Как работает вольтметр


описание устройства прибора, принцип работы, физические характеристики, обозначение на рисунке

Существует большое количество разных измерительных приборов. Одним из часто используемых устройств как в быту, так и в профессиональной сфере деятельности, является вольтметр. Предназначен он для измерения значения напряжения в любой точке электрической сети. Промышленность изготавливает несколько типов таких измерителей, отличающихся друг от друга принципом работы. При этом каждый из них имеет как достоинства, так и недостатки.

История изобретения

Итальянский учёный Алессандро Вольт, проведя ряд экспериментов с электричеством, приходит к выводу, что получить электрический ток можно используя соединение металлов с жидкостью. Поместив медные пластины, покрытые цинком, в кислоту, он в 1800 году создаёт первый электрохимический источник энергии, названный позже «вольтов столб».

Он также устанавливает, что при соединении двух разных металлов возникает сила, которая затрачивается на работу по перемещению электрического заряда из одной точки в другую. При этом перемещённый заряд изменяет свой потенциал (величину энергии), которым он обладает. Разность между начальным потенциалом и конечным получает название «напряжение».

Для измерения количества электричества Вольт использует металлический стержень, вставленный в каучуковую пробку и помещённый в бутылку. На нижний конец, находящийся в бутылке, он надевает соломинки, а на другой — шар. Учёный наблюдает, что при контакте шара с наэлектризованным веществом соломинки отталкиваются. Это позволяет ему судить о степени заряженности материала.

Существование напряжения Вольт доказал проведя следующий опыт. На электроскоп (прибор регистрирующий заряд) был надет медный и цинковый диск. Между ними проложен тонкий слой диэлектрика. На короткое время физик замыкал металлы между собой проволокой. Лепестки на электроскопе немного раздвигались. Далее диски раздвигались на большее расстояние, при этом лепестки регистратора расходились ещё больше.

Фактически это был первый эксперимент, позволяющий измерить, хотя и в грубой форме, напряжение. В 1830 году английский учёный Майкл Фарадей открывает явление электромагнитной индукции, на котором впоследствии создаётся ряд электроизмерительных приборов.

В 1881 году французский физик Арсен Д’Арсонваль создаёт устройство, состоящее из катушки и стрелки, помещённых в постоянное магнитное поле. На катушку подавался электрический ток, в результате чего стрелка отклонялась от начального положения. В этом же году был проведён Международный электротехнический конгресс, на котором были приняты обозначения электрических величин. Прибор, предназначенный для измерения разности потенциалов, был назван вольтметром, а напряжение стало измеряться в вольтах.

Суть прибора

Вольтметр — это устройство, относящееся к классу электроизмерительных приборов, предназначенное для измерения электродвижущей силы (ЭДС) на участке электрической линии. Другими словами, вольтметр показывает разность потенциалов (напряжение) между двумя точками электрической цепи. Подключается он всегда параллельно к источнику тока или нагрузке.

При измерении устройство не должно никоим образом воздействовать на параметры электрической цепи, поэтому идеальным считается прибор, имеющий бесконечно большое внутреннее сопротивление. От этого параметра в первую очередь и зависит точность замеров. В зависимости от формы измеряемого сигнала, вольтметры разделяются на устройства, измеряющие постоянный или переменный ток.

Кроме того, по принципу измерения вольтметры бывают:

  • Диодно-компенсационные. Принцип их действия основан на сравнении измеряемого сигнала с эталонным, выдаваемым регулируемым источником. Основным элементом конструкции является вакуумный диод. Они используются только для измерения гармоничного (переменного) сигнала, но в широком диапазоне частот. Точность замеров довольно высокая.
  • Импульсные. Измеряют значение амплитуды сигнала периодических и одиночных импульсов с большой скважностью. Структурная схема устройства состоит из преобразователя уровня импульса, усилителя и отсчётного устройства.
  • Фазочувствительные. Характерным признаком такого устройства является наличие двух индикаторов, служащих для регистрации действительной и мнимой составляющих комплексного сигнала. Их используют для исследований амплитудно-фазовых характеристик.
  • Селективные. По своей схемотехнике похожи на супергетеродинные радиоприёмники. Способны выделять гармоники сигнала и измерять их среднеквадратичную величину амплитуды.
  • Универсальные. Многофункциональные приборы, умеющие измерять любой тип сигнала.

Все приведенные приборы применяются в лабораториях и на производствах для наладки работы той или иной техники. В быту же и радиолюбительстве чаще используются вольтметры, умеющие измерять среднеквадратичное напряжение переменного и постоянного тока. Поэтому все типы устройств, принято разделять на два вида: аналоговые и цифровые.

Обозначение и характеристики

Согласно единой системе конструкторской документации, на принципиальных и электрических схемах вольтметр принято обозначать в виде окружности, в середину которой вписывается латинская буква V. На рисунках и чертежах прибор подписывается русской буквой «В» или английской аббревиатурой PV.

Кроме того, первая цифра, стоящая в названии прибора после буквы «В», выпускаемого в странах бывшего СССР, обозначает тип устройства. Например, «B2» — постоянного тока, «B3» — переменного, «B4» — импульсного, «B7» — универсального.

Для оценки возможностей прибора принято использовать следующие технические характеристики:

  • Внутренний импеданс источника. Характеризуется сопротивлением, измеренным на выходе прибора. Чем больше это значение, тем прибор считается более качественным.
  • Диапазон измерений. Это область, ограниченная наименьшим и наибольшим значением, которое может измерить прибор. Большинство тестеров являются универсальными, измеряющими напряжение в диапазоне от десятков милливольт до киловольта. Однако в исследовательских центрах используются приборы, позволяющие определять мили или даже микровольты.
  • Точность показаний. Этим параметром обозначается погрешность между реальными значениями напряжения и измеренными. В зависимости от значений измеряемой амплитуды сигнала, эта погрешность изменяется, поэтому характеризуется она классом точности. Например, для прибора, работающего в диапазоне измерения от 0 до 60 вольт, класс точности, равный единице, будет обозначать, что погрешность прибора не может превышать 0,6 В, но на малых значениях такой допуск недопустим. Поэтому диапазон измерений и разбивается на небольшие участки.
  • Диапазон частот. Определяется чувствительностью электронных компонентов регистрировать сигнал той или иной частоты.
  • Рабочая температура окружающей среды. Обозначает условия, при которых погрешность измерения будет соответствовать заявленному классу точности.

Виды вольтметров

Кроме технических параметров, определяющих назначение прибора, в описаниях вольтметра часто указываются его физические размеры. Связано это с тем, что все устройства по виду конструкции разделяют на три типа:

  1. Переносные.
  2. Стационарные.
  3. Панельные (щитовые).

Первые обычно относятся к полупрофессиональным и любительским измерительным устройствам. Выглядят они в виде прямоугольных коробочек, сделанных из жёсткого пластика или карболита. Все они работают от мобильных источников питания, аккумуляторов или батареек. Для удобства определения амплитудного значения сигнала в наборе с вольтметрами идёт съёмная пара щупов.

Вторые запитываются от сети переменного напряжения, через встроенный в них блок питания. Чаще всего это узкоспециализированные тестеры, обладающие высокой точностью измерений. Используют их в профессиональной сфере деятельности для контроля напряжения в важных точках электрической цепи.

Третий же тип предназначен для использования в специально оборудованных шкафах для постоянного контроля величины напряжения. Обычно применяются в комплексе с защитными приборами. Такого вида вольтметром измеряют переменное однофазное или трёхфазное напряжение.

Аналоговое устройство

Отличительной чертой аналогового устройства является присутствие стрелочного индикатора. В основе принципа работы вольтметра такого типа лежит использование измерительной головки. Конструктивно она выполняется в виде алюминиевого контура, помещённого в магнитное поле. Стрелка прибора и оси приклеивается к рамке, на которую намотана проволока.

Через пружины или растяжки, удерживающие стрелку в начальном положении, на конструкцию подаётся ток. В зависимости от величины его силы, магнитное поле воздействует на рамку с разной интенсивностью. В итоге возникает крутящий момент, выводящий стрелку из нулевого состояния.

Для устойчивого положения стрелки используются демпферы. Под указателем располагается шкала, отградуированная по эталонным приборам. Поэтому каждое положение стрелки соответствует своему значению напряжения. Как только измерения заканчиваются, ток перестаёт поступать на измерительную головку и указатель под действием растяжек возвращается на своё первоначальное положение.

Структурную схему аналогового прибора можно подставить в виде последовательной цепочки, состоящей из входного устройства, усилителя тока, детектора, измерительной головки.

Технические возможности вольтметра во многом определяются чувствительностью головки. К достоинствам аналогового прибора относят инерционность и невосприимчивость к помехам. Он идеально подходит для отображения динамики сигнала. Такой измеритель мгновенно показывает изменение вольтажа. Например, при вычислении напряжения с пульсациями, тестер, интегрируя их, показывает среднее значение. Расширить диапазон измерения можно применив добавочные сопротивления или шунты. Но при своих достоинствах стрелочные вольтметры характеризуются большой погрешностью и сложность в интерпретации результатов измерения.

Цифровой прибор

Принцип действия цифрового вольтметра переменного тока, как и постоянного, основан на использовании аналогово-цифрового преобразователя (АЦП). Измеряемый сигнал поступает на вход микросхемы, преобразовывающей его в набор импульсов, передающихся дальше в блок обработки для формирования кода. Трансформированный сигнал направляется на цифровое отсчётное устройство, а с него уже и на дисплей.

Точность замеров электронного вольтметра зависит от качества преобразования сигнала в цифровой код. Попадая на компаратор, сигнал разбивается на группы единиц и направляется в ячейки памяти, сохраняющих информацию. Если код подать напрямую, то на экране показания будут неустойчивыми. Дисплеем управляет свой контроллер, обеспечивающий вывод данных из памяти и засвечивающий сегменты дисплея.

К достоинствам цифрового вольтметра относят высокое внутреннее сопротивление, что делает его измерения очень точными. А также он оснащён электронным усилителем, позволяющим проводить замеры даже слабых сигналов. Результат измерений отображается на табло сразу в виде числа, поэтому нет необходимости высчитывать значение по шкалам.

Электронный измеритель нечувствителен к магнитным полям и одинаково измеряет при любой полярности приложенного напряжения.

Порядок измерения

Чтобы провести измерения, вольтметр подключается с помощью измерительных щупов параллельно двум точкам, между которыми нужно измерить разность потенциалов. Принцип определения амплитуды будет одинаков для любого типа устройства. Порядок измерения напряжения можно представить в виде следующих действий:

  1. Включить устройство.
  2. Подключить штекера измерительных проводов в соответствующие гнёзда на панели прибора.
  3. Установить нужный диапазон измерения.
  4. Прижать измерительные щупы к исследуемому объекту.
  5. Прочитать показания с экрана прибора.

Таким образом, при помощи вольтметра можно достаточно быстро измерить величину амплитуды между двумя точками электрической линии с любым типом сигнала. Прибор имеет высокое собственное сопротивление, поэтому пользоваться им довольно безопасно.

Вольтметр. Устройство, принцип работы, виды и характеристики | ENARGYS.RU

Вольтметр, что это такое? В первую очередь это прибор, который служит в качестве измерительного устройства величины напряжения до 1000В в сетях постоянного и переменного тока, промышленной частоты и используется в информационно-измерительных системах. Идеальный вольтметр обладает чрезвычайно высоким, бесконечным сопротивлением, за счет большого сопротивления прибора достигается наиболее высокая точность и широкие сферы использования.

Прибор предназначен для обеспечения математической и логической обработки измерений.

Виды вольтметров

Существует два вида вольтметров:

  1. Портативные или переносные вольтметры, предназначенные для проверки (тестирования) напряжения в сети. Как правило, такой прибор включается в конструкцию тестера, различаются цифровые или стрелочные приборы, кроме измерения напряжения они выполняют функцию по измерению токов нагрузки, сопротивления цепи, температуры и т. д.
    Если цифровые приборы отличаются точностью показаний то типы вольтметров , относящиеся к аналоговым (стрелочным) приборам, способны реагировать на малейшие отклонения параметров, не определяемых цифровым прибором.
  2. Стационарные приборы устанавливаются на приборных панелях в электрораспределительных щитах для контроля работы оборудования, эти приборы принадлежат к электромагнитному типу.

Классификация вольтметров

Приборы различаются по принципу действия, бывают электромеханические и электронные.

По назначению, приборы – импульсные, измеряющие сеть постоянного и переменного тока.

Как подключить вольтметр

Вольтметр включают в цепь параллельно нагрузке и источнику напряжения, это делается для того чтобы высокое сопротивление, используемое в приборе не оказывало влияние на показания прибора. Величина тока протекающего через прибор должна быть минимальной.

Рис. №1. Схема подключения вольтметра в электрическую сеть.

Технические характеристики вольтметра

Нормальная работа вольтметра возможна при температуре воздуха не превышающая 25 – 30оС с относительной влажностью воздуха до 80% при атмосферном давлении 630 – 800мм рт. ст. Частота питающей сети 50 Гц и с напряжением 220В (частотой до 400 Гц). На измерение большое влияние оказывает форма кривой переменного напряжения питающей сети – синусоида с коэффициентом гармоник не более 5%.

Возможности прибора оцениваются при помощи следующих показателей:

  1. Сопротивление прибора.
  2. Диапазон измеряемых величин напряжения.
  3. Класс точности измерений.
  4. Предельные границы частот напряжения переменной цепи.

Принцип действия прибора


В основу работы вольтметра заложен метод аналогово-цифрового преобразования с двухтактным интегрированием. Рассмотрим работу прибора на примере В7-35. Преобразователи установленные в конструкции, измеряя величины напряжения постоянного и переменного тока, силу тока, сопротивление, преобразуют в нормализованное напряжение и при использовании АЦП преобразуют в цифровой код.

Функциональная схема цифрового вольтметра работает на использовании 4 преобразователей это:

  1. Масштабирующий преобразователь.
  2. Низкочастотный прибор, преобразующий напряжение переменного тока в постоянный ток.
  3. Преобразователь силы постоянного и переменного тока в напряжение.
  4. Преобразователь сопротивления в напряжение.

