Voltmeter

Vad är en voltmeter?

En voltmeter är ett instrument som används för att mäta spänning eller elektrisk potentialskillnad mellan två punkter grundläggande elektriska kretsar . Analoga voltmetrar flyttar en pekare över en skala som är proportionell mot kretsens spänning. Voltmetrar kan ha en noggrannhet på några procent av full skala och används med spänningar från en bråkdel av en volt till flera tusen volt.

Två vanliga spänningsmätningar är likström (DC) och växelström (AC). Även om spänningsmätningar är de enklaste av de olika typerna av analoga mätningar, utgör de unika utmaningar på grund av bulleröverväganden. Analoga voltmetrar flyttar en pekare över en skala i proportion till spänningen i kretsen. Digitala voltmetrar ger en numerisk visning av spänningen med hjälp av en omvandlare. Olika typer av voltmetrar är

1. Analoga voltmetrar

2. VTVM och FET VM

3. Digitala voltmetrar

1. Analoga voltmetrar

Analog voltmeter inkluderar avböjande typ av indikerande voltmetrar. Dessa är som rörligt järn, rörlig spole, elektrostatiska typer av voltmetrar. Rörliga spolinstrument är av två typer, nämligen typer av permanentmagnet och dynamomätare

“varför sätta en diod över en reläspole ”

Instrument för rörlig spole med ett permanentmagnetfält svarar endast på likström. Rörliga spoleinstrument består av permanentmagnet för att producera magnetfält och en spole som är sårad på ett mjukt järnstycke och roterar kring sin egen vertikala axel. När strömmen börjar strömma genom denna spole produceras avböjningsmoment enligt Lorenz-kraftekvationen. Detta vridmoment är direkt proportionellt mot spänningen över den specifika kretsen.

En likspänningsmätare är konstruerad genom att ansluta motståndet i serie detta instrument och även en mycket högt motstånd parallellt med kretsen där vi vill mäta spänningen. Dynamomätartyp Moving coil-instrument består av två spolar, en är fixerad och en annan roterar. Samspelet mellan de två fälten som produceras av paret med fast spole och rörlig spole ger ett avböjande vridmoment. Dessa används i likströmsmätningskretsar, bara detta gör att instrumentet används mindre.

Rörelse-spole voltmeter

Fördelar med rörliga spoleinstrument

Skalan är enhetlig
Förlängs enkelt för mätningar med flera räckvidd.
Låg energiförbrukning
Ströbelastningar är mycket små jämfört med rörliga järninstrument.

Rörlig järnvoltmeter

Medan rörliga järninstrument används i växelströmskretsar. Elektromagnetiska instrument är uppdelade i enkelt rörligt järn, typ av dynamomätare och induktionstyper av instrument. Återigen flyttar järn klassificerat som attraktion och avstötning av instrument. I detta består också av mjukt järn som är av rörliga och fasta spolar. Samspelet mellan flöden som produceras av dessa två element ger avböjningsmomentet. Områdena för dessa instrument utökas genom att hålla motstånden i serie med spolen. Några av nackdelarna är ojämn skala, ströffeldseffekter på instrumentet etc.

Fördelar med rörliga järninstrument

Dessa används för både AC- och DC-mätningar.
Låga kostnader jämfört med rörliga järninstrument.
Vridmoment / viktförhållande är högt

Elektrostatisk voltmeter

Elektrostatiska voltmetrar använder den elektrostatiska principen, använd det ömsesidiga avstötningen mellan två laddade plattor för att avböja en pekare fäst vid en fjäder. Dessa typer av instrument används för högspänning AC-mätningar liksom DC. Dessa är av elektrostatisk skivkondensator ansluten över kretsen som ska mätas. De elektrostatiska voltmetrarna kan kategoriseras i tre typer baserat på den mekaniska konfigurationen. De är avstötning, attraktion och symmetriska. Avböjningssystemet består av en avböjare som är upphängd i en torsionsfilament eller den kan svängas av lagren. Arrangerar elementen i denna typ av instrument som är galna med några speciella element som kapacitativa element, inklusive parallella plattor, koncentriska cylindrar, gångjärnsplattor, etc. Rörelsedämpande vridmoment tillhandahålls av luft- eller vätskedämpande skovlar eller genom virvelströmsdämpning.

Fördelar med elektrostatiska instrument

Dessa drar bara strömmarna vid DC är läckström och ström som krävs för att ladda de kapacitiva elementen
Hög känslighet
Kan mäta minsta laddningsspänning
Högt utbud av spänningsmätningsmöjligheter nästan 200KV

2. VTVM och FET-VM

Vacuum Tube Volt Meter (VTVM)

Dessa typer av instrument hanterar likspänning, växelspänning och motståndsmätning. I denna typ av spänningsmätanordning används elektronisk förstärkare mellan ingången och mätaren. På grund av detta arrangemang minskas strömmen från kretsen som testas. De motstånd används vid ingångssidan i intervallet 1-20 mega ohm. Genom dessa motståndsvariationer kan vi välja det intervall som ska mätas. Om detta instrument använder vakuumröret i förstärkaren kallas det som vakuumrör voltmeter. Dessa används i AC-mätningar med hög effekt. Som uppfinningen av halvledarenheter som används i förstärkarna kallas denna typ av voltmetrar FET-VM.

Fördelar

Dessa har hög ingångsimpedans, varför laddningsfelet är mindre
Icke linjäritet elimineras nästan
Förmåga att indikera långsamt varierande spänningar.

3. Digitala voltmetrar

Digitala voltmetrar

Voltmätarnas noggrannhet påverkas av många faktorer, inklusive variationer i temperatur och matningsspänning. DVM: er visar den uppmätta spänningen med hjälp av LCD-skärmar eller lysdioder för att visa resultatet i flytande punktformat. Uppenbarligen, om spänningsmätningar görs och resultaten visas digitalt med LED eller LCD-skärmar måste instrumentet innehålla en A / D-omvandlare. Med hjälp av en programmerad mikrokontroll, ADC och LCD-skärm är följande krets redo att tillhandahålla exakt digital visning av analoga värden från 0 till 15 volt DC. Dessa används på grund av egenskaperna som noggrannhet, hållbarhet och extra funktioner. Dessa eliminerar helt parallaxfelen. Den kommer att konvertera signalen som testas och förstärker den sedan.

Fördelar med digitala voltmetrar

Minskar parallaxfelen
Automatisk räckvidd
Automatiserad polaritet
Högupplöst instrument innehåller hög precision.

Digitalt elektroniskt Voltmeter-kretsschema

Elektroniskt kretsdiagram för digital voltmeter

Den digitala voltmeterdesignen använder en mikrokontroller som sägs vara mycket effektiv för att hantera databärarbearbetningen när det gäller att vara snabbare, felfri och exakt. I stället för att använda de absoluta analoga sätten att hitta spänningarna, ger den digitala voltmätaren mycket mer exakta och exakta värden på spänningar i en given krets inom voltmätarens område.

Titta på följande video för att förstå funktionerna hos Digital Voltmeter:

Du kan få god kunskap om elektroniska kretsar och olika idéer om elektronikprojekt genom att besöka den här bloggen regelbundet. Du kan prenumerera på den här bloggen för regelbundna uppdateringar.

Fotokrediter: