Рисунок вольтметр: 95 фото разновидностей аналоговых и цифровых приборов

95 фото разновидностей аналоговых и цифровых приборов

Цифровой вольтметр является незаменимым прибором для поддержания технического состояния электрических приборов. Он позволяет выявить любые скачки напряжения, тем самым предотвращая преждевременную поломку устройства.

Перед тем как провести исследование, необходимо соблюдать правильную схему подключения вольтметра. Для этого рекомендуется провести пробное тестирование данной установки на обычной щелочной батарее. Здесь отображается её техническое состояние и способность питания любого устройства.

При положительном значении происходит движение стрелки в одну из сторон полюса.


Краткое содержимое статьи:

Содержание

Правильная настройка прибора

Перед тем как приступить к исследованию состояния электрического прибора, необходимо произвести правильную настройку оборудования. Многие приборы являются мультиметрами. Они показывают несколько параметров электрического и постоянного тока

Электронные вольтметры оснащены дисплеем и переключателем напряжения. Помимо этого на поверхности прибора имеется небольшой дисплей, который отображает точные измерения. Для исследования технического состояния, необходимо соблюдать следующую очередность действий:

Для измерения переменного тока на приборе устанавливают переключатель в положение V или AV. Все бытовые электросети обладают переменным током.

Чтобы проверить постоянное электрическое напряжение, необходимо переключить рукоятку на положение V, V-, DCV. Практически все батарейки оснащены постоянным током;

Далее выбирают необходимый диапазон измерения. Цифровые вольтметры, как правило, обладают высокой чувствительностью по отношению к скачкам напряжения. Это помогает своевременно выявить поломку электрического прибора.

В некоторых моделях, невозможно установить соответствующий диапазон. Это свидетельствует об автоматическом регулировании нужного уровня электроэнергии.

После чего специальные щупы устанавливают в соответствии с указанной полярностью.  Неправильная установка приводит к отсутствию движения стрелки или циферблата.


Процесс измерения электрического напряжения

При работе с электроприборами, необходимо соблюдать особую аккуратность. Любое резкое движение может привести к короткому замыканию. Что учитывать в ходе рабочего процесса? Техника безопасности включается в себя несколько простых правил:

Правильная фиксация щупов. В момент изучения напряжения, необходимо безопасно держать измерительные части. Не стоит соприкасать их между собой. Не рекомендуется прикасаться к щупам при подключении вольтметра к электронной схеме.Это может спровоцировать короткое замыкание.

Черный щуп устанавливают к одной из частей проводника постоянного тока. Правильно измерить перепады напряжения можно в параллельном положении измерителей.

Красным щупом производят касательное движение. Если в устройстве присутствует максимальное напряжение, то на приборе появятся его точные значения.

На приборе устанавливают максимальный измерительный диапазон. Если на электросхеме имеются какие-либо неполадки, то отмечают активное движение стрелки в сторону высокой отметки.

Когда исследование подошло к концу, переходят к его расшифровке.

Разновидности цифрового вольтметра

Все модели делятся на несколько разновидностей, которые отличаются между собой по их функциональному использованию.  По измерению напряжения эти приборы различаются на:

  • цифровой вольтметр для измерения постоянного тока;
  • цифровой вольтметр для изучения переменного электрического тока.

Для самостоятельного использования оптимальным выбором будут универсальные модели. Технические характеристики вольтметра предназначены для измерения напряжения в электронных схемах различного рода устройств.

По количеству фазовых измерения они подразделяются:

  • трехфазный;
  • однофазный.

Первая разновидность подходит для правильного подключения частного дома к трехфазному кабелю. Здесь важно учитывать полярность трёхжильного провода.

Как выбрать вольтметр

Перед тем как осуществить покупку данного устройства, необходимо определиться с областью его применения.

Если прибор будет предназначен для домашнего использования, то оптимальным вариантом будет цифровой вольтметр, который устанавливают в электрический щиток. Это устройство помогает регулировать скачки электрического тока, тем самым предотвращая короткое замыкание.

Для контроля автомобильного напряжения постоянного тока, подойдут специальные приборы, которые можно подсоединить к прикуривателю. Здесь можно регулировать постоянный и переменный ток в зависимости от технического состояния автомобиля. На фото вольтметра изображена модель с цифровым механизмом.

