Вольтметр - Voltmeter

Аналогтық вольтметрдің демонстрациясы

A вольтметр өлшеу үшін қолданылатын құрал болып табылады электрлік потенциал электр тізбегіндегі екі нүкте арасындағы айырмашылық. Аналогтық вольтметрлер көрсеткішті тізбектің кернеуіне пропорционалды түрде шкала бойынша жылжытады; цифрлық вольтметрлер кернеудің сандық дисплейін an қолдану арқылы береді аналогты-сандық түрлендіргіш. Вольтметрлер әртүрлі стильде жасалған. Панельге тұрақты орнатылған аспаптар генераторларды немесе басқа бекітілген құрылғыларды бақылау үшін қолданылады. Әдетте а түрінде ток пен қарсылықты өлшеу үшін жабдықталған портативті құралдар мультиметр, бұл электр және электроника жұмыстарында қолданылатын стандартты сынақ құралдары. Кернеуге айналдыруға болатын кез-келген өлшемді сәйкесінше калибрленген метрде көрсетуге болады; мысалы, химиялық процесс зауытындағы қысым, температура, ағын немесе деңгей.

Жалпы мақсаттағы аналогтық вольтметрлер толық масштабтың бірнеше пайыз дәлдігіне ие болуы мүмкін және вольттың бірнеше мың вольтқа дейінгі кернеуімен қолданылады. Сандық есептегіштерді жоғары дәлдікпен жасауға болады, әдетте 1% -дан жақсы. Арнайы калибрленген сынақ құралдарының дәлдігі жоғары, олардың зертханалық құралдары миллионға бірнеше бөлшектерді дәлдікке дейін өлшей алады. Есептегіштер күшейткіштер кішігірім немесе одан аз кернеулерді өлшей алады.

Дәл вольтметр жасаудың бір бөлігі оның дәлдігін тексеру үшін калибрлеу болып табылады. Зертханаларда Вестон жасушасы дәл жұмыс үшін стандартты кернеу ретінде қолданылады. Электрондық схемаларға негізделген дәлдік кернеу сілтемелері бар.

Схемалық белгі

Вольтметр белгісі

Электр схемаларында вольтметр әріппен бейнеленген V шеңбер бойымен, екі өлшеу нүктесін білдіретін пайда болатын екі сызықпен.

Аналогтық вольтметр

Қозғалыстағы катушка гальванометр туралы Арсонваль түрі.
  • The қызыл сым өлшенетін ток өткізеді.
  • Қалпына келтіретін көктем көрсетілген жасыл.
  • N және S - магниттің солтүстік және оңтүстік полюстері.

Қозғалыстағы катушка гальванометр а енгізу арқылы вольтметр ретінде қолдануға болады резистор жылы серия құралмен. Гальванометрде күшті магнит өрісіне ілінген жұқа сым катушкасы бар. Электр тогы қолданылған кезде катушканың магнит өрісі мен қозғалмайтын магниттің өзара әрекеттесуі катушканы айналдыруға ұмтылып, момент жасайды. Момент катушка арқылы өтетін токқа пропорционалды. Катушка айналады, айналуға қарсы серіппені қысады. Осылайша, катушканың ауытқуы токқа пропорционалды, ал ол өз кезегінде шкалада көрсеткішпен көрсетілген қолданылатын кернеуге пропорционалды.

Аспаптың жобалау мақсаттарының бірі - тізбекті мүмкіндігінше аз бұзу, сондықтан аспап жұмыс жасау үшін минималды ток күшін тартуы керек. Бұған сезімтал гальванометрді жоғары қарсылықпен тізбектей қолдану арқылы қол жеткізіледі, содан кейін бүкіл құрал зерттелген тізбекке параллель қосылады.

Мұндай есептегіштің сезімталдығын «вольтқа Ом», өлшегіштің тізбегіндегі ом кедергісінің санын өлшенген толық шкалаға бөлуге болады. Мысалы, вольтына 1000 Ом сезімталдығы бар метр толық масштабтағы кернеу кезінде 1 миллиампер тартады; егер толық масштаб 200 вольт болса, аспаптың терминалдарындағы қарсылық болады 200000 Ом және толық масштабта өлшегіш сыналатын тізбектен 1 миллиампер шығарады. Көп диапазонды аспаптар үшін кіріс кедергісі әр түрлі болады, өйткені құрал әр түрлі диапазонға ауысады.