Рис. №2.Схема цифрового вольтметра

Вольтметр переменного тока

Широкополосные электронные вольтметры, используемые в сетях переменного тока, имеют свои конструктивные особенности и свойственную только им градуировку. Степень воздействия на измеряемую цепь при исследовании зависит от входных параметров комплексное, это: входное активное сопротивление (Rв), при этом сопротивление должно быть наиболее высоким, емкость на входе (Cв), она должна быть как можно меньше и индуктивность (Lпр), она вместе с емкостью создает последовательный колебательный контур, отличающийся своей резонансной частотой.

Рис. №3. Схема подключения высокочастотного вольтметра.

Измерение сопротивления вольтметром

Низкоомный вольтметр с сопротивлением не более 15 Ом пригоден для измерения сопротивлений и выполняется при помощи формулы:

Rx = Rи * (U1/U2 – 1)

Для формулы используются сопротивление вольтметра Rв, а также 1 и 2 показания вольтметра, точность измерения не всегда соответствует действительности, так как замер осуществляется без учета внутреннего сопротивления прибора. Более точный результат достигается при использовании формулы:

Rx = (Rв + r ) * (U1/U2 — 1), внутреннее сопротивление – r.

При замере каждое последующее сопротивление должно быть большим по сопротивлению вольтметра и выполнятся с фиксацией каждого замера.

Для того чтобы определить какое напряжение показывает вольтметр руководствуются шкалой вольтметра, при помощи цены деления прибора. Она определяется по верхнему пределу замеряемого значения, которое делится на количество делений шкалы.

структурная схема электронных встраиваемых мини-вольтметров постоянного тока и других моделей. Принцип их работы

На первый взгляд может показаться, что вольтметр является узкоспециализированным прибором. Но на самом деле он может быть более востребован и иметь множество применений в быту. Особенно это относится к радиолюбителям и владельцам автомобилей. К примеру, с помощью данного аппарата можно настроить собранную электронную конструкцию, измерить вольтаж аккумулятора и напряжение домашней электросети.

Наиболее популярной разновидностью сегодня считаются цифровые вольтметры. В этой статье мы подробно разберем их особенности, рассмотрим разновидности, а также расскажем о том, как настраивать аппарат и правильно его использовать.

Особенности и технические характеристики

Основным применением цифровых вольтметров является проверка напряжения в электрической цепи. Главной особенностью такого прибора является удобство и простота эксплуатации. Также он отличается высокими показателями внутреннего сопротивления, что обеспечивает точность измерений.

К главным техническим характеристикам вольтметра относятся следующие.

  • Диапазон измерений: у цифровых моделей он составляет от 1мВ до 1 кВ. Этого вполне достаточно для проведения большинства замеров. Однако бывает и такое, что необходимо измерить крайне низкое напряжение или слишком высокое. Для этих целей требуются более сложные вольтметры.
  • Допустимая погрешность: чем меньше этот показатель, тем точнее получаемые результаты. Данная характеристика устанавливается производителем после первых испытаний и обычно указывается в процентах.
  • Внутреннее сопротивление: чем оно выше, тем точнее вольтметр. Аппараты с высоким сопротивлением практически не влияют на электроцепь.
  • Диапазон частот переменного напряжения.

Эти характеристики вы сможете найти в описании к той или иной модели вольтметра.

Сердцем аппарата, которое отвечает за вычисления, является структурная схема. О принципе ее работы мы поговорим далее. Для визуализации полученных данных многие цифровые вольтметры используют индикатор.

Принцип работы

В основе той самой схемы цифрового прибора лежат дискретные величины. К основным составляющим схемы относятся:

  • входное устройство;
  • аналого-цифровой преобразователь;
  • цифровое отсчетное устройство;
  • управляющее устройство.

Входное устройство, играющее первостепенную роль в этой конструкции, оснащено делителем напряжения. Также оно выступает в роли преобразователя. Проходя через него, переменный ток превращается в постоянный. Аналогово-цифровой преобразователь изменяет аналоговый сигнал. На выходе получается цифровой код. Если модель поддерживает двоичные числа, процесс измерения проходит гораздо быстрее.

Старые аппараты поддерживали исключительно десятичный код.

Полученный после преобразования код поступает в отсчетное устройство, которое регистрирует измеряемую величину. Для объединения всех узлов вольтметра используется управляющее устройство.

Точность измерений вольтметра также зависит от стабильности опорного напряжения. Поэтому следует учитывать порог прецизионного делителя во входном устройстве и защиту от помех в цепочке. Во время проведения лабораторных исследований точность замеров можно значительно увеличить с помощью фильтра в начале электрической цепи.

Тем не менее полностью исключить погрешности невозможно, можно лишь свести их к минимуму.

Дело в том, что источник питания вызывает помехи, изменяющие параметры сопротивления. Из-за этого показатели значительно уменьшаются.

Не стоит забывать, что точность выводимых вольтметром показаний зависит от их градуировки. Градуировка представляет собой совокупность действий по сопоставлению шкалы прибора с измеряемой величиной. Как правило, эта процедура выполняется в заводских условиях. Для этого сравниваются значения настраиваемого вольтметра и эталонного аппарата с самыми высокими показателями точности.

Обзор видов

Вольтметр не является многофункциональным приспособлением. Он выполняет лишь одну задачу – измерение напряжения электрической цепи. Однако на сегодняшний день было изобретено немало разновидностей вольтметров. Их классификация зависит от характеристик, которые берутся во внимание.

Давайте рассмотрим основные виды и параметры, по которым они подразделяются. Наиболее важный из них – это принцип работы. В зависимости от него вольтметры бывают двух типов:

  • электромеханические – электромагнитные и магнитоэлектрические;
  • электронные – аналоговые и цифровые.

Электромагнитные аппараты считаются самыми дешевыми и наиболее простыми.

Но из-за высокой индуктивности собственных обмоток заметно страдает точность измерений. Такие приборы чаще всего встречаются на электроподстанциях.

Магнитоэлектрические, наоборот, наименее доступны и применяются в основном для лабораторных исследований. Но не будем надолго останавливаться на этих разновидностях, так как речь идет о цифровых вольтметрах, а значит, нас интересуют только электронные. Электронный аппарат имеет табло для вывода результатов. На аналоговых устройствах оно состоит из шкалы и стрелки. На цифровых – представляет собой светодиодный дисплей.

Следующий рассматриваемый параметр – это назначение. Согласно ему, электронный вольтметр разделяется на:

  • прибор для измерения напряжения постоянного тока;
  • прибор для измерения напряжения переменного тока;
  • универсальный прибор для измерения обоих типов напряжения, с возможностью переключения режимов;
  • импульсный прибор для замеров одиночных импульсов.

Вольтметры для измерения постоянного тока бывают:

  • выпрямительными;
  • квадратичными.

Для измерения напряжения переменного тока в трехфазной сети применяется трехфазный вольтметр.

Особой разновидностью электронных вольтметров являются приборы с время-импульсным преобразованием. Они фиксируют напряжения только в определенные отрезки времени. Дополнительно аппарат учитывает импульсные колебания и среднюю частоту напряжения.

Вольтметры с двойным интегрированием предназначены для работы с постоянным током. Они основываются на принципе периодического повторения, при котором исходный код в цепи возвращается автоматически.

Дополнительно вольтметры разделяются по способу установки:

  • стационарные;
  • щитовые;
  • переносные.

К переносным относятся, например, миниатюрный и розеточный аппараты. Последний работает от электросети, мини-вольтметр работает на батарейках. Среди владельцев автомобилей востребована современная разновидность – круглый портативный вольтметр со светодиодным табло. Он легко позволяет замерить напряжение автомобильного аккумулятора.

Отдельно можно приобрести встраиваемые приборы. Они предназначены для тех блоков питания, которые производитель не оснащает вольтметром.

Как выбрать?

Широкий выбор моделей, представленных на современном рынке, позволяет подобрать вольтметр, соответствующий любым запросам и финансовым возможностям. О главных технических характеристиках, которые нужно учитывать при выборе в первую очередь, мы уже рассказали выше. Также следует выбирать аппарат, соответствующий своей области применения.

Но даже с учетом этих критериев круг выбора остается довольно широким. Мы рекомендуем обратить внимание на следующие бренды:

  • «Актаком» – Россия;
  • «АКИП» – Россия;
  • Circutor S. A. – Испания;
  • Good Will Instrument Co. – Тайвань;
  • Agilent – США.

Под этими торговыми марками выпускаются в основном качественные разнообразные приборы по доступным ценам.

Однако это лишь малая часть производителей, выпускающих качественную технику для замеров.

Как пользоваться?

Эксплуатация вольтметра допускается только при соблюдении трех важных условий. К ним относятся:

  • соответствие возможностей аппарата напряжению в участке цепи;
  • соответствие типу напряжения, которое может быть постоянным или переменным;
  • верное положение, в котором должен находиться вольтметр для корректной работы (вертикальное или горизонтальное, данная информация указывается на корпусе прибора).

Аналоговые вольтметры также требуют предварительной настройки.

Но в этот раз мы говорим о цифровых устройствах, которые в этом не нуждаются, что является еще одним доказательством удобства и простоты использования. Весь процесс измерения напряжения цифровым вольтметром можно разделить на 3 шага.

  1. Подсоединить провода. Для этого на цифровых моделях имеются специальные разъемы и гнезда. Установить переключатель в положение «включено».
  2. Если вольтметр является универсальным, установить тип напряжения и диапазон значений. При неизвестных значениях можно обозначить максимальный предел, а затем плавно его снижать до выявления читаемых значений.
  3. Установить параллельное подключение щупов к проводникам на выбранном участке цепи.

    Как видите, процесс не так сложен и не занимает большого количества времени.

    Однако стоит соблюдать осторожность. Халатное отношение может не только повредить устройство, но и нанести вред здоровью человека.

    Вот самые распространенные ошибки, которые совершаются при замерах.

    1. Переход с одного участка цепи на другой без переустановки значений или типа напряжения. Вольтметр может перегреться и даже сгореть.
    2. Из-за внешнего сходства вольтметр можно легко перепутать с амперметром.
    3. При длительной эксплуатации изоляция проводов на щупах приходит в негодность и проводник оголяется. Это может привести к поражению оператора электрическим током. Поэтому нужно регулярно осматривать аппарат на предмет повреждений.
    4. Некоторые покупатели предпочитают экономить на подобной технике, покупая дешевые аппараты от неизвестных производителей. Велик риск потратить деньги на непригодный для измерений вольтметр. Такие устройства лучше приобретать в специализированных магазинах. Лучше всего если товары имеют сертификат качества и гарантийный срок.

    В целом это все, что нужно знать о вольтметре для его домашнего использования.

    Данный прибор является очень полезным и ему всегда найдется применение. Так что эта покупка стоит того.

    Тем не менее, если работать приходится с электричеством, необходимо соблюдать предельную внимательность и быть подготовленными. Обязательно ознакомьтесь с прилагаемой инструкцией и техническими характеристиками именно вашей модели.

    В следующем видео вы узнаете, как подключить цифровой вольтметр с тремя проводами.

    Вольтметр. Устройство, принцип работы, виды и характеристики

    Изначально вольтметры и амперметры были только механическими, и лишь спустя многие годы, с развитием микроэлектроники, начали выпускаться цифровые вольтметры и амперметры. Тем не менее, даже сейчас механические измерительные приборы пользуются популярностью. Они, по сравнению с цифровыми, устойчивы к помехам и дают более наглядное представление о динамике измеряемой величины. Их внутренние механизмы остаются практически теми же, что и канонические магнитоэлектрические механизмы первых вольтметров и амперметров.

    В данной статье мы рассмотрим устройство типичного стрелочного прибора, чтобы каждый новичок мог бы понимать основные принципы работы вольтметров и амперметров.


    В своей работе стрелочный измерительный прибор использует магнитоэлектрический принцип. Постоянный магнит с выраженными полюсными наконечниками закреплен неподвижно. Между этими полюсами расположен неподвижный стальной сердечник так, что в воздушном кольцеобразном зазоре между сердечником и полюсными наконечниками магнита формируется .

    В зазор вставлена подвижная алюминиевая рамка, на которую очень тонким проводом намотана катушка. Рамка закреплена на полуосях, и может поворачиваться вместе с катушкой. К рамке спиральными пружинами прикреплена стрелка прибора. Через пружины к катушке подводится ток.


    Когда по проводу катушки проходит ток I, то, поскольку катушка помещена в магнитное поле, и ток в ее проводниках течет пересекая перпендикулярно магнитные силовые линии в зазоре, на нее будет действовать вращающая сила со стороны магнитного поля. Электромагнитная сила создаст вращающий момент М, и катушка вместе с рамкой и стрелкой станет поворачиваться на некоторый угол α.

    Поскольку индукция магнитного поля в зазоре неизменна (магнит постоянный), то вращающий момент будет всегда пропорционален именно току в катушке, и величина его будет зависеть от тока и от неизменных конструктивных параметров данного конкретного прибора (с1). Этот момент будет равен:

    Препятствующий повороту рамки момент противодействия, возникающий из-за наличия пружин, окажется пропорционален углу закручивания пружин, то есть углу поворота стрелки, связанной с подвижной частью:

    Таким образом, поворот будет продолжаться до тех пор, пока момент М, создаваемый током в рамке не окажется равным моменту противодействия Мпр от пружин, то есть пока не наступит равновесие. В этот момент стрелка остановится:

    Очевидно, угол закручивания пружин будет пропорционален току рамки (и измеряемому току), по этой причине приборы магнитоэлектрической системы обладают равномерной шкалой. Коэффициент пропорциональности k между углом поворота стрелки и единицей измеряемого тока называется чувствительностью прибора.

    Обратная величина именуется ценой деления или постоянной прибора. Значение измеренной величины определяется как произведение цены деления на .

    Чтобы избежать мешающих колебаний подвижной рамки при переходах стрелки от одного ее положения к другому, в данных приборах применяют магнитно-индукционные или воздушные демпферы.

    Магнитно-индукционный демпфер представляет собой пластину из алюминия, которая закреплена на поворотной оси прибора, и всегда движется вместе со стрелкой в поле постоянного магнита. Возникающие вихревые токи тормозят катушку. Суть в том, что по правилу Ленца, вихревые токи а пластине, взаимодействуя с порождающим их магнитным полем постоянного магнита, препятствуют движению пластины, и колебания стрелки быстро затухают. Роль такого магнитно-индукционного демпфера и выполняет алюминиевый каркас, на который намотана катушка.