Фото вольтметра

Также рекомендуем посетить:

назначение, принцип работы, типы, схема подключения

Вольтметр 1

Вольтметр – это прибор, назначение которого измерять электродвижущую силу (ЕДС) на определенном участке электрической цепи, или проще – прибор для измерениянапряжения (разность электрических потенциалов). Этот прибор всегда подключается параллельно элементу питания или нагрузке. Измеренное значение вольтметр показывает в Вольтах.

Если говорить об идеальном вольтметре, то он должен обладать бесконечным внутренним сопротивлением, чтобы точно измерять напряжение и не оказывать побочного воздействия на цепь. Именно поэтому в приборах высокого класса стараются сделать максимально возможным внутреннее сопротивление, от которого зависит точность измерения и помехи, создаваемые вольтметром в электрической цепи.


вольтметр-7

Рисунок — Формулы измерения напряжения

Если говорить о способе монтажа, то вольтметры подразделяют на три основные группы:

• Стационарные;

• Щитовые;

• Переносные;

Как становится ясно из названия, стационарные приборы используются там, где необходим постоянный контроль, щитовые – в распределительных щитках и на приборных панелях, а переносные – в компактных приборах, которые можно использовать в любом месте. вольтметр 6

Рисунок — Схема подключения вольтметра

Посмотрите видео о подключении вольтметра:

По назначению все вольтметры делятся

• Переменного тока;

• Постоянного тока;

• Селективные;

• Фазочувствительные;

• Импульсные.

Вольтметры переменного тока, как и постоянного используются для измерений в сетях с соответствующим типом тока, а вот селективные – могут отделять гармоническую составляющую сложного сигнала, и определять среднеквадратическое значение напряжения.

Импульсный вольтметр обычно используют для измерений амплитуды постоянных импульсных сигналов, а также они способны точно определить амплитуду одиночного импульса.

Фазочувствительные приборы могут измерять изменения составляющих комплексных напряжений, благодаря чему становится возможным точное исследование амплитудно-фазовой характеристики усилителей, и прочих подобных схем.

По принципу действия различают электронные (цифровые или аналоговые), и электромеханические вольтметры (электромагнитные, термоэлектрические, а также магнитоэлектрические, электродинамические и электростатические).

Все электромеханические приборы, за исключением термоэлектрических, по сути, являются обычным измерительным механизмом с показывающим устройством. Во всех них для расширения пределов измерений применяются дополнительные сопротивления.

Приборы данной категории, не смотря на довольно высокое внутреннее сопротивление, имеют относительно большую погрешность, что делает невозможным их использование в ходе экспериментов и исследований, где требуется повышенная точность данных.

Термоэлектрический вольтметр использует для замеров электродвижущую силу одной или нескольких термопар, которые греются из-за тока входящего сигнала. Они более точны и компактны, в сравнении с электромеханическими измерителями напряжения.

Электронные вольтметры в свою очередь подразделяются на цифровые и аналоговые.

Цифровой вольтметр преобразует постоянное значение напряжения в цифровой сигнал, который и выводится на табло прибора. Делается это при помощи аналого-цифрового преобразователя.

В аналоговых вольтметрах помимо магнитоэлектрического измерителя и дополнительных резисторов в обязательном порядке присутствует измерительный усилитель, позволяющий в несколько раз повысить внутреннее сопротивление прибора, и соответственно – улучшить точность показаний.

Рассмотрим несколько вольтметров разных производителей

Вольтметр 21. В3-57 — микровольтметр

Измерительное устройство модели В3-57 — вольтметр-преобразователь среднеквадратич. показаний. Разработан для замеров среднеквадратич. значения напряжений произвольной формы и их линейного преобразован. в напряжение постоян. тока. Шкала прибора промаркирована в среднеквадратич. значениях напряжения и децибелах (от 0 дБ и до 0,775 В). Используется при контроле и наладке разнообразных радиотелетехнических устройств и средств связи, вычислении частотных характеристик широкополосных аппаратов, обследованиях шумовых устойчивых сигналов и т. д.

