sepse rezistenca do të ndryshojë dhe marrim vlerën e mëposhtme:
Nëse ampermetri do të ishte absolutisht i përsosur dhe rezistenca e tij ishte zero, atëherë nuk do të kishte asnjë efekt në funksionimin e qarkut elektrik, parametrat e të cilit duhet të maten, por në praktikë gjithçka nuk është plotësisht e drejtë, dhe rezistenca e pajisja nuk është e barabartë me 0. Sigurisht, rezistenca e ampermetrit është e mjaftueshme është e vogël (sepse prodhuesit përpiqen ta zvogëlojnë sa më shumë që të jetë e mundur), kështu që në shumë shembuj dhe detyra është lënë pas dore, por mos harroni se ekziston akoma. dhe është jo zero.
Kur flitet për matje aktualeështë e pamundur të mos përmendet një metodë që ju lejon të zgjeroni kufijtë në të cilët mund të funksionojë ampermetri. Kjo metodë konsiston në faktin se një shunt (rezistencë) me një rezistencë të caktuar lidhet paralelisht me ampermetrin:
Në këtë formulë, n është koeficienti i shunt - një numër që tregon se sa herë do të rriten kufijtë brenda të cilëve ampermetri mund të bëjë matjet e tij. Ndoshta e gjithë kjo mund të duket jo plotësisht e qartë dhe logjike, kështu që tani do të shqyrtojmë një shembull praktik që do të na lejojë të kuptojmë gjithçka.
Le të jetë vlera maksimale që mund të masë ampermetri të jetë 1A. Dhe qarku në të cilin duhet të përcaktojmë forcën aktuale ka formën e mëposhtme:
Dallimi nga qarku i mëparshëm është se voltazhi i furnizimit me energji në këtë qark është përkatësisht 100 herë më i lartë dhe rryma në qark do të bëhet më e madhe dhe do të jetë e barabartë me 12 A. Për shkak të kufizimit në vlerën maksimale të rryma e matur, ne nuk mund të përdorim drejtpërdrejt ampermetrin tonë. Pra, për detyra të tilla, duhet të përdorni një shunt shtesë:
Në këtë problem, ne duhet të matim rrymën. Supozojmë se vlera e tij do të kalojë vlerën maksimale të lejueshme për ampermetrin e përdorur, ndaj shtojmë një element tjetër në qark që do të veprojë si një shunt. Supozoni se duam të rrisim kufijtë e matjes së ampermetrit me 25 herë, që do të thotë se pajisja do të tregojë një vlerë që është 25 herë më e vogël se vlera e rrymës së matur. Do të na duhet vetëm të shumëzojmë leximet e pajisjes me numrin e njohur për ne dhe do të marrim vlerën që na nevojitet. Për të zbatuar idenë tonë, ne duhet ta vendosim shuntin paralelisht me ampermetrin dhe rezistenca e tij duhet të jetë e barabartë me vlerën që përcaktojmë me formulën:
Në këtë rast, n = 25, por ne do t'i bëjmë të gjitha llogaritjet në pamje e përgjithshme për të treguar se vlerat mund të jenë absolutisht çdo gjë, parimi i shmangies do të funksionojë në të njëjtën mënyrë.
Pra që nga tensionet në shunt dhe në ampermetër janë të barabarta, mund të shkruajmë ekuacionin e parë:
Ne e shprehim rrymën e shuntit në terma të rrymës së ampermetrit:
Rryma e matur është:
Zëvendësoni shprehjen e mëparshme për rrymën e shuntit në këtë ekuacion:
Por ne gjithashtu e dimë rezistencën e shunt (). Si rezultat, marrim:
Kështu që ne morëm atë që donim. Vlera që do të tregojë ampermetri në këtë qark do të jetë n herë më e vogël se forca aktuale, vlera e së cilës duhet të matim 🙂
NGA matjet aktuale gjithçka është e qartë në qark, le të kalojmë në pyetjen tjetër, përkatësisht përkufizimin e tensionit.
Një pajisje për matjen e tensionit quhet voltmetër, dhe, ndryshe nga ampermetri, ai lidhet me qarkun paralelisht me seksionin e qarkut, voltazhi në të cilin duhet të përcaktohet. Dhe, përsëri, në kontrast me ampermetrin ideal, i cili ka rezistencë zero, rezistenca e një voltmetri ideal duhet të jetë e barabartë me pafundësinë. Le të shohim se për çfarë bëhet fjalë:
Nëse nuk do të kishte voltmetër në qark, rryma përmes rezistorëve do të ishte e njëjtë dhe do të përcaktohet nga Ligji i Ohmit si më poshtë:
Pra, rryma do të ishte 1 A, dhe, në përputhje me rrethanat, voltazhi në të gjithë rezistencën 2 do të ishte 20 V. Gjithçka është e qartë me këtë, por tani ne duam ta masim këtë tension me një voltmetër dhe ta ndezim paralelisht me. Nëse rezistenca e voltmetrit do të ishte pafundësisht e madhe, atëherë rryma () thjesht nuk do të kalonte nëpër të dhe pajisja nuk do të kishte asnjë efekt në qarkun origjinal. Por meqenëse ka një vlerë të kufizuar dhe nuk është e barabartë me pafundësinë, një rrymë do të rrjedhë përmes voltmetrit dhe, në lidhje me këtë, tensioni në të gjithë rezistencën nuk do të jetë më i njëjtë me atë në mungesë të një pajisjeje matës . Kjo është arsyeja pse një voltmetër i tillë do të ishte ideal, përmes të cilit nuk do të kalonte rryma.
Ashtu si në rastin e një ampermetri, ekziston një metodë e veçantë që ju lejon të rritni kufijtë e matjes së tensionit për një voltmetër. Për ta bërë këtë, është e nevojshme të lidhni një rezistencë shtesë në seri me pajisjen, vlera e së cilës përcaktohet nga formula:
Kjo do të shkaktojë lexime voltmetër do të jetë n herë më e vogël se vlera e tensionit të matur. Sipas traditës, le të shohim një shembull të vogël praktik 😉
Këtu kemi shtuar rezistencë shtesë në qark. Ne jemi përballur me detyrën e matjes së tensionit në të gjithë rezistencën:. Le të përcaktojmë se çfarë do të jetë në ekranin e voltmetrit me këtë përfshirje:
Zëvendësoni në këtë formulë shprehjen për llogaritjen e rezistencës së rezistencës shtesë:
Në këtë mënyrë: . Kjo do të thotë, leximet e voltmetrit do të jenë n herë më pak se voltazhi që kemi matur. Pra, duke përdorur këtë metodë, është e mundur të rriten kufijtë e matjes së voltmetrit 🙂
Në fund të artikullit, disa fjalë për matja e rezistencës dhe fuqisë.
Për të zgjidhur të dy problemet, është e mundur të përdorni një ampermetër dhe një voltmetër së bashku. Në artikujt e mëparshëm (rreth dhe) ne u ndalëm në detaje në konceptet e rezistencës dhe fuqisë dhe marrëdhëniet e tyre me tensionin dhe rezistencën, kështu që, duke ditur rrymën dhe tensionin e qarkut elektrik, mund të llogarisim parametrin që na nevojitet. Epo, përveç kësaj, ka pajisje speciale që ju lejojnë të matni rezistencën e një seksioni qark - një ohmmetër - dhe fuqinë - një vatmetër.
Në përgjithësi, ky është ndoshta fundi për sot, qëndroni të sintonizuar dhe vizitoni faqen tonë të internetit! Shihemi se shpejti!