    При повороте рамки, магнитный поток от постоянного магнита, пронизывающий алюминиевый каркас, изменяется, а значит в алюминиевом каркасе индуцируются вихревые токи, которые при взаимодействии с магнитным полем постоянного магнита оказывают тормозящее действие, и колебания стрелки прекращаются.

    Воздушные демпферы магнитоэлектрических приборов представляют собой цилиндрические камеры с помещенными внутри поршнями, связанными с подвижными системами приборов. Когда подвижная часть приходит в движение, поршень в форме крыла тормозится в камере, и колебания стрелки затухают.

    Для достижения нужной точности измерений, прибор не должен быть подвержен влиянию силы тяжести в процессе измерения, а отклонение стрелки должно быть связано лишь с вращающим моментом, возникающим при взаимодействии тока катушки с магнитным полем постоянного магнита и с торможением рамки пружинами.

    Чтобы исключить вредное влияние силы тяжести и избежать связанных с ним погрешностей, к подвижной части прибора добавляют противовесы в виде грузиков, перемещающихся на стержнях.

    Для снижения трения стальные наконечники выполняются из отполированной износостойкой стали или из вольфрамо-молибденового сплава, а подпятники изготавливают из твердого минерала (агат, корунд, рубин и т. д.). Зазор между наконечником и подпятником настраивают при помощи стопорного винта.

    Для точной установки стрелки в нулевое исходное положение, прибор оснащается корректором. Корректором в стрелочном приборе служит винт, выведенный наружу, и соединенный поводком с пружиной. При помощи винта можно передвигать немного спираль на оси, регулируя таким образом исходное положение стрелки.

    Большинство современных приборов имеют подвижную часть, подвешенную на паре растяжек в виде упругих металлических лент, служащих для подачи тока на катушку, и создающих противодействующий момент. Растяжки соединены с парой плоских пружин, расположенных взаимно перпендикулярно.

    Справедливости ради отметим, что кроме классического механизма, рассмотренного выше, встречаются также и приборы с магнитами не только п-образной формы, но и с цилиндрическими магнитами, и с магнитами в форме призм, и даже с внутрирамочными магнитами, которые сами могут быть подвижными.

    Для измерения тока или напряжения, магнитоэлектрический прибор включают в цепь постоянного тока по схеме амперметра или вольтметра, разница лишь в сопротивлении катушки и в схеме включения прибора в цепь. Разумеется через катушку прибора не должен проходить весь измеряемый ток при измерении тока, и не должна потребляться большая мощность при измерении напряжения. Для создания надлежащих условий служит добавочный резистор, встроенный в корпус измерительного прибора.

    Сопротивление добавочного резистора в схеме вольтметра превосходит сопротивление катушки во много раз, и этот резистор изготовлен из металла с чрезвычайно малым , такого как манганин или константан. Резистор, включаемый параллельно катушке в амперметре, называется шунтом.

    Сопротивление шунта напротив во много раз меньше сопротивления измерительной рабочей катушки, поэтому через провод катушки проходит только мизерная доля измеряемого тока, в то время как основной ток течет через шунт. Добавочный резистор и шунт позволяют расширить пределы измерения прибора.

    Направление отклонения стрелки прибора зависит от направления тока через измерительную катушку, поэтому при включении прибора в цепь важно правильно соблюсти полярность, иначе стрелка будет двигаться в другую сторону. Соответственно, магнитоэлектрические приборы в каноническом виде непригодны для включения в цепь переменного тока, поскольку стрелка будет просто вибрировать оставаясь на одном месте.

    Тем не менее, к достоинствам магнитоэлектрических приборов (амперметров, вольтметров) относятся высокая точность, равномерность шкалы и устойчивость к помехам, порождаемым внешними магнитными полями. К недостаткам - непригодность к измерению переменного тока (чтобы измерить переменный ток, нужно будет его сначала выпрямить), требование к соблюдению полярности и уязвимость тонкой проволоки измерительной катушки к перегрузкам.

    Вольтметры являются измерительными приборами, которые предназначены для измерения электродвижущей силы в электрической цепи на некотором ее участке, то есть, для измерения разности электрических потенциалов, которое называется напряжением. Единицей измерения этого параметра является Вольт. Такой измерительный прибор должен подключаться параллельно измеряемому участку или нагрузке. Если вольтметр подключить к выводам батарейки или блока питания, то прибор покажет не напряжение, а электродвижущую силу, так как при подключении в цепь с нагрузкой напряжение меняется.

    Вольтметры в идеале должны иметь большое внутреннее сопротивление, для обеспечения точных показаний, и не воздействовать на измеряемую цепь. Поэтому в высокоточных приборах стремятся к наибольшему внутреннему сопротивлению.

    Классификация

    По принципу действия:

    • Электромеханические.
    • Электронные.

    По назначению:

    • Для постоянного тока.
    • Для переменного тока.
    • Импульсные.
    • Фазочувствительные.
    • Селективные.
    • Универсальные.

    По способу исполнения:

    • Переносные.
    • Стационарные.
    • Щитовые.
    Устройство и работа

    Рассмотрим основные виды вольтметров.

    Электромеханические

    Процесс измерения основан на прямой линейной зависимости движения механического вида от напряжения. Стрелка прибора находится на рамке с обмоткой, расположенной на вращающейся оси внутри постоянного магнита.

    При возникновении в рамке напряжения, вокруг нее появляется электромагнитное поле. В результате рамка со стрелкой поворачивается в магнитном поле на определенный угол, величина которого зависит от измеряемой величины. Чувствительностью прибора называется коэффициент пропорциональности между значением угла поворота рамки и напряжением. Чтобы не было колебаний вращающейся рамки со стрелкой, используют магнитно-индукционный демпфер.

    Он выполнен в виде алюминиевой пластины, закрепленной на оси, и движется совместно со стрелкой в магнитном поле. Вихревые токи при этом препятствуют колебаниям рамки, поэтому возникающие колебания стрелки затухают. Воздушные демпферы вольтметров состоят из цилиндров с поршнями, которые связаны механическим путем со стрелкой. При возникающих колебаниях стрелки поршень сглаживает их путем затормаживания в цилиндре. Чтобы точность измерений была высокой, прибор не должен зависеть от силы тяжести, стрелка должна отклоняться только от действия катушки в поле магнита, а не от силы тяжести. Поэтому подвижные элементы оснащают специальными грузиками, играющими роль противовесов.

    Для уменьшения трения металлические наконечники изготавливают из прочной стали, затем полируют их. Подпятники выполняют из твердых камней. Зазор между подпятником и полированным наконечником регулируется винтом. Направление поворота стрелки зависит от полярности тока, протекающего через катушку. Поэтому для правильных измерений необходимо соблюдать полярность.

    Электронные вольтметры

    Приборы с электронной начинкой делятся в свою очередь на аналоговые и цифровые. Они отличаются тем, что в аналоговых приборах имеется стрелка и шкала, а в цифровых приборах значение напряжения выводится на цифровой экран. Аналоговые приборы работают по принципу преобразования переменного входного напряжения в постоянное. Затем оно усиливается и поступает на детектор, сигнал от которого отклоняет стрелку. Чем выше напряжение входа, тем больше отклонится стрелка.

    Цифровые

    Такие приборы работают с большей точностью, в отличие от аналоговых моделей. Принцип их работы заключается в изменении аналогового входного сигнала в цифровой вид. При этом кодированный цифровой сигнал приходит на устройство, преобразующее двоичный код в цифры, отображаемые на экране. Точность измерений цифровых вольтметров зависит от дискретности аналого-цифрового устройства, преобразующего сигнал.

    Вольтметры в сети переменного тока

    Работа таких устройств заключается в преобразовании переменного значения напряжения в постоянное. После этого сигнал усиливается и поступает на измерительный механизм магнитоэлектрического действия.

    Импульсный вольтметр

    Такой прибор способен измерить короткие импульсы напряжений в сети. Разберем устройство и работу импульсного вольтметра на примере устройства для поиска неисправностей в электрической сети автомобиля. Он служит для поиска импульсных помех.

    Около 5% неисправностей автомобиля возникают из-за неисправностей электрической проводки в виде помех и исчезающего контакта. У старого автомобиля таких неисправностей больше. Простыми вольтметрами и тестерами такие неисправности невозможно, так как они не реагируют на одиночные импульсы, приводящие к сбою и выходу из строя оборудования.

    Бортовой компьютер автомобиля при неисправностях выдает сигнал. При проверке выясняется, что это коды – ошибки. Ремонтники меняют свечи, сам компьютер, выполняют другие работы. Но по-прежнему выдается «ошибка двигателя», а кодов неисправностей нет, так как импульсы, вызванные неисправностями, не улавливаются.

    Для решения этих проблем существует прибор, измеряющий импульсные сигналы напряжения. Он срабатывает при появлении одиночного импульса. На корпусе устройства имеется переключатель чувствительности.

    Порядок работы

    • Большие «крокодилы» подключить на аккумуляторные клеммы.
    • Провод с небольшим «крокодилом» подключить на положительную клемму батареи.
    • Чувствительность установить на «0».
    • Двигатель запустить.
    • При нормальном аккумуляторе при запуске двигателя красный индикатор на приборе не должен светиться. В противном случае необходимо искать неисправность на клеммах батареи или в ее внутреннем состоянии.
    • При запущенном двигателе чувствительность установить на «1», покачать кузов машины, легко постучать по аккумулятору деревянной палкой. Если импульсный вольтметр не сработал, то в аккумуляторе нет проблем.
    • Подобным образом проверяют электропроводку, лампочки, электронные узлы и потребители энергии.

    На этом примере становится понятно, для чего нужны и как работают импульсные вольтметры.

    Фазочувствительные

    Такие приборы называют векторметрами. Они предназначены для замеров квадратурных составляющих напряжений первой гармоники. Они оснащаются двумя индикаторами для показаний мнимой и действительной составляющей комплексного напряжения.

    Фазочувствительный вольтметр определяет общее напряжение в комплексе. При этом начальная фаза опорного напряжения принимается за ноль. Такие типы приборов нашли применение в лабораторных исследованиях фазоамплитудных характеристик четырехполюсных усилителей и т.п.

    Селективные

    Вольтметры, способные избирательно выделить гармонические составляющие сложного сигнала и среднеквадратичную величину напряжения, называют селективными. По конструктивным особенностям и принципу работы такие приборы подобны устройству супергетеродинного радиоприемника, без регулятора усиления.

    Универсальные

    Название прибора говорит само за себя. С помощью такого вольтметра можно измерить ЭДС в любых цепях и при любых условиях. Чаще всего они имеют в комплекте набор различных шунтов в виде гасящих резисторов.

    Универсальные измерители напряжения обладают множеством функций и возможностей, имеют незначительный расход энергии, и могут определить напряжение, как в аналоговом, так и в цифровом виде. Они применяются в различных сферах производства, науки, техники, лабораторных исследованиях.

    Переносные вольтметры

    Такие приборы являются автономными, так как не требуют для своей работы внешнего питания. Они имеют небольшие габаритные размеры и заключены в удобный эргономичный корпус. Одним из видов переносных вольтметров можно назвать мультиметр, или тестер. Он также имеет компактные размеры, однако его точность работы достаточно высокая, и позволяет получить точные результаты при выполнении ответственных заданий.

    Стационарные вольтметры

    Приборы стационарного типа обычно размещают в большом металлическом корпусе с большой шкалой измерений. Их можно устанавливать и подключать в различных положениях, для этого на корпусе имеются соответствующие крепления. Стоят такие приборы значительно дороже переносных моделей. Однако высокая точность работы позволяет применять их в различных сферах: лабораториях, крупных производственных объектах, научных центрах и т.д.

    Щитовые

    Внешний вид щитовых вольтметров аналогичен переносным приборам, с отличием в том, что устанавливаются они в специальные шкафы для контрольных приборов.

    Маркировка вольтметров

    Для определения типа прибора можно посмотреть его обозначение маркировки. Если первая буква в названии:

    • «Д» — это вольтметр электродинамического действия.
    • «М» — прибор магнитоэлектрический.
    • «Т» — термоэлектрический.
    • «С» — электростатический.
    • «Ц» — приборы выпрямители.
    • «Э» — электромагнитные.
    • «Щ» , «Ф» — электронные.

    Радиоизмерительные вольтметры маркируются по-другому. Вначале стоит буква «В» , а далее цифра обозначает тип. Затем идут символы модели прибора.

    Основной единицей измерения электрического напряжения является вольт. В зависимости от величины напряжение может измеряться в вольтах (В), киловольтах (1 кВ = 1000 В), милливольтах (1 мВ = 0,001 В), микровольтах (1 мкВ = 0,001мВ = 0,000001 В). На практике, чаще всего, приходится сталкиваться с вольтами и милливольтами.

    Существует два основных вида напряжений – постоянное и переменное . Источником постоянного напряжения служат батареи, аккумуляторы. Источником переменного напряжения может служить, например, напряжение в электрической сети квартиры или дома.

    Для измерения напряжения используют вольтметр . Вольтметры бывают стрелочные (аналоговые) и цифровые .

    На сегодняшний день стрелочные вольтметры уступают пальму первенства цифровым, так как вторые более удобны в эксплуатации. Если при измерении стрелочным вольтметром показания напряжения приходится вычислять по шкале, то у цифрового результат измерения сразу высвечивается на индикаторе. Да и по габаритам стрелочный прибор проигрывает цифровому.

    Но это не значит, что стрелочные приборы совсем не применяются. Есть некоторые процессы, которые цифровым прибором увидеть нельзя, поэтому стрелочные больше применяются на промышленных предприятиях, лабораториях, ремонтных мастерских и т.п.

    На электрических принципиальных схемах вольтметр обозначается кружком с заглавной латинской буквой «V » внутри. Рядом с условным обозначением вольтметра указывается его буквенное обозначение «PU » и порядковый номер в схеме. Например. Если вольтметров в схеме будет два, то около первого пишут «PU 1 », а около второго «PU 2 ».

    При измерении постоянного напряжения на схеме указывается полярность подключения вольтметра, если же измеряется переменное напряжение, то полярность подключения не указывается.

    Напряжение измеряют между двумя точками схемы: в электронных схемах между плюсовым и минусовым полюсами, в электрических схемах между фазой и нулем . Вольтметр подключают параллельно источнику напряжения или параллельно участку цепи — резистору, лампе или другой нагрузке, на которой необходимо измерить напряжение:

    Рассмотрим подключение вольтметра: на верхней схеме напряжение измеряется на лампе HL1 и одновременно на источнике питания GB1 . На нижней схеме напряжение измеряется на лампе HL1 и резисторе R1 .

    Перед тем, как измерить напряжение, определяют его вид и приблизительную величину . Дело в том, что у вольтметров измерительная часть рассчитана только для одного вида напряжения, и от этого результаты измерений получаются разными. Вольтметр для измерения постоянного напряжения не видит переменное, а вольтметр для переменного напряжения наоборот, постоянное напряжение измерить сможет, но его показания будут не точными.

    Знать приблизительную величину измеряемого напряжения также необходимо, так как вольтметры работают в строго определенном диапазоне напряжений, и если ошибиться с выбором диапазона или величиной, прибор можно повредить. Например. Диапазон измерения вольтметра составляет 0…100 Вольт, значит, напряжение можно измерять только в этих пределах, так как при измерении напряжения выше 100 Вольт прибор выйдет из строя.

    Помимо приборов, измеряющих только один параметр (напряжение, ток, сопротивление, емкость, частота), существуют многофункциональные, в которых заложено измерение всех этих параметров в одном приборе. Такой прибор называется тестер (в основном это стрелочные измерительные приборы) или цифровой мультиметр .

    На тестере останавливаться не будем, это тема другой статьи, а сразу перейдем к цифровому мультиметру. В основной своей массе мультиметры могут измерять два вида напряжения в пределах 0…1000 Вольт. Для удобства измерения оба напряжения разделены на два сектора, а в секторах на поддиапазоны: у постоянного напряжения поддиапазонов пять, у переменного — два.

    У каждого поддиапазона есть свой максимальный предел измерения, который обозначен цифровым значением: 200m , 2V , 20V , 200V , 600V . Например. На пределе «200V» измеряется напряжение, находящееся в диапазоне 0…200 Вольт.

    Теперь сам процесс измерения .

    1. Измерение постоянного напряжения.

    Вначале определяемся с видом измеряемого напряжения (постоянное или переменное) и переводим переключатель в нужный сектор. Для примера возьмем пальчиковую батарейку, постоянное напряжение которой составляет 1,5 Вольта. Выбираем сектор постоянного напряжения, а в нем предел измерения «2V», диапазон измерения которого составляет 0…2 Вольта.

    Измерительные щупы должны быть вставлены в гнезда, как показано на нижнем рисунке:

    красный щуп принято называть плюсовым , и вставляется он в гнездо, напротив которого изображены значки измеряемых параметров: «VΩmA»;
    черный щуп называют минусовым или общим и вставляется он в гнездо, напротив которого стоит значок «СОМ». Относительно этого щупа производятся все измерения.

    Плюсовым щупом касаемся положительного полюса батарейки, а минусовым — отрицательного. Результат измерения 1,59 Вольта сразу виден на индикаторе мультиметра. Как видите, все очень просто.

    Теперь еще нюанс. Если на батарейке щупы поменять местами, то перед единицей появится знак минуса, сигнализирующий, что перепутана полярность подключения мультиметра. Знак минуса бывает очень удобен в процессе наладке электронных схем, когда на плате нужно определить плюсовую или минусовую шины.

    Ну а теперь рассмотрим вариант, когда величина напряжения неизвестна. В качестве источника напряжения оставим пальчиковую батарейку.

    Допустим, мы не знаем напряжение батарейки, и чтобы не сжечь прибор измерение начинаем с самого максимального предела «600V», что соответствует диапазону измерения 0…600 Вольт. Щупами мультиметра касаемся полюсов батарейки и на индикаторе видим результат измерения, равный «001 ». Эти цифры говорят о том, что напряжения нет или его величина слишком мала, или выбран слишком большой диапазон измерения.

    Опускаемся ниже. Переключатель переводим в положение «200V», что соответствует диапазону 0…200 Вольт, и щупами касаемся полюсов батарейки. На индикаторе появились показания равные «01,5 ». В принципе этих показаний уже достаточно, чтобы сказать, что напряжение пальчиковой батарейки составляет 1,5 Вольта.

    Однако нолик, стоящий впереди, предлагает снизиться еще на предел ниже и точнее измерить напряжение. Снижаемся на предел «20V», что соответствует диапазону 0…20 Вольт, и снова производим измерение. На индикаторе высветились показания «1,58 ». Теперь можно с точностью сказать, что напряжение пальчиковой батарейки составляет 1,58 Вольта.

    Вот таким образом, не зная величину напряжения, находят ее, постепенно снижаясь от высокого предела измерения к низкому.

    Также бывают ситуации, когда при измерении в левом углу индикатора высвечивается единица «1 ». Единица сигнализирует о том, что измеряемое напряжение или ток выше выбранного предела измерения. Например. Если на пределе «2V» измерить напряжение равное 3 Вольта, то на индикаторе появится единица, так как диапазон измерения этого предела всего 0…2 Вольта.

    Остался еще один предел «200m» с диапазоном измерения 0…200 mV. Этот предел предназначен для измерения совсем маленьких напряжений (милливольт), с которыми иногда приходится сталкиваться при наладке какой-нибудь радиолюбительской конструкции.

    2. Измерение переменного напряжения.

    Процесс измерения переменного напряжения ни чем не отличается от измерения постоянного. Отличие состоит лишь в том, что для переменного напряжения соблюдать полярность щупов не требуется.

    Сектор переменного напряжения разбит на два поддиапазона 200V и 600V .
    На пределе «200V» можно измерять, например, выходное напряжение вторичных обмоток понижающих трансформаторов, либо любое другое находящееся в диапазоне 0…200 Вольт. На пределе «600V» можно измерять напряжения 220 В, 380 В, 440 В или любое другое находящееся в диапазоне 0…600 Вольт.

    В качестве примера измерим напряжение домашней сети 220 Вольт.
    Переводим переключатель в положение «600V» и щупы мультиметра вставляем в розетку. На индикаторе сразу появился результат измерения 229 Вольт. Как видите, все очень просто.

    И еще один момент.
    Перед измерением высоких напряжений ВСЕГДА лишний раз убеждайтесь в исправности изоляции щупов и проводов вольтметра или мультиметра , а также дополнительно проверяйте выбранный предел измерения . И только после всех этих операций производите измерения . Этим Вы убережете себя и прибор от неожиданных сюрпризов.

    А если что осталось не понятно, то посмотрите видеоролик, где показано измерение напряжения и силы тока с помощью мультиметра.

    Вольтметр – измерительный прибор для считывания уровня электрического напряжения. Он подключается параллельно нагрузке или непосредственно к источнику напряжения (U). Единица измерения напряжения — Вольт (V). Прибор имеет большое сопротивление. Чем оно больше, тем он лучше и точнее. Это снижает воздействие на измеряемую цепь, и дает возможность считать данные о напряжении с минимальной погрешностью.

    Разновидности по предназначению
    По предназначению приборы могут быть:
    • Постоянного напряжения.
    • Переменного напряжения.
    • Импульсной чувствительности.
    • Фазовые.
    • Селективного поиска частот.
    • Универсальные.
    Постоянного напряжения

    Вольтметр постоянного напряжения имеет маркировку В2 . Он применяется в сетях с постоянным током. Обычно такие приборы используют как тестер для различного оборудования, а также автомобильной проводки.

    Переменного напряжения

    Приборы переменного напряжения имеют маркировку В3 . Он используется в сетях соответствующего тока. Прибор преобразовывает переменные параметры в постоянные, на выходе проводится усиление сигнала, который поступает на измерительный механизм. Фактически внутри, устройство для переменных сетей, соответствует прибору постоянного тока, но перед этим имеет специальную систему для преобразования параметров электричества.

    Импульсной чувствительности

    Импульсочувствительные модели маркируются обозначением В4 . Они предназначены для снятия показаний коротких импульсных напряжений. Часто такие вольтметры применяют для поиска импульсных помех. Иными словами, с помощью данного прибора можно выявить, на каком участке электрической цепи присутствует слабый контакт. Благодаря этому свойству импульсные блоки применяют при тестировании электропроводки автомобилей, микросхем и т.д.

    Фазовые

    Фазовые аппараты маркируются как В5 . Приборы предназначены для снятия измерений квадратурных составляющих первой гармоники. Принцип действия таких измерителей заключается в том, что они оснащаются двумя чувствительными зонами. Прибор снимает два показания. Первоначальная фаза устройством воспринимается как ноль. Такие приборы практически не востребованы, поскольку в быту являются ненужными.

    Селективного поиска частот

    Измерительные приборы селективного поиска частот имеют на корпусе обозначение В6 . Они одни из самых габаритных. Вольтметры этого типа могут выделять гармонические составляющие сложных сигналов. Фактически их конструкция имеет много общего с радиоприемниками, которые ловят частоты сигналов.

    Универсальные

    Универсальные измерители являются многофункциональным устройством, которое позволяет снимать показатель напряжение в любых электрических сетях. На корпусе таких приборов стоит маркировка В7 . Зачастую в комплекте с такими устройствами идут наборы шунтов для проведения безопасного подключения.

    Разновидности по внешним параметрам
    По внешним параметрам измерители разделяют на три категории:
    • Переносные.
    • Стационарные.
    • Щитовые.

    Переносные вольтметры являются полностью автономными. Они отличаются небольшими размерами, весом и удобным корпусом для транспортировки. Мультиметр или тестер считаются одной из разновидностей переносных вольтметров. Зачастую такие приборы оснащаются двумя электродами для снятия показаний электрической цепи без необходимости закрепления прищепками или крокодилами.

    Стационарные вольтметры являются более тяжелыми. Они обычно устанавливаются в сложное электрическое оборудование. Такие приборы более чувствительные, поэтому отличаются повышенными габаритами. Их устанавливают на производственных объектах, где постоянно требуется контролировать состояние электросети, которая поддерживает работу холодильных установок, нагревательных элементов, систем кондиционирования и пр. Особенно они важны, если идет питание от генератора.

    Щитовые вольтметры имеют много общего со стационарными, поскольку их нельзя переносить. Они зачастую имеют более компактный корпус, чем стационарные, но все-таки крупнее переносных вольтметров. Обычно их устанавливают в щитовые шкафы.

    Принцип действия

    По принципу действия вольтметры, как и любые другие приборы, предназначенные для изменения параметров электрической цепи, бывают электронными и механическими. Способы, по которым они проводят измерения, отличаются. Сложно сказать какой принцип лучше.

    Электромеханические

    Электромеханические вольтметры имеют стрелку, которая закреплена на рамке с обмоткой. Рамка насаживается на ось с постоянным магнитом. При подаче напряжения создается электромагнитное поле. В результате его взаимодействия с полем постоянного магнита, рамка начинает отклоняться вместе со стрелкой, которая указывает на шкалу.

    Такие приборы могут иметь различную чувствительность, которая выражается коэффициентом пропорциональности между цифровым отображением угла на шкале и реальным напряжением. Для того чтобы предотвратить колебания стрелки на шкале, и снять точные показания применяется индукционный демпфер. Обычно его делают из алюминиевой пластины, которая также крепится на оси и передвигается вместе со стрелкой. Создаваемые электромагнитные завихрения контактируют с пластиной, подобно парусу и ветру. Это притормаживает колебания стрелки. Также бывает воздушный демпфер, который состоит из механизма из поршня и цилиндра. При колебаниях стрелки они придерживают ее, не допуская сильных скачков. Проводится обычное затормаживание поршнем, зафиксированным в цилиндре.

    Также внутри электромеханических вольтметров имеется система противовесов в виде грузиков устанавливаемых на стрелку. Они не допускают ее отклонение под влиянием силы тяжести. Благодаря этому устройство дает точные показатели вне зависимости от угла наклона при проведении измерения. Подвижные части механизма вольтметра делают из твердой стали, которая не поддается истиранию. Все стержни полируются для снижения трения.

    При подключении таких приборов необходимо соблюдать полярность, поскольку при неправильном соединении стрелка будет пытаться повернуться в противоположную сторону, что не позволяет специальный стопор в корпусе.

    Электронные

    Электронные вольтметры могут быть аналоговыми или полностью электронными. Аналоговые приборы внешне напоминают обычные механические. Они также оснащаются стрелкой, которая указывает на шкалу. Внутри них имеется компактная система преобразования входного напряжение в постоянное. Благодаря этому колебания стрелки исключаются. Специальный детектор в зависимости от уровня напряжения отклоняет стрелку под определенным углом, который и соответствует измеренному напряжению цепи.

    Цифровые вольтметры имеют микросхему (контроллер). На внешней панели имеется дисплей, на котором отображается напряжение в цифровом виде. Такие приборы отличаются большой точностью, компактностью, легкостью и надежностью. Точность вольтметра в первую очередь зависит от преобразователя, переводящего параметры напряжения в кодированный цифровой сигнал, который отображается на дисплее.

    Как подключать вольтметр и правила пользования

    В электрических схемах вольтметр отображается латинской буквой «V». Для получения точных данных прибор должен быть подключен параллельно участку цепи, на которой необходимо провести измерение напряжения. При подсоединении важно соблюсти полярность. Для непосредственной фиксации проводов прибора к проводнику он оснащается специальными зажимами или точечными электродами.

    В тех случаях, если необходимо замерить напряжение источника питания, прибор подключается непосредственно к его клеммам. При этом необходимо учитывать, что для высоковольтного напряжения нельзя применять слабые вольтметры, не рассчитанные для таких параметров.

    Все устройства разделяются по диапазону измерения. Существуют вольтметры, которые могут фиксировать как милливольты, так и киловольты. Бывают также модели для работы с микросхемами, так называемые микровольтметры. Они чувствительны к миллионной части вольта. Следует всегда смотреть на диапазон частоты измерения, перед тем как использовать вольтметр для снятия параметров напряжения в отдельно взятом участке электрической цепи. Применив микровольтметр вместо киловольтметра можно вызвать короткое замыкание.