Тұрақты магнит өрісі бар қозғалмалы катушкалар тек тұрақты токқа жауап береді. Айнымалы кернеуді өлшеу а түзеткіш тізбекте катушка тек бір бағытта ауытқуы үшін. Кейбір қозғалмалы-катушкалар аспаптар шкаланың ортасында нөлдік позициямен бір ұштың орнына жасалады; егер кернеу оның полярлығын өзгертсе, олар пайдалы.

Вольтметрлер жұмыс істейді электростатикалық принцип серіппеге бекітілген көрсеткішті бұру үшін екі зарядталған пластина арасындағы өзара итергіштікті қолданыңыз. Осы типтегі өлшегіштер шамалы ток алады, бірақ шамамен 100 вольттан жоғары кернеулерге сезімтал және айнымалы немесе тұрақты токпен жұмыс істейді.

Вакуумдық түтік вольтметрлері (VTVM) және өрістегі транзисторлық вольт өлшеуіштері (FET-VM)

Егер вольтметрдің сезімталдығы мен кіріс кедергісін арттыруға болады, егер өлшеуіштің көрсеткішін ауытқу үшін қажет ток күшейткішпен және тексерілетін тізбектің орнына берілсе. Кіріс пен есептегіш арасындағы электрондық күшейткіш екі артықшылық береді; қозғалмалы катушка құралын қолдануға болады, өйткені оның сезімталдығы жоғары болмауы керек және кіріс кедергісі жоғары болуы мүмкін, бұл сыналатын тізбектен шығатын токты азайтады. Күшейтілген вольтметрлер көбінесе кіріс кедергісі 1, 10 немесе 20 мегаомды құрайды, бұл таңдалған диапазоннан тәуелсіз. Бір кездері осы құралдың кең тараған түрі күшейткіш тізбектегі вакуумдық түтікті қолданған, сондықтан оны вакуумдық түтік вольтметрі немесе VTVM деп атаған. Олар әрдайым жергілікті айнымалы ток желісімен жұмыс істейтін, сондықтан портативті емес. Бүгінгі күні бұл тізбектерде қатты денелік күшейткіш қолданылады өрісті транзисторлар, демек, FET-VM және қолмен көрінеді сандық мультиметрлер сонымен қатар стендтік және зертханалық аспаптарда. Бұл қазірдің өзінде кеңінен таралғаны соншалық, олар көбінесе күшеймеген мультиметрлерді ең арзан баға диапазондарынан басқа ауыстырды.

Көптеген VTVM және FET-VM тұрақты ток кернеуі, айнымалы ток кернеуі және қарсылық өлшемдері; қазіргі заманғы FET-VM қазіргі өлшемдерді және көбінесе басқа функцияларды қосады. VTVM немесе FET-VM мамандандырылған түрі - айнымалы вольтметр. Бұл құралдар айнымалы кернеуді өлшеуге арналған. Олар әдеттегі көпфункционалды құрылғыға қарағанда әлдеқайда кең өткізу қабілеті мен сезімталдығына ие.

Сандық вольтметр

Екі сандық вольтметр. Екеуінің арасындағы 40 микровольт айырмашылығына назар аударыңыз өлшемдер, миллионға 34 бөліктен тұратын ығысу.

A сандық вольтметр (DVM) кернеуді сандық мәнге ауыстыру арқылы белгісіз кіріс кернеуін өлшейді, содан кейін кернеуді сан түрінде көрсетеді. DVM-лер әдетте арнайы типте жасалады аналогты-сандық түрлендіргіш деп аталады интегралды түрлендіргіш.

DVM өлшеу дәлдігіне температура, кіріс кедергісі және DVM қуат көзінің кернеуінің өзгеруі сияқты көптеген факторлар әсер етеді. Бағасы арзан DVM-дің кіріс кедергісі көбінесе 10 ММ тәртіпте болады. Дәлдігі жоғары DVM-дің төменгі кернеу диапазондары үшін кіріс кедергісі 1 GΩ немесе одан жоғары болуы мүмкін (мысалы, 20 В-тан аз). DVM дәлдігінің өндірушінің белгіленген шекті деңгейіне сәйкес келуін қамтамасыз ету үшін оны мезгіл-мезгіл а кернеу стандарты сияқты Вестон жасушасы.

Бірінші цифрлық вольтметрді ойлап тапқан және шығарған Эндрю Кей Сызықтық емес жүйелер (және кейінірек құрылтайшысы Кайпро ) 1954 ж.[1]

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Markoff, Джон (5 қыркүйек 2014). «Эндрю Кей, Есептеу саласындағы ізашар, 95 жасында қайтыс болады». Некролог. New York Times. Алынған 7 қыркүйек 2014.

Сыртқы сілтемелер