Войти
Демонстрационный аналоговый вольтметр A вольтметр - это прибор, используемый для измерения разности электрического потенциала между двумя точками в электрической цепи. Аналоговые вольтметры перемещают указатель по шкале пропорционально напряжению в цепи; цифровые вольтметры отображают напряжение в цифровом виде с помощью аналого-цифрового преобразователя . Вольтметры производятся в широком диапазоне стилей. Инструменты, постоянно установленные на панели, используются для контроля генераторов или другого стационарного оборудования. Портативные инструменты, обычно оснащенные также для измерения тока и сопротивления в виде мультиметра, являются стандартными тестовыми инструментами, используемыми в электротехнике и электронике. Любое измерение, которое можно преобразовать в напряжение, можно отобразить на измерителе, который откалиброван соответствующим образом; например, давление, температура, расход или уровень на химическом заводе.
Аналоговые вольтметры общего назначения могут иметь точность в несколько процентов от полной шкалы и используются с напряжениями от долей вольта до нескольких тысяч вольт. Цифровые счетчики могут быть изготовлены с высокой точностью, обычно лучше 1%. Специально откалиброванные испытательные приборы имеют более высокую точность, а лабораторные приборы способны измерять с точностью до нескольких частей на миллион. Измерители, использующие усилители, могут измерять крошечные напряжения микровольт или меньше.
Часть проблемы создания точного вольтметра заключается в калибровке для проверки его точности. В лабораториях элемент Weston используется в качестве стандартного напряжения для точных работ. Доступны прецизионные источники напряжения на основе электронных схем.
Обозначение вольтметра На принципиальных схемах вольтметр представлен буквой V в круге с двумя выходящими линиями, представляющими две точки
Гальванометр с подвижной катушкой типа d'Arsonval. A Подвижную катушку гальванометр можно использовать как вольтметр, вставив резистор в серии с прибором. Гальванометр имеет катушку из тонкой проволоки, подвешенную в сильном магнитном поле. Когда подается электрический ток, взаимодействие магнитного поля катушки и неподвижного магнита создает крутящий момент, стремящийся заставить катушку вращаться. Крутящий момент пропорционален току через катушку. Катушка вращается, сжимая пружину, препятствующую вращению. Таким образом, отклонение катушки пропорционально току, который, в свою очередь, пропорционален приложенному напряжению, которое указывается стрелкой на шкале.
Одна из целей разработки прибора - как можно меньше создавать помехи в цепи, поэтому для работы прибор должен потреблять минимальный ток. Это достигается за счет последовательного включения чувствительного гальванометра с высоким сопротивлением, а затем всего прибора параллельно исследуемой цепи.
Чувствительность такого измерителя может быть выражена как «Ом на вольт» - количество Ом в цепи измерителя, деленное на измеренное значение полной шкалы. Например, измеритель с чувствительностью 1000 Ом на вольт потребляет 1 миллиампер при полном напряжении; если полная шкала составляла 200 вольт, сопротивление на выводах прибора было бы 200000 Ом, а при полной шкале измеритель потреблял бы 1 миллиампер из тестируемой цепи. Для многодиапазонных инструментов входное сопротивление меняется, поскольку инструмент переключается на разные диапазоны.
Инструменты с подвижной катушкой и полем постоянного магнита реагируют только на постоянный ток. Для измерения переменного напряжения требуется выпрямитель в цепи, чтобы катушка отклонялась только в одном направлении. Некоторые инструменты с подвижной катушкой также изготавливаются с нулевым положением в середине шкалы, а не на одном конце; они полезны, если напряжение меняет полярность.
Вольтметры, работающие на электростатическом принципе, используют взаимное отталкивание двух заряженных пластин для отклонения стрелки, прикрепленной к пружине. Счетчики этого типа потребляют незначительный ток, но чувствительны к напряжению более 100 вольт и работают как с переменным, так и с постоянным током.
Чувствительность и входное сопротивление вольтметра можно увеличить, если ток, необходимый для отклонения измерителя Указатель питается от усилителя и источника питания, а не от тестируемой схемы. Электронный усилитель между входом и измерителем дает два преимущества; Можно использовать прочный прибор с подвижной катушкой, поскольку его чувствительность не обязательно должна быть высокой, а входное сопротивление может быть повышено, уменьшая ток, потребляемый из тестируемой цепи. Усиленные вольтметры часто имеют входное сопротивление 1, 10 или 20 МОм, которое не зависит от выбранного диапазона. Когда-то популярная форма этого прибора использовала вакуумную лампу в цепи усилителя и так называлась ламповый вольтметр или VTVM. Они почти всегда питались от местной сети переменного тока и поэтому не были особенно портативными. Сегодня в этих схемах используется твердотельный усилитель, использующий полевые транзисторы, следовательно, FET-VM, и они используются в портативных цифровых мультиметрах, а также в настольных и лабораторных приборах. Сейчас они настолько распространены, что в значительной степени заменили мультиметры без усилителя, за исключением наименее дорогих диапазонов цен.
Большинство модулей VTVM и FET-VM обрабатывают измерения постоянного, переменного напряжения и сопротивления; современные FET-VM добавляют текущие измерения и часто другие функции. Специализированная форма VTVM или FET-VM - вольтметр переменного тока. Эти инструменты оптимизированы для измерения переменного напряжения. Они имеют гораздо более широкую полосу пропускания и лучшую чувствительность, чем типичное многофункциональное устройство.
Два цифровых вольтметра. Обратите внимание на разницу в 40 микровольт между двумя измерениями , смещение 34 частей на миллион. A цифровой вольтметр (DVM) измеряет неизвестное входное напряжение, преобразуя напряжение в цифровое значение, а затем отображает напряжение в числовой форме. Цифровые мультиметры обычно проектируются на основе специального типа аналого-цифрового преобразователя, называемого интегрирующим преобразователем.
На точность измерения цифрового вольтметра влияет множество факторов, включая температуру, входное сопротивление и источник питания цифрового мультиметра. колебания напряжения. Менее дорогие DVM часто имеют входное сопротивление порядка 10 МОм. Прецизионные цифровые мультиметры могут иметь входное сопротивление 1 ГОм или выше для нижних диапазонов напряжения (например, менее 20 В). Чтобы гарантировать, что точность цифрового вольтметра находится в пределах допусков, указанных производителем, его необходимо периодически калибровать по стандарту напряжения, например, ячейке Вестона.
. Первый цифровой вольтметр был изобретен и произведен компанией Эндрю Кей из компании Non-Linear Systems (и позже основатель Kaypro ) в 1954 году.
 | Викискладе есть медиафайлы, связанные с главой Вольтметры. |