    Особенно важно обратить внимание, что если прибор рассчитан для постоянного тока, то его нельзя подключать к переменному, и наоборот. Если применяется универсальный вольтметр, то перед его подключением необходимо выбрать режим измерения. В случае, когда он применяется для измерения постоянного напряжение, то на панели вольтметра необходимо установить значение, например + 60В. После этого нужно уменьшать вольтаж до тех пор, пока прибор не начнет считывание. Это проводится потому, что сети постоянного тока могут иметь различные напряжения. К примеру, в военной технике – 24В, автомобилях – 12В, а в некоторых мотоциклов – 6В. В том случае, когда нужно работать с сетью переменного тока, то устанавливается показатель 220В.

    Технические характеристики

    Вне зависимости от того, по какому принципу работает вольтметр, его назначению и способу исполнения, все приборы имеют общие критерии оценки эффективности. На них следует обратить внимание, перед тем как начинать использовать, или покупать устройство. В первую очередь это касается точности измерения. Этот показатель характеризует соответствие тех данных, которые фиксирует прибор, с реальными параметрами напряжения.

    При наличии максимального внутреннего сопротивления вольтметр любого типа будет оказывать минимальное влияние на электрическую цепь, с которой снимаются показатели. Чем выше этот показатель, тем устройство точнее.

    В обязанности домашнего мастера входит огромный перечень различных видов работ: начиная от ремонта сантехники и заканчивая диагностикой бытовых и автомобильных электросетей. Помимо необходимых для выполнения таких работ инструментов (например, изолированных отверток, бокорезов и прочего), в арсенале домашнего мастера должен присутствовать минимальный набор диагностических приборов, которые могут понадобиться при ремонте различных домашних электроприборов и диагностике бытовой электропроводки. Одним из таких приборов является цифровой электронный вольтметр.

    Данный тип измерительных приборов отличается высокой точностью определения параметров измерения, а также скоростью реагирования на изменение параметров тока.

    Так как выпускаемые приборы различаются по функциональным возможностям, чтобы выбрать подходящее изделие, первоначально нужно определиться с целями его применения. Например, в последнее время приобретает все большую популярность миниатюрный цифровой встраиваемый вольтметр, устанавливаемый в домашние электрощитки. Такое устройство позволит в любой момент узнать о текущем напряжении в сети.

    Кроме того, для удачного выбора прибора, оптимально соответствующего своим задачам, желательно иметь представление о характеристиках выпускаемых сейчас приборов.

    Виды цифровых вольтметров

    Существующие модели этих приборов можно разделить на несколько групп по их функциональным возможностям.

    В зависимости от типа измеряемого тока различают:

    • цифровой вольтметр постоянного тока
    • цифровой вольтметр переменного тока

    Как следует из названия, отличие заключается в возможности прибора измерять постоянный либо переменный ток. Для бытового использования необходимо приобретать исключительно универсальные модели, способные осуществлять оба типа измерений, так как в случае возникновения необходимости, скажем, в цифровом вольтметре для автомобиля, модель, предусматривающая измерение только переменного тока, не подойдет.

    По количеству измерения фаз различают:

    • цифровой трёхфазный вольтметр
    • цифровой однофазный вольтметр

    Первый вариант применяется в основном на входящем кабеле в многоквартирных домах, либо при подключении частного дома к трехфазному кабелю. В большинстве случаев такой функционал не нужен, так как питание электросети квартир осуществляется при помощи однофазного кабеля.

    По типу измеряемых величин:

    • приборы с возможностью измерения только показателей напряжения тока
    • приборы, предусматривающие возможность измерения многих параметров прохождения тока в сети

    К первому типу относят приборы, которые позволяют измерить только напряжение и характеристики частоты (для переменного тока).

    Сегодня более распространены приборы, позволяющие проводить измерение помимо напряжения также и других величин. В основном такие изделия способны измерять силу тока и сопротивление. Более дорогие модели обладают возможностью измерения параметров емкости электрических накопителей (конденсаторов), показателей индуктивности и так далее.

    Учитывая тот факт, что для бытового использования такое количество измеряемых параметров не нужно, желательно выбрать прибор, позволяющий измерять напряжение и силу тока, а также сопротивление проводника.

    По области применения можно различать:

    • универсальный вольтметр
    • цифровой вольтметр din
    • цифровой автомобильный вольтметр

    Первый вариант из перечисленных представляет собой мобильный прибор для измерения параметров тока в различных сетях. Подключение к измеряемой сети осуществляется при помощи набора щупов, что позволит подключаться к любым возможным контактным площадкам в измеряемой сети.

    Второй вариант представляет собой миниатюрный цифровой вольтметр, применяемый для стационарной установки в бытовой электрощиток. Используются такие устройства для мониторинга напряжения в домашней сети. В большинстве случаев способны предоставлять информацию исключительно относительно уровня напряжения.

    Для контроля уровня напряжения в бортовой сети автомобиля применяют цифровой вольтметр, устанавливаемый в прикуриватель. Такое изделие при помощи цифрового табло либо набора светодиодных индикаторов предоставляет информацию об уровне напряжения в сети автомобиля. Использование подобных устройств способно предотвратить возможность разряда аккумуляторной батареи вследствие низкого уровня тока, вырабатываемого генератором.

    Стоит отметить, что использование подобных устройств в основном распространено среди владельцев отечественных автомобилей. Устанавливать цифровой вольтметр в современное авто зарубежного производства в большинстве случаев бессмысленно, так как уже имеющаяся в таких машинах система контроля заряда аккумулятора и эффективный генератор способны поддерживать уровень заряда батареи на требуемом уровне.

    Также одним из параметров различия является диапазон измеряемых напряжений. В этом случае также необходимо исходить из предполагаемой области использования прибора. Например, для использования в быту желательно выбрать цифровой вольтметр с диапазоном измерения до 220 вольт. Оптимальным выбором будет прибор с некоторым запасом по диапазону измерения (например, до 300 В) для возможности фиксации повышенного напряжения.

    Для автомобиля подойдет вольтметр цифровой на 12 вольт. При желании контролировать повышение уровня напряжения над допустимым порогом можно приобрести вольтметр цифровой на 24в.

    Как выбрать вольтметр

    Чтобы выбрать прибор, способный осуществлять необходимые измерения, но при этом не имеющий ненужных возможностей, излишне повышающих цену прибора, первоначально нужно определиться с целями применения.

    В том случае, если потребителем не планируется проводить диагностику домашних электроприборов, а единственной требуемой функцией приобретаемого вольтметра будет измерение напряжения в бытовой сети, оптимальным выбором будет мини цифровой вольтметр, устанавливаемый в домашний электрощиток.

    Такой прибор позволит в любой момент получить информацию относительно уровня напряжения в бытовой сети без необходимости выполнения дополнительных манипуляций (например, нет надобности каждый раз подключаться щупами к розетке).

    Для контроля текущего уровня напряжения в бортовой сети автомобиля подойдет цифровой встраиваемый вольтметр постоянного тока. Большинство таких изделий для упрощения установки рассчитаны на подключение к разъему прикуривателя. Допустимый предел измеряемого напряжения у большинства изделий позволяет обнаруживать как пониженное, так и повышенное напряжение. Учитывая низкий уровень напряжения измеряемого тока, а также подключение к прикуривателю, который имеет защиту плавким предохранителем, риск при использовании такого устройства минимален. Учитывая данные факты, особых требований при выборе такого изделия нет. Лучшим выбором будет изделие с цифровой индикацией напряжения.

    При необходимости проведения диагностики электроприборов, а также различных фрагментов домашней электросети, потребуется приобретение мобильного прибора с набором щупов. В данном случае необходимо обратить внимание на функциональные возможности прибора и особенности его изготовления.

    Простой цифровой вольтметр в данном случае скорее всего не обеспечит необходимого набора функциональности. Для обеспечения диагностики электроприборов желательна также возможность измерения силы тока и сопротивления проводника.

    Выбрать желательно изделие с возможностью измерения как постоянного, так и переменного тока, что обеспечит расширение спектра задач, для которых можно использовать данный прибор.

    Профессиональные модели с возможностью измерения параметров трехфазного тока приобретать для использования в быту не имеет смысла. Такие приборы достаточно дороги, а учитывая питание бытовой электросети от однофазного тока, преимущественное большинство возможностей этих дорогих приборов останется невостребованным.

    Также имеющиеся у многих цифровых вольтметров возможности измерения параметров синусоиды переменного тока, вычисления средних значений напряжения за определенный промежуток времени и тому подобное, для домашнего мастера абсолютно не нужны.

    Стоит обратить внимание и на диапазон измеряемых напряжений. Вольтметр цифровой на 220в обеспечит возможность проведения необходимых измерений, но для более точного представления о параметрах тока в сети желательно выбрать прибор с определенным запасом по уровню измеряемых величин (например, с пределом измеряемого напряжения 300 В). Большинство современных моделей имеют предел измеряемого напряжения на уровне 600 В, чего вполне достаточно.

    Определенное влияние на цену прибора оказывает уровень защиты его корпуса от пробоя. При использовании в быту не имеет смысла приобретать изделие с высокой защитой, так как бытовое напряжение на уровне 220 В не обладает способностью пробивать значительный слой изоляции. Минимального уровня защиты, соблюдаемого при изготовлении таких приборов, будет вполне достаточно.

    Единственное, на что необходимо обратить внимание в данном случае – не стоит брать изделия неизвестных производителей в небольших торговых точках. Работа с электричеством в любом случае содержит определенный риск для жизни и здоровья, поэтому приобретаемый прибор должен быть изготовлен с соблюдением технических норм.

    Также необходимо остановиться на стремлении ряда энтузиастов, желающих сделать цифровой вольтметр своими руками. Самодельный цифровой вольтметр скорее всего не будет обладать необходимым уровнем защиты, что при использовании его для измерений в бытовой сети может представлять опасность для жизни. Поэтому перед тем, как сделать цифровой вольтметр, желательно обдумать необходимость таких действий, стоимость приобретения комплектующих и затраты времени. В большинстве случаев лучше приобрести готовое изделие.

    Особенности измерения напряжений переменных сигналов различной формы электронными аналоговыми вольтметрами. (ответы не нравятся)

    2.6. Электронные аналоговые вольтметры.

     

     

    Схема прибора. Принцип работы. Детекторы.

     

     

     

    Принцип действия. В электронных вольтметрах конструктивно объединены электронный преобразователь и измерительный механизм. Электрон­ный преобразователь может быть ламповым или полупроводнико­вым. Измерительный механизм обычно магнитоэлектрический. Элект­ронные аналоговые вольтметры позволяют производить измерения в широком диапазоне напряжений и частот.

     

     

    Электронные вольтметры постоянного тока выполняются по схеме, представленной на рис. 2.28.

     

    Измеряемое напряжение U, подается на входное устройство, представляющее собой многопредельный высокоомный делитель на резисторах. С делителя напряжение поступает на уси­литель постоянного тока и далее — на измерительный механизм. Де­литель и усилитель постоянного тока ослабляют или усиливают напряжение до значений, необходимых для нормальной работы измерительного механизма. Одновременно усилитель обеспечивает согласование высо­кого сопротивления входной цепи прибора с низким сопротивлением катушки измерительного механизма. Входное сопротивление электрон­ного вольтметра составляет обычно несколько десятков мегаом. Это позволяет производить измерения в высокоомных цепях без заметного потребления мощности от объекта измерения. Диапазон, измеряемых напряжений постоянного тока — от десятков милливольт до несколь­ких киловольт.

     

    Электронные вольтметры переменного тока выполняются по двум структурным схемам, представленным на рис. 2.29.

     

    В первой из этих схем измеряемое переменное напряжение сначала преобразуется в по­стоянное при помощи детектора, а затем усиливается усилителем по­стоянного тока и воздействует на измерительный механизм. Во второй схеме усиление производится на переменном токе (для этого служит усилитель переменного тока) и лишь затем предварительно усиленный сигнал выпрямляется детектором и отклоняет стрелку измерительного механизма. Эти схемы дополняют друг друга. Каждая из них обладает своими преимуществами и недостатками. По первой схеме могут строиться вольтметры, обладающие широким частотным диапазоном (10 Гц — 1000 МГц), но обычно не способные измерять напряжения меньше нескольких десятых долей вольта: детектор выпрямляет только достаточно большие напряжения.

     

    Вторая схема позволяет строить чувствительные вольтметры, нижний предел измерения которых составляет всего лишь единицы микровольт. Однако эти приборы имеют меньший частотный диапазон, поскольку частотный диапазон усилителя переменного тока трудно сделать до­статочно большим.

    //---------------------------------------

    18. Электронные вольтемтры.

    Самыми распространенными электронными приборами яв­ляются вольтметры, большинство из которых рассчитано не только на измерение переменных и постоянных напряжений, но также переменных и постоянных токов и активных сопротивле­ний.

    Тракт измерения переменных напряжений в электронных вольтметрах построен, как правило, по одной из схем, приведен­ных на рис.25. Первая схема (рис.25,а) предназначена для изме­рения малых напряжений. Недостаток ее - более узкий диапазон измеряемых частот.

    В основе построения измерительного устройства цифровых электронных вольтметров лежит тот или иной метод преобразо­вания аналоговой величины в цифровую форму. Большинство со­временных цифровых измерителей используют преобразования либо по методу поразрядного уравновешивания, либо по методу последовательного счета. Примеры функциональных схем, реа­лизующих эти методы, приведены на рис.26 и 27.

    На вход измерительного устройства подается постоянное напряжение Ux. Напряжение Ux представляет собой либо измеряемое постоянное напряжение, либо выходное напряжение де­тектора (при измерении переменного напряжения).

    При измерении напряжения по методу поразрядного урав­новешивания (рис.26) на первом такте измеряемое значение Ux сравнивается с максимальным напряжением UK старшего разряда генератора компенсирующего напряжения (ГКН). Если UK > Ux> то схема сравнения вырабатывает сигнал, выключающий этот разряд из дальнейшего рассмотрения. Если UK<UX, то он остает­ся включенным. На втором такте Ux сравнивается с величиной UK/2 и происходят те же операции. На третьем такте происходит сравнение Ux и UK/4 и т.д. Результат измерения считывается по числу оставшихся включенными разрядов.