Основные техданные:

— Пределы замеров напряжений 10 мкВ — 300 В с граничными зонами: 0,03-0,1-0,3-1-3-10-30-100-300мВ 1-3-10-30-100-300В

— Границы частот 5 Гц — 5 МГц

— Допустимая погрешность, %: ±1 (30-300 мВ), ±1,5 (1-10 мВ), ±2,5 (0,1-0,3 мВ и 1-300 В), ±4 (0,03 мВ)

— Входное сопротивл.5 МОм ±20%

— Входная емкость: 27пФ (0,03-300 мВ) и 12 пФ (1-300 В)

— Напряжение на выходе линейного преобразоват. 1 В

— Сопротивление на выходе линейного преобразоват. 1 кОм ±10%

— Предельный коэфф. амплитуды сигнала 6*(Uk/Ux)


Вольтметр 3

2.Вольтметры переменного напряжения АКИП-2401

— Измерение ср.квадратического значения переменного напряжения

— Диапазон частот: 5 Гц…5 МГц

— Диапазон измерения напряжения: 50 мкВ…300 В (6 пределов)

— Два измерительных ВЧ входа: Кан1 / Кан2

— Максимальное разрешение: 0,0001 мВ

— Отображение уровня входного сигнала в дБн, дБм, Uпик

— Автоматический или ручной выбор пределов измерений, удержание результата (Hold)

— Двухстрочный VDF-дисплей

— Интерфейс RS-232


Вольтметр 43. Вольтметр В7-40/1

Высококачественный цифровой универсальный прибор, предназначенный для измерения постоянного и переменного напряжений, силы токов и сопротивления постоянному току. вольтметр В7-40/1 применяется при производстве радиоаппаратуры и электрорадиоэлементов, при научных и экспериментальных исследованиях, в лабораторных и цеховых условиях. Встроенный в вольтметр В7-40/1 интерфейс IEEE 488 позволяет успешно использовать его в составе автоматизированных информационно — измерительных систем.

Вольтметр В7-40/1 соответствует жестким условия эксплуатации.

— Точность измерения по постоянному току вольтметра В7-40/1 — 0,05 %

— Максимальная разрешающая способность В7-40/1 — 1 мкВ; 10 мкА; 1 мОм

— Диапазоны 0,2; 20; 200; 1000 (2000) В

— Разрешение 1, 10, 100 мкВ; 1; 10 мВ

— Основная погрешность измерения ±(0,04 %+ 5 ед. мл. р)

Входное сопротивление:

— на диапазоне 0,2 В не менее 1 ГОм

— на диапазоне 2 В не менее 2 ГОм

— на диапазонах 200….1000 В, не менее 10 МОм

Ещё одно видео о способе подключения вольтметра:

определение, принцип работы, типы и применение

В этом посте вы узнаете, что такое вольтметр, его принцип работы, чувствительность к напряжению, различные типы вольтметров и их применение.

С момента своего изобретения вольтметр всегда был основой измерений силовых цепей. Чтобы убедиться, что ваша схема была спроектирована и собрана правильно, вам понадобятся измерительные приборы на основе измерителя напряжения для ее проверки.

Что такое вольтметр

Вольтметр — это измерительный прибор, который измеряет напряжение между двумя узлами в электрической цепи. В аналоговых вольтметрах указатель перемещается по шкале пропорционально напряжению цепи. Цифровые вольтметры имеют цифровое отображение напряжения с использованием аналого-цифрового преобразователя.

Постоянно установленные вольтметры используются для контроля генераторов или других стационарных устройств. Портативные приборы оснащены мультиметром для измерения тока и сопротивления. Это стандартные измерительные приборы, используемые в электротехнике и электронике. Купить вольтметр можно на Алиэкспресс:

Принцип работы вольтметра

Его работа основана на принципе закона Ома. Закон Ома гласит: «Напряжение на сопротивлении прямо пропорционально току, проходящему через него». Любой базовый счетчик имеет разность потенциалов на своих клеммах, когда через него протекает полномасштабный ток. Символом для обозначения вольтметра является круг с вложенной буквой V.

принципиальная схема с вольтметромпринципиальная схема с вольтметром

Вольтметр всегда подключается параллельно к нагрузке в цепи, для которой должно измеряться напряжение. Вольтметр постоянного тока имеет знаки полярности. Поэтому необходимо подключить клемму плюса (+) вольтметра к верхней точке потенциала, а клемму минуса (-) к нижней точке потенциала, чтобы получить отклонение вольтметра.

В вольтметре переменного тока нет знаков полярности, и его можно подключить в любом случае. Однако в этом случае также вольтметр все еще подключен параллельно к нагрузке, для которого измеряется напряжение. Вольтметр с диапазоном высокого напряжения создается путем последовательного соединения сопротивления с измерительным механизмом, который имеет полную шкалу напряжения, как показано на рисунке ниже.