    Функционирует схема рис.27 следующим образом; в начале измерения запускается устройство управления, которое пооче­редно вырабатывает параллельные коды, соответствующие вели­чинам UK, UK /2; UK/4 и т.д. Под воздействием этих кодов ГКН формирует компенсирующие напряжения UK, UK/2 и т.д. до тех пор, пока очередное напряжение не окажется менее измеряемого Ux и на уравновешивающую цепь не поступит соответствующее напряжение. В этом случае разряд, подаваемый на ГКН, не сни­мается, а указанная процедура повторяется для следующего младшего разряда.

     

     

    При измерении напряжения по методу последовательного счета (рис.27) в момент начала измерения запускается (вручную или автоматически) пусковое устройство, вырабатывающее им­пульс, определяющий момент начала работы генератора линейно изменяющегося напряжения UK, поступающего на компаратор. Одновременно этот же импульс открывает схему совпадения и на вход электронного отсчетного устройства начинают поступать от кварцевого

     генератора счетные импульсы. В момент равенства измеряемого напряжения Ux и UK компаратор вырабатывает сигнал, запирающий схему совпадения. Таким образом, электронное отсчетное устройство фиксирует число импульсов, прошедших за время, пока открыта схема совпадения. Это время пропорцио­нально измеряемой величине напряжения UK.

    Выходное сопротивление электронных вольтметров составляет десятки кОм. Ими можно измерять сопротивления от единиц мкВ до нескольких кВ. Основные источники погрешностей здесь: нестабильность элементов и собственные шумы электронных схем. Класс точности таких приборов – до 1,5. И магнитоэлектрическим и электронным вольтметрам присуща температурная погрешность, а также механические погрешности измерительного механизма и погрешности шкалы.

    //---------------------------------------

    Глава 11 Электронные вольтметры переменного тока. Принцип работы, устройство, основные характеристики.

    Электронным вольтметром называется прибор, показания которого вызываются током электронных приборов, т. е. энергией источника питания вольтметра. Измеряемое напряжение управляет током электронных приборов, благодаря чему входное сопротивление электронных вольтметров достигает весьма больших значений и они допускают значительные перегрузки.

    В электронных вольтметрах конструктивно объединены электронный преобразователь и измерительный механизм. Электрон­ный преобразователь может быть ламповым или полупроводнико­вым. Измерительный механизм обычно магнитоэлектрический.

    Недостатками вольт­метров являются трудность изменения предела измерений, из-за чего приборы выполняются, как правило, однопредельными, и низ­кая чувствительность (верхний предел измерений не менее десятков вольт), что определяет преимущественное их использование для измерения высоких напряжений. Необходимость питания от стабильных источников по­стоянного или переменного напряжения; необходимость в электри­ческой установке стрелки измерителя на нуль или калибровке вольтметра перед началом измерений; сравнительно большая по­грешность измерений (до 3—5%). Шкалу любого электронного вольтметра градуируют в среднеквадратических (действующих) значениях напряжения синусоидальной формы. Исключение составляют импульсные вольтметры, шкалу которых градуируют в амплитудных значениях.

    Преимущества

    Электронные вольтметры обладают высокой чувствительностью, высоким входным сопротивлением, широким диапазоном измеряемых напряжений, могут работать в широком диапазоне частот.

    Диапазон измерений

    Электронные вольтметры обладают широким диапазоном измеряемых напряжений: от десятков нановольт на постоянном токе до десятков киловольт, работают в частотном диапазоне от постоянного тока до частот порядка сотен мегагерц, входное сопротивление более 1 МОм.

    Вольтметры с уравновешивающим преобразованием, как правило, имеют более высокие классы точности: 0,2 – 2,5.

    Электронные вольтметры чаще всего делятся:

    - по назначению: пост. и перем. тока, импульсные, фазочувствительные, селективные, универсальные.

    - по типу отсчетного устройства: аналоговые (возможность контроля постоянства, более высокая скорость считывания показаний) и цифровые (высокой точностью),

    - по методу измерения: прямого сравнения с мерой и компенсационного.

    - по измеряемым параметрам напряжения: амплитудные, среднеквадратич. значения, - по частотному диапазону: НЧ, ВЧ, широкодиапазонные.

    При измерении U=I напряжений постоянного тока, определяют его значение. При измерении напряжений переменного тока находят значение какого-либо его параметра – пиковое (наибольшее мгновенное значение напряжения за время измерения или за период), среднее (постоянная составляющая U0=1/T∙⌠0TU(t)dt), средне-выпрямленное (среднее значение модуля напряжения: UСВ=1/T∙⌠0T|U(t)|dt) или среднеквадратическое (U=√(1/T)∙⌠0TU2(t)dt).

    Связь между пиковым, средневыпрямленным и среднеквадратичным знаением напряжения данной формы устанавливается при помощи коэффициента амплитуды: Кп=Um/U и коэф. формы кривой: Кф=U/UСВ. Для напряжений синусоидальной формы коэффициент амплитуды =√2, коэффициент формы 2√2/π.

    Вольтметры переменного тока выполняются по одной из следующих схем. 1)uх –[ВБ]-->[Д]-->[УПТ]-->[ИП], 2) uх –[ВБ]-->[У~T]-->[Д]-->iх [ИП]. ВБ – входной блок, УПТ – усилитель постоянного тока, ИП – измерительный прибор, У~T – усилитель переменного тока, Д – демодулятор.

    В схеме 1 измеряемое переменное напряжение сначало преобразуется в постоянное, затем усиливается в УПТ, индуцируется на ИП. Вольтметры, построенные по этой схеме имеют очень широкий диапазон частот, недостаток – невозможность измерения малых напряжений или большая аддитивная погрешность при измерении малых напряжений из-за падения напряжения на p-n переходах. Вольтметры, построенные по 2-ой структуре – усиливается сразу переменное напряжение и выпрямление осуществляется после усиления. Такие вольтметры отличаются высокой чувствительностью и могут измерять напряжение десятки микровольт, но их диапазон рабочих частот ограничен полосой пропускания УПТ.

     

    На каком принципе работает цифровой вольтметр? . Электроника в вопросах и ответах

    Вольтметры с цифровым отсчетом служат прежде всего для измерения постоянного напряжения и обычно работают на принципе компенсации измеряемого напряжения с помощью эталонного напряжения. Из нескольких методов цифрового измерения напряжения самым простым является импульсно-временной метод. При использовании этого метода измерение напряжения осуществляется путем изменения его значения на определенный временной интервал, измеряемый на принципе счета импульсов. Структурная схема цифрового вольтметра, работающего на таком принципе, представлена на рис. 13.8, а.

    Рис. 13.8. Цифровые измерения напряжения импульсно временным методом:

    а — структурная схема; б — принцип действия

    Основной составляющей частью является аналого-цифровой преобразователь, называемый в этом случае преобразователем напряжение — время. Преобразователь содержит измерительный компаратор, который сравнивает измеряемое напряжение Ux с линейно нарастающим эталонным напряжением Uэт, подводимым от специального генератора. В момент равенства напряжений Ux и Uэт на выходе схемы сравнения появляется импульс сравнения. Второй импульс сравнения появляется на выходе нулевого компаратора в момент перехода напряжения Uэт через нулевой уровень. Оба импульса открывают и закрывают вентиль, через который проходят образуемые генератором эталонных импульсов сформированные соответствующим образом узкие импульсы. Интервал времени между двумя импульсами сравнения является мерой величины Ux, а последовательность импульсов свидетельствует о знаке измеряемого напряжения. Число импульсов за время отпирания вентиля подбирается так, что напряжение непосредственно считывается по показаниям счетчика на цифровом индикаторе.

    Современные цифровые вольтметры обеспечивают точность измерений 0,01—0,001 %.

    Параметры вольтметра | Single-phase.ru

    А Вы знаете, что такое параметры вольтметра?

    Параметры вольтметра.

    Основные параметры вольтметра

    Измерение напряжения выполняется во многих устройствах с помощью вольтметра, который представляет собой ручное устройство, которое измеряет разность потенциалов или напряжения между положительным и отрицательным контактами, которые находятся в контакте с местами в проводящей электрической цепи. Поскольку напряжение определяется как разность потенциалов между двумя точками в проводящей цепи, существует множество схем, которые также имеют встроенную измерительную способность напряжения. Напряжение определяется как электрическая разность между двумя точками в цепи, которая имеет ток в один ампер и рабочую энергию одного ватта, и является важной особенностью любого электрического устройства.

    Когда происходит измерение напряжения, если показание указывает на положительное значение, это означает, что устройство измерения напряжения отображает истинный характер тока в цепи, от положительного провода через измерительное устройство напряжения до отрицательного провода и обратно в схему. Если вольтметр указывает отрицательное значение, это означает, что положительный и отрицательный выводы обращаются вспять, и ток фактически протекает в обратном направлении. Независимо от того, как выводы вольтметра расположены в точках цепи, измерение напряжения является индикатором разности потенциалов только в двух точках схемы и, строго говоря, является переменным измерением, а не одним из фактического тока.

    Ток протекает от положительного к отрицательному потенциалу в цепи. Вольтметры показывают это как положительное значение для показаний. Верно также, что фактический физический поток электронов в цепи находится в обратном направлении от отрицательного к положительному, как уравновешивающий эффект тока. Измерение напряжения часто путают с потоком тока, но ток фактически измеряется в амперах, а напряжение можно рассматривать как моментальный снимок во времени разницы в электрическом потенциале в двух точках цепи.

    Как работает устройство измерения напряжения? Оно перенаправляет часть тока в цепи в процессе измерения через блок. Это изменяет фактическое напряжение цепи во время замеров вольтметром. Тем не менее, большинство вольтметров построены так, чтобы иметь очень незначительное влияние на характеристики схемы во время таких измерений.

    Другие типы внешних и встроенных схемных устройств, измеряющих напряжение, включают в себя карты осциллографа и аналого-цифрового преобразователя (A / D) на компьютерах. Некоторые устройства также измеряют больше, чем просто напряжение, например, комбинированное измерение напряжения тока или сопротивление цепи, и эти устройства называются мультиметрами. Многие современные версии устройств измерения напряжения являются цифровыми и обеспечивают одно дискретное значение считывания.

    Ранние формы вольтметров были построены по аналоговому принципу непрерывного измерения значения напряжения и имели градуированный датчик с иглой, которая колебалась бы вверх и вниз по мере изменения напряжения. В связи с этим они в какой-то мере напоминают считывание осциллографа, который создает графическое отображение непрерывного измерения напряжения в течение заданного периода времени. Компьютеры используют аналого-цифровые преобразователи для измерения напряжения и изменения измерения на двоичный сигнал, который компьютер понимает. Эти устройства также принимают истинное входное напряжение в терминах аналогового сигнала и меняют его на цифровое значение, которое может анализировать программное обеспечение на компьютере.

    Вольтметр - как подключить и для чего он нужен?

    Вольтметр — это устройство, которое используется для измерения электрического напряжения . Человек не может своими чувствами судить об этой физической величине, выраженной в вольтах [В], поэтому он должен был создать для нее подходящее устройство. Сама идея вольтметра очень стара, хотя современные приборы сильно отличаются от своих предков!

    Типы вольтметров

    Вольтметры

    можно разделить на две группы: аналоговые и цифровые .Каждый из них имеет различную структуру, точность и применение, хотя наиболее важные функции одинаковы. Каждый из них предназначен для измерения напряжения.

    Вольтметры аналоговые (стрелочные)

    Этот тип вольтметра был использован первым, потому что его конструкция относительно проста . Маленькая катушка, подвешенная на очень тонком подшипнике, окружена магнитным полем от небольшого магнита. Чем больший ток протекает через него — то есть чем большее напряжение мы прикладываем к нему — тем сильнее он будет отклоняться.Достаточно приложить к катушке указатель, чтобы получить инструмент.

    Несмотря на свою простоту, такие устройства имеют ряд недостатков. Во-первых, их точность оставляет желать лучшего. Они могут работать в строго определенном положении и диапазоне температур, иначе показания будут искажаться. Более того, они потребляют довольно много энергии от измеряемой цепи.

    Разрешение такого измерения тоже не ошеломляет. Например, на вольтметре с диапазоном измерения до 400В практически невозможно отличить 355В от 360В.Гораздо лучше в этом отношении...

    Цифровые вольтметры

    Напряжение, поступающее на вход прибора, преобразуется в эквивалентную ему цифровую форму. Это делает встроенный в вольтметр аналого-цифровой преобразователь . Для этого существует несколько различных методов, и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

    Результат обработки соответствующим образом преобразуется встроенным контроллером, который представляет собой полностью цифровую систему, а затем отображается на дисплее .Это может быть светодиодный дисплей, это может быть ЖК-дисплей, а также совершенно другой — например, экран компьютера.

    По сравнению с аналоговым вольтметром проблема чтения решена. Достаточно уметь читать цифры отображаемые на экране, правильное положение прибора здесь ни для чего не нужно.

    На практике наиболее часто используемым вольтметром является мультиметр . Это настоящий комбайн для выполнения различных измерений, в основном тока, напряжения и сопротивления, но не только. Современные мультиметры представляют собой цифровые приборы , чаще всего оснащенные жидкокристаллическими дисплеями (ЖКД)

    Как измерить напряжение?

    Общее правило: вольтметр подключается параллельно . Это значит, что мы подносим наконечники вольтметра к выводам элемента, на котором мы хотим измерить напряжение. Никаких вмешательств в систему не делаем, ничего не отстегиваем и не переделываем. В этом отношении измерение напряжения минимально инвазивно .

    Подготовка инструмента

    Например, если вы хотите измерить напряжение на клеммах аккумулятора, установите поворотный переключатель мультиметра в положение Измерение напряжения постоянного тока (В постоянного тока или В =). Измеренное напряжение должно быть ниже ожидаемого. Если вы не уверены, в каком порядке может быть это значение, вы можете начать с самого высокого , а затем уменьшить, если результат меньше нижнего диапазона. Таким образом, мы получим максимально точный результат с максимально достижимым разрешением.

    Концы устройства размещаются на клеммах аккумулятора: красный к положительному полюсу, а черный к отрицательному полюсу. Черный провод следует поместить в гнездо с пометкой COM или GND, а красный провод в гнездо с обозначением буквой V. Стоит помнить, что не должен касаться металлических частей пальцев , так как это может исказить результат. Более высокое напряжение может поразить даже невнимательную электронику! Вот почему мы всегда держим измерительные наконечники за их изолированные части.

    Откуда этот минус?

    Может оказаться, что мы перепутали полярность: красный провод подключен к минусовой клемме, а черный провод к плюсовой.Для современных мультиметров ничего страшного - результат будет минус. Для получения максимально возможной точности рекомендуется поменять местами провода и повторить измерение.

    Переполнение диапазона

    Может оказаться, что измеренное напряжение выше, чем ожидает наш . Например, если вы измерите напряжение около 9 В в диапазоне 2 В, вольтметр покажет ошибку. В большинстве случаев он обозначается цифрой «1».

    Измерение напряжения переменного тока

    Однако с помощью мультиметра мы можем измерить не только постоянное напряжение. Также можно измерять переменное напряжение, например, в сетевой розетке. Полярность не определена , а это значит, что результат точно не будет отрицательным, независимо от направления приложения измерительных наконечников.

    Для выполнения такого измерения установите ручку в положение VAC или V~. Число, отображаемое на экране, в случае простых мультиметров будет , среднеквадратичное значение напряжения .Однако здесь есть одна загвоздка: прибор будет корректно работать только при синусоидальном переменном напряжении с заданной частотой

    .

    Для измерения напряжения более искаженных сигналов или сигналов другой частоты необходимо использовать прибор с датчиком TrueRMS . Он будет измерять истинное среднеквадратичное значение, а не просто приближение, как это делают дешевые приборы.

    .

    вольтметр

    Определение: Прибор, измеряющий напряжение или разность потенциалов в вольтах, называется вольтметром. Принцип работы основан на том, что крутящий момент создается током, который вызывает измерение напряжения, и этот крутящий момент отражается стрелкой прибора. Отклонение показателя прямо пропорционально разности потенциалов между точками. Вольтметр всегда подключают параллельно цепи.

    Символическое изображение вольтметра

    Вольтметр представлен буквой V внутри круга вместе с двумя клеммами.

    Почему вольтметр подключен параллельно?

    Вольтметр

    построен таким образом, что их внутреннее сопротивление всегда остается высоким. Если он соединяется последовательно с цепью, он минимизирует ток, протекающий из-за измеряемого напряжения. Это мешает показаниям вольтметра.

    Вольтметр всегда подключается параллельно цепи , так что происходит такое же падение напряжения. Высокое сопротивление вольтметра сочетается с импедансом компонента, через который он подключен.И общий импеданс системы равен импедансу компонента. Таким образом, вольтметр не блокирует цепь, и счетчик дает правильные показания.

    Почему вольтметр имеет высокое сопротивление?

    Вольтметр

    имеет очень высокий внутренний импеданс, поскольку он измеряет разность потенциалов между двумя точками цепи. Вольтметр не изменяет ток измерительного прибора.

    Если вольтметр имеет низкое сопротивление, через него проходит ток и вольтметр дает неверный результат.Высокое сопротивление вольтметра не позволяет току проходить через него, поэтому получаются правильные показания.

    Тип вольтметра

    Вольтметр подразделяется на три категории. Классификация вольтметров показана на рисунке ниже.

    По конструкции вольтметр бывает следующих типов.

    Вольтметр PMMC

    Он работает по тому принципу, что токопроводящий проводник с током помещают в магнитное поле и пускают ток, действующий на проводник.Из-за измеряемого напряжения в приборе PMMC индуцируется ток, и этот ток отклоняет стрелку измерителя.

    Вольтметр PMMC используется для измерения постоянного тока. Точность прибора очень высока при низком энергопотреблении. Единственным недостатком этого инструмента является то, что он очень дорогой. Диапазон вольтметра PMMC увеличивается за счет последовательного включения сопротивления.

    Вольтметр МИ

    Инструмент MI расшифровывается как Movable Iron Instrument. Этот прибор измеряет как переменное, так и постоянное напряжение. В этом типе прибора отклонение прямо пропорционально напряжению катушки. Подвижный железный инструмент подразделяется на два типа.

    • Тип аттракциона Moving Iron Instrument
    • Подвижный железный инструмент с отталкиванием

    Электродинамометрический вольтметр

    Вольтметр Электродинамометр используется для измерения напряжения как переменного, так и постоянного тока .В этом типе устройства калибровка одинакова для измерений переменного и постоянного тока.

    Вольтметр выпрямительный

    Этот тип прибора используется в цепях переменного тока для измерения напряжения. С помощью выпрямителя преобразователь преобразует количество переменного тока в количество постоянного тока. Затем сигнал постоянного тока измеряется прибором PMMC.

    Ниже показана классификация приборов в отношении отображения результатов.

    Аналоговый вольтметр

    Аналоговый вольтметр используется для измерения переменного напряжения. Отображает показания с помощью указателя, закрепленного на калиброванной шкале. Отклонение индикатора зависит от действующего на него крутящего момента. Величина развивающегося крутящего момента прямо пропорциональна испытательному напряжению.

    Цифровой вольтметр

    Вольтметр, отображающий показания в числовой форме, называется цифровым вольтметром.Цифровой вольтметр дает точные результаты.

    Прибор для измерения постоянного тока известен как вольтметр постоянного тока, а вольтметр переменного тока используется в цепи переменного тока для измерения напряжения переменного тока.

    .

    В чем разница между вольтметром и амперметром?

    В настоящее время часто используются мультиметры, функции которых изменены например, с поворотной ручкой. Такое устройство может быть по желанию амперметр, вольтметр, омметр и др.

    Вольтметр и амперметр (в условной форме) для измерения силы тока с помощью аналогового гальванометра. Секрет в другом включить его в цепь.

    Параллельно включаем вольтметр.Ток через вольтметр протекает через соединенные последовательно: гальванометр, то есть непосредственный измерительный прибор Текущий и большое известное сопротивление . Падение напряжения просто равны , а поскольку сопротивление велико, сила тока очень мал, поэтому ток, протекающий через тестируемый элемент, почти безмятежный.

    Амперметр включаем последовательно, но у него внутри два параллельные ветви. Один с известным очень небольшим сопротивлением , по по которому течет большая часть тока, а другой с большим сопротивлением и с гальванометром, включенным последовательно к этому сопротивлению.

    Значит амперметр малое сопротивление с присоединенными к нему параллельно вольтметр.

    Измерение тока течет по ветке с сопротивлением мы измеряем общий ток и потому что оно может принять это , поэтому показания гальванометра (измерительного Текущий ) нам просто нужно изменить масштаб, умножив на фактор

    Сам (поворотный) гальванометр измеряет силу отклонения рамка, помещенная во внешнее магнитное поле. Вращение кадра это вызвано магнитным полем, наведенным потоком ток в нем, сдерживаемый пружиной.Сила с одной стороны пропорционально прогибу (благодаря этому мы можем его измерить), а с другой к интенсивности.

    В случае цифровых счетчиков внутренняя конструкция может быть перевернутый. Датчик (аналогово-цифровой преобразователь) может измерять напряжение, а не ток, как гальванометр. Однако на практике этого нет важнее, так как амперметр всегда можно использовать как вольтметр и наоборот.Достаточно знать (или измерить) внутреннее сопротивление инструмент и иметь известное маленькое (большое) перетаскивание для преобразования вольтметр (соответственно: амперметр) к амперметр (соответственно: вольтметр).

    .

    Что такое цифровые вольтметры и где они используются?

    Использование профессиональных измерительных приборов – повседневная жизнь многих специалистов. Правильные инструменты обеспечивают точную, безопасную и эффективную работу. Одним из самых популярных устройств в этой категории, несомненно, является цифровой вольтметр. Это современное устройство, используемое в электротехнической промышленности, электромеханической промышленности и во многих сферах деятельности домашних энтузиастов.

    Преимущества цифровых вольтметров

    Устройство, известное как цифровой вольтметр, является современным ответом на аналоговые вольтметры. Вольтметр представляет собой измерительный прибор, позволяющий измерять электрическое напряжение . Очень часто можно встретить комбинацию модуля вольтметра и амперметра, благодаря чему вы получаете дополнительную функцию прибора. Пользователь может измерять не только напряжение, но и ток, мощность и энергию. Цифровой вольтметр хорошего качества работает молниеносно, обеспечивает точное измерение и прямое считывание.Производители создают малогабаритные счетчики, а также профессиональные и объемные устройства для специальных задач.

    Использование вольтметра

    Цифровой вольтметр

    имеет высококачественный ЖК-дисплей, на котором результаты отображаются в соответствующей единице измерения. Подключение счетчика очень простое и не требует специального оборудования. Цифровые вольтметры используются для проверки электрических систем, контроля работы аккумуляторов, измерения энергопотребления различных устройств и измерения параметров сети .На рынке есть приборы с другим диапазоном измерения. Поэтому стоит убедиться, какой вольтметр будет соответствовать всем ожиданиям, предпочтениям и потребностям будущего владельца.

    .

    Универсальный электросчетчик - как пользоваться, как мерить? Инструкция

    Электросчетчик - Как пользоваться цифровым мультиметром? Инструкция

    Нередко люди, имеющие в мастерской электросчетчик, задаются вопросом, как им пользоваться. Как уже было сказано, мультиметр представляет собой универсальный цифровой измерительный прибор, позволяющий измерять как электрические, так и неэлектрические величины в широком диапазоне значений. Инструкции по выполнению основных измерений электрических величин и температуры будут представлены ниже.

    Измерение напряжения мультиметром

    Любой мультиметр с измерением постоянного и переменного напряжения (V AC/DC) можно использовать для измерения напряжения (т.е. разности потенциалов).
    Для проведения такого измерения подготовьте прибор.

    • Включите устройство. Если символ батареи не появляется на ЖК-дисплее, вы можете продолжить измерение.
    • Во входное гнездо COM вставьте черный штекер измерительного провода, во входное гнездо с маркировкой V/Ω/f вставьте красный штекер измерительного провода.
    • Поворотный переключатель функций и диапазонов, устанавливаемый в положение V=, если вид измеряемого тока постоянный (DC), или в положение V~, если вид измеряемого тока - переменный ток (AC) - в в некоторых счетчиках тип тока переключается нажатием кнопки .
    • Выберите диапазон измерения, немного превышающий ожидаемый результат измерения. Если вы не можете аппроксимировать напряжение в цепи, начните измерение с наибольшего диапазона, затем постепенно уменьшайте диапазоны измерения, чтобы получить необходимое вам разрешение измерения.В мультиметрах с функцией автоматического изменения диапазона, например UT33A+, UT70B, UT120, UT139C, нет необходимости выбирать лучший диапазон измерения, прибор сделает это автоматически.

    См. счетчик с функцией автоматического изменения диапазона в предложении Rebel Electro >>
    • Соблюдая предельную осторожность, обязательно, когда напряжение в цепи может превысить значение 30 В эфф. переменного/постоянного тока, прикоснуться щупами щупов к точкам цепи, между которыми будет измеряться напряжение.
    • Снимите показания с ЖК-дисплея.
    • После завершения измерений выключите счетчик, также рекомендуется вынуть заглушки из входных разъемов счетчика.

    Примечание. Если при измерении напряжения постоянного тока на дисплее перед фактическим значением отображается «-», это означает обратную полярность (красный щуп был подключен к точке с более низким (отрицательным) потенциалом, поменяйте местами щупы между щупами .

    Как измерить силу тока?

    Хотите знать, как измерить силу тока в розетке? Для этого подойдет любой мультиметр с функцией измерения постоянного тока (A DC) и переменного тока (A AC).

    Основной единицей силы тока является 1 А (ампер), более мелкие единицы: миллиампер 1 мА = 0,001 А и микроампер 1 мкА = 0,000001 А.

    Для измерения силы тока, например, в розетке, счетчик должен быть надлежащим образом подготовлен.

    • Включите счетчик. Если на ЖК-дисплее появляется символ батареи, это означает, что напряжение батареи слишком низкое, и ее следует заменить новой. В противном случае вы можете продолжить измерения.
    • Во входное гнездо COM вставьте черный штекер измерительного провода, во входное гнездо мА или 10 (20) А вставьте красный штекер измерительного провода.
    • Поворотный переключатель функций и диапазонов, устанавливаемый в положение А - если вид измеряемого тока постоянный (DC), или в положение A ~ - если измеряемый вид тока переменный ток (AC).В некоторых моделях счетчиков вид тока переключается нажатием на кнопку. Большинство мультиметров имеют функцию измерения постоянного тока АЦП, и только некоторые модели, например, КТ890, UT51, UT58A, UT131B, могут измерять как постоянный, так и переменный ток.
    • Отключите питание цепи, подключите к ней тестовые щупы тестовых проводов, чтобы сформировать последовательную цепь, состоящую из источника тока, приемника и мультиметра.
    • Выберите диапазон измерения, немного превышающий ожидаемый результат измерения.Если вы не можете аппроксимировать ток в проверяемой цепи, начните измерение с самого большого диапазона, т.е. 10А (20А), а затем постепенно уменьшайте диапазоны измерения, чтобы получить требуемое разрешение измерения.
    • Здесь может потребоваться изменить входной разъем. Соблюдая предельную осторожность, обязательно, когда напряжение в цепи может превысить значение 30 В эфф. переменного/постоянного тока, включить питание проверяемой цепи.
    • Снимите показания с ЖК-дисплея.
    • После завершения измерений выключите счетчик и выньте заглушки из входных разъемов счетчика.


    При выходе за пределы диапазона измерения на дисплее появляется символ OL. Однако, если при измерении постоянного тока на дисплее перед фактическим значением отображается знак «-», это означает обратную полярность (красный щуп был подключен к точке с более низким (отрицательным) потенциалом), т.е. измерительные провода следует поменять местами.

    Измерение электрической емкости

    Для измерения емкости подойдет любой мультиметр с функцией измерения емкости (Сх).