Схема с полной шкалой напряженияСхема с полной шкалой напряжения

Рис. 3 — Полная шкала напряжения

Типы вольтметров

на картинке типы вольтметровна картинке типы вольтметров

Аналоговые вольтметры

Включает отклоняющий тип индикаторных измерителей напряжения. Аналоговый вольтметр можно разделить на три категории.

  • Инструменты с подвижной катушкой
  • Движущиеся железно
  • Электростатический вольтметр
На картинке функциональный вид аналогового вольтметраНа картинке функциональный вид аналогового вольтметра
Инструменты с подвижной катушкой

Тип измерительных приборов с подвижной катушкой Аналоговые вольтметры доступны в двух типах. Они есть:

  • Инструменты с подвижной катушкой с постоянным магнитом
  • Инструменты с подвижной катушкой

Инструменты с подвижной катушкой с постоянным магнитом

Инструменты с постоянными магнитами с подвижной катушкой реагируют только на постоянный ток. Эти инструменты имеют постоянный магнит для создания магнитного поля. Катушка намотана на кусок мягкого железа и вращается вокруг собственной вертикальной оси. Когда ток течет через катушку, отклоняющий крутящий момент генерируется в соответствии с уравнением силы Лоренца.

на картинке Вольтметр с подвижной катушкойна картинке Вольтметр с подвижной катушкой

Приборы с подвижной катушкой типа «Динамо» состоят из двух катушек. Одна катушка зафиксирована, а другая катушка вращается вокруг нее. Взаимодействие двух полей создает отклоняющий момент.

Инструменты с подвижным железом

Инструменты с подвижным железом используются в цепях переменного тока и подразделяются на инструменты с простым подвижным железом, типом динамометра и индукционным. Он состоит из мягкого железа, содержащего подвижные и неподвижные катушки.

на картинке Вольтметр с подвижным железомна картинке Вольтметр с подвижным железом

Взаимодействие потоков, создаваемых этими элементами, создает отклоняющий момент. Диапазоны расширены за счет удержания резисторов последовательно с катушкой.

Электростатический вольтметр

Он работает по электростатическому принципу, когда отталкивание между двумя зарядовыми пластинами отклоняется от указателя, прикрепленного к пружине.

Эти приборы используются для измерений переменного и постоянного тока высокого напряжения. Это высокочувствительные приборы, способные измерять минимальное напряжение заряда, а также напряжение высокого диапазона почти 200 кВ.

на картинке электростатические вольтметрына картинке электростатические вольтметры

Вакуумный ламповый вольтметр

Эти типы инструментов могут работать как с переменным / постоянным напряжением, так и с измерениями сопротивления. Эти устройства используют электронный усилитель между входом и счетчиком.

На картинке  Вакуумный ламповый вольтметрНа картинке  Вакуумный ламповый вольтметр

Если это устройство использует вакуумную лампу в усилителе, то это называется вакуумным ламповым вольтметром (VTVM). VTVM используются в измерениях переменного тока высокой мощности.

Полевой транзистор (FET) — это транзистор, который использует электрическое поле для управления электрическим поведением устройства. Они также известны как униполярные транзисторы. Вольтметр на основе полевых транзисторов использует это свойство полевых транзисторов при измерении напряжения.

Цифровой вольтметр (DVM)

DVM отображает напряжение с помощью светодиодов или ЖК-дисплеев для отображения результата. Прибор должен содержать аналого-цифровой преобразователь. Устройство содержит запрограммированный микроконтроллер, АЦП и ЖК-дисплей для обеспечения точного цифрового отображения аналоговых значений от 0 до 15 вольт постоянного тока.

на картинке Цифровой вольтметр и мультиметрна картинке Цифровой вольтметр и мультиметр

Они используются из-за таких свойств, как точность, долговечность и уменьшают ошибки параллакса.

Применения вольтметра

Приложения вольтметра включают в себя:

  • Это очень полезно для определения напряжения устройства накопления заряда, например, для проверки напряжения батареи. Например, новая ячейка ААА будет иметь около 1,6 В. Свинцово-кислотный автомобильный аккумулятор 12 В будет показывать 12,5 В при полной зарядке или 14 В при зарядке от генератора в автомобиле. Если он показывает 10 В, значит, с генератором что-то не так.
  • Его можно использовать просто для того, чтобы узнать, есть ли в цепи питание или нет, например, в сетевой розетке.
  • Убедитесь, что питание включено или выключено на приборах.
  • Мы можем рассчитать