    Основной единицей измерения емкости является 1Ф (фарад), это очень большая единица и редко используется на практике, но используются меньшие единицы: 1мкФ (микрофарад) 1мкФ = 0,000001Ф, 1нФ (нанофарад) 1нФ = 0,001мкФ, 1пФ (пикофарад) 1 пФ = 0,001 нФ.
    Как измерить электрическую емкость? Начните с подготовки манометра.

    • Включите счетчик. Если символ батареи не появляется на ЖК-дисплее, вы можете продолжить измерение.
    • Во входное гнездо COM вставьте черную вилку щупа, во входное гнездо с маркировкой V/Ω/f вставьте красную вилку щупа или используйте специальный переходник, которым оснащены некоторые мультиметры.
    • Поворотный переключатель функций и диапазонов, установленный в положение Cx.
    • Лучше всего выбрать диапазон измерения, немного превышающий ожидаемый результат измерения.Если вы не можете приблизить значение емкости, начните измерение с самого большого диапазона, а затем постепенно уменьшайте диапазоны измерения, чтобы получить необходимое разрешение измерения.
    • Соблюдая предельную осторожность, обязательно, когда напряжение в цепи может превысить значение 30 В переменного/постоянного тока, отключить подачу питания на цепь и обязательно разрядить высоковольтные конденсаторы, затем прикоснуться щупами щупов к точки цепи, между которыми будет измеряться емкость, чаще всего это будут концы проверяемого конденсатора, (либо концы проверяемого конденсатора вставьте в специальный переходник, либо в специальное гнездо, помеченное символом Сх ).
    • Снимите показания с ЖК-дисплея.

    Если диапазон измерения превышен, на дисплее отображается символ OL.

    В мультиметрах с автоматическим переключением диапазонов нет необходимости выбирать наилучший диапазон измерения, прибор сделает это автоматически.

    Измерение частоты тока

    Для измерения частоты подходит любой измеритель с функцией измерения частоты (Fx).

    Основной единицей измерения частоты является 1 Гц (герц), другие используемые единицы измерения: 1 кГц (килогерц) 1 кГц = 1000 Гц, 1 МГц (мегагерц) 1 МГц = 1000000 Гц.

    Как измерить частоту тока?

    • Включите счетчик. Как и выше, если символ батареи не отображается на ЖК-дисплее, вы можете продолжить измерение.
    • Во входное гнездо COM вставьте черный штекер измерительного провода, во входное гнездо с маркировкой V/Ω/f вставьте красный штекер измерительного провода.
    • Установите поворотный переключатель функций и диапазонов в положение Fx.
    • Лучше всего выбрать диапазон измерения, немного превышающий ожидаемый результат измерения. Если вы не можете аппроксимировать значение частоты, начните измерение с самого большого диапазона, а затем постепенно уменьшайте диапазоны измерения, чтобы получить необходимое разрешение измерения.
    • Соблюдая предельную осторожность, обязательно, когда напряжение в цепи может превысить значение 30 В среднеквадратичного переменного/постоянного тока, прикоснитесь измерительными проводами к точкам цепи, где будет измеряться частота тока.
    • Снимите показания с ЖК-дисплея.


    При измерении частоты тока важен уровень сигнала, подаваемого на входные клеммы счетчика, в инструкции к каждой модели счетчика подробно указаны эти уровни, они зависят от частоты тока.

    Многие модели мультиметров, распространяемых Rebel Electro, имеют функцию автоматической смены диапазонов измерения. Проверить >>

    Измерение температуры мультиметром

    Для измерения температуры подойдет любой мультиметр с функцией измерения температуры.Основной единицей измерения температуры является 1⁰C (градус Цельсия) или 1⁰F (градус Фаренгейта).

    Rebel Electro предлагает счетчики с возможностью измерения температуры в двух шкалах: Цельсия и Фаренгейта. Примером такого устройства будут, например, модели UT131C, PRO UT191T, RB33C.

    В этом случае используется датчик типа K, поставляемый с мультиметром и подходящий для измерения температуры в диапазоне от -40⁰C до 260⁰C (от -40F до 500⁰F).

    • Подготовьтесь к измерению и включите прибор. Помните, что измерения не могут быть выполнены, если на дисплее отображается символ батареи, так как это означает, что напряжение батареи слишком низкое и ее следует заменить новой.
    • Во входное гнездо COM вставьте черный штекер тестового щупа, во входное гнездо с маркировкой V / Ω / f / ⁰C вставьте красный штекер тестового щупа.
    • Установите поворотный переключатель функций и диапазонов в положение «⁰C» (⁰F).Напоминаем, что при превышении диапазона измерения на дисплее появится символ OL.
    • С особой осторожностью, обязательно, когда напряжение в цепи может превысить значение 30Vrms AC/DC, прикоснуться измерительным наконечником щупа типа К к точке (поверхности), температура которой будет измеряться. Возьмите показания на ЖК-дисплее.
    • После завершения измерений выключите счетчик, также рекомендуется вынуть штекеры щупов из входных разъемов счетчика.
    .

    Лаборатория ТиП 3

    Вольтметр - измерительный прибор, с помощью которого измеряют электрическое напряжение (единица измерения напряжения вольт ).

    Польский лабораторный магнитоэлектрический вольтметр типа LM-3

    Включается параллельно электрической цепи . Идеальный вольтметр имеет бесконечно большое внутреннее сопротивление. Следовательно, ожидается пренебрежимо малое потребление тока измерительной катушкой .

    Точность измерения

    Цепи, в которых измеряется напряжение, могут иметь различную конфигурацию и параметры, которые могут изменяться из-за включения в цепь вольтметра, в результате чего результат измерения подвержен определенной погрешности - так как вольтметр чаще всего потребляет мощность ( энергия ) из системы. Эти изменения будут тем меньше, чем меньше мощность (таким образом силы тока ), потребляемая вольтметром:

    где

    i - напряжение на вольтметре и сила тока, протекающего через вольтметр,

    - сопротивление вольтметра.

    Следовательно, идеальный вольтметр имеет бесконечно большое сопротивление Ом В (тогда ток и В , потребляемый из цепи, стремится к нулю - таким образом, как показано в приведенном выше уравнении, мощность, потребляемая из системы является минимальным).

    Никакой реальный вольтметр не имеет бесконечно большого сопротивления, и поэтому каждый результат измерения напряжения с помощью вольтметра имеет определенную систематическую ошибку , связанную с методом измерения. Необходимо добавить поправку, когда эта погрешность больше 0,1 значения предельной погрешности вольтметра .

    Для оценки необходимости применения поправки относительная предельная погрешность вольтметра сравнивается с относительной систематической погрешностью, выраженной как:

    где

    - сопротивление цепи

    - сопротивление вольтметра

    Типы вольтметров

    По принципу действия вольтметры делятся на:

    • магнитоэлектрический

    • соленоид

    • электродинамический

    • электростатический

    • цифровой

    Магнитоэлектрический вольтметр

    Принцип действия данного вольтметра основан на действии магнитного поля, создаваемого током, протекающим через катушку, намотанную на подвижную часть измерителя, на постоянное магнитное поле, в котором находится катушка.Вольтметр магнитоэлектрический применяется для измерения постоянных напряжений [1] . После использования выпрямительной системы он также может измерять переменное напряжение.

    Вольтметр электромагнитный

    Вольтметр работает по принципу воздействия электромагнитного поля неподвижной катушки на ферромагнитный сердечник, являющийся подвижной частью измерительной системы [1] . Электромагнитный вольтметр используется для измерения переменного напряжения.Из-за своей простой конструкции и, следовательно, низких производственных затрат, это наиболее часто используемый тип счетчика, особенно в технических измерениях.

    Электродинамический вольтметр

    Электродинамический вольтметр имеет две катушки, подвижную и неподвижную, которые соединены последовательно. В результате взаимодействия обеих катушек (неподвижной и подвижной), по которым протекает ток, создается момент сил, действующих на индикатор [1] . Этот вольтметр использовался для измерения переменного и постоянного напряжения.Он имеет более сложную конструкцию, чем магнитоэлектрический и электромагнитный вольтметр, что делает его более дорогим и наименее используемым.

    Для расширения диапазона измерения магнитоэлектрических, электромагнитных и электродинамических вольтметров применяют добавочные резисторы, включенные последовательно с конструкцией измерителя, называемые со счетчиками . Часто вспомогательное оборудование встроено в один корпус с вольтметрической системой, которая имеет производный переключатель диапазонов или несколько выводов с размеченными диапазонами.Для технических измерений чаще всего применяют вольтметры с одним диапазоном измерения со встроенной в счетчик заводской присадкой. Образцы используются для измерения переменного и постоянного напряжения. При измерении переменного напряжения вспомогательные приборы применяют для измерения напряжения не более 750 В (600 В). При измерении более высоких переменных напряжений применяют трансформаторы напряжения .


    Поисковик

    Связанные страницы:
    TiP Lab 2
    Lab1 Protocol, WAT, SEMESTER VI, IP телефония, TIP - лаб. водный электролит
    ЗАКОНЫ ЛАБОРАТОРИИ ZW, ЗАЩИТА
    ПРОЦЕДУРЫ И ФУНКЦИИ ЛАБОРАТОРИИ
    Лаборатория 4 (1)
    Диаграмма деятельности UML лаборатории
    профилографы лабораторного оборудования
    микроманометры лабораторного оборудования
    Mechanics Plynow Lab, Strain Pro Unknown 90 144 Lab 02 01240 PO 02 20119 20119 PO 02 20119 5 id 904195 Notknown lab pkm 4
    MSIB Cw Lab Ручная кристаллизация
    lab [5] id 258102 Unknown
    lab 8 9 1
    lab 3 2 9

    больше похожих страниц

    .Схема вольтметра постоянного тока на базе Arduino

    — детали конструкции и тесты

    В этом посте мы создадим вольтметр постоянного тока с использованием Arduino, показания которого будут отображаться на ЖК-дисплее 16x2.


    Предлагаемая конструкция вольтметра может показывать до 30 В с допуском +/- 0,5 В. Мы увидим, как работает эта конфигурация, и изучим другие возможности помимо измерения напряжения.

    Эта конструкция довольно проста, даже новички могут легко ее сделать, но будьте осторожны при прототипировании схемы, так как мы предполагаем подавать внешнее напряжение, любое неправильное подключение к Arduino может привести к фатальному повреждению платы.


    Пусть будет предупреждение, давайте посмотрим, как оно работает.

    Здесь мы используем процесс аналого-цифрового преобразования. Напряжение от любого источника — аналоговая функция, показания, отображаемые на ЖК-дисплее 16x2, — цифровая функция.


    Задача состоит в том, чтобы преобразовать эти аналоговые функции в цифровые функции. К счастью, Arduino умеет считывать аналоговые функции и преобразовывать их в дискретные функции.

    Микроконтроллер Arduino, оснащенный 10-разрядным аналого-цифровым преобразователем (АЦП).10 = 1024 дискретных уровня напряжения.

    Другими словами, напряжение, подаваемое на аналоговый вывод Arduino, выбирается из 1024 дискретных уровней напряжения по отношению к эталонному напряжению, и выбранное значение отображается на ЖК-дисплее. Это принцип работы этого вольтметра или почти любого цифрового вольтметра.

    Однако приложенное внешнее напряжение напрямую не измеряется Arduino. Напряжение понижается с помощью делителей напряжения, и программа вычисляет фактическое значение напряжения.

    Как это работает

    Схема состоит из двух резисторов, одного ЖК-дисплея и платы Arduino, которая является мозгом цифрового вольтметра. Два резистора действуют как делитель напряжения, узел делителя подключен к аналоговому выводу № A0 Arduino, который считывает входное напряжение. Заземление устанавливается между Arduino и внешним источником напряжения.

    Минимальное напряжение, которое можно измерить этим вольтметром, составляет 0,1 В, этот порог установлен в программном обеспечении таким образом, что при отключении источника напряжения он будет показывать 0,00 В и не будет отображать показания из-за статических зарядов вокруг щупа.

    Прототип разработчика:

    Не меняйте полярность при измерении напряжения, это не повредит цепь, но он не считывает напряжение и отображает 0,00 В, пока вы не исправите полярность. Отрегулируйте контрастность ЖК-дисплея до оптимального уровня, поворачивая потенциометр.

    Убедитесь, что вы не используете источник напряжения, напряжение которого может превысить 30 В, так как это может повредить плату Arduino. Технически, вы можете поднять максимальное измеряемое напряжение этой схемы, изменив номиналы резисторов и изменив программу, но для показанной конфигурации пределом является 30В.

    Для получения точных показаний выбирайте постоянные резисторы с минимальным значением допуска, резисторы играют важную роль в калибровке показаний напряжения.

    Схема цепи:

    Другая возможность этого вольтметра заключается в том, что мы можем модифицировать программу для автоматизации определенных задач.

    Например, определить полное напряжение батареи и отсоединить батарею от зарядного устройства или отключить батарею, если напряжение падает ниже заданного уровня и т. д.Эту задачу можно выполнить даже без ЖК-экрана. Впрочем, это тема другой статьи.

    Программа:

    // -------- Программа разработана Р.Гиришем --------- //
    #include
    LCD LiquidCrystal (12,11,5,4,3 , 2)
    int AnalogInput = 0
    float vout = 0.0
    float vin = 0.0
    float R1 = 100000
    float R2 = 10000
    int value = 0
    void setup ()
    {
    lcMode (analogInput90, I0NPUT4) begin (16, 2)
    lcd.print («ВОЛЬТМЕТР ПОСТОЯННОГО ТОКА»)
    Серийный номер.begin (9600)
    }
    void loop ()
    {
    value = AnalogRead (analogInput)
    vout = (value * 5.0) / 1024
    vin = vout / (R2 / (R1 + R2))
    if (vin vin = 0.0
    }
    lcd.setCursor (0, 1)
    lcd.print ('INPUT V =')
    lcd.print (vin)
    delay (500)
    }
    // -------- Программа разработана by R.Girish --------- //

    Проверьте показания с помощью хорошего вольтметра/мультиметра

    Previous: Bluetooth схема блокировки зажигания автомобиля - защита автомобиля без ключа Next: Магнитная схема сигнализации безопасности двери для оповещения открывая дверь

    .

    Смотрите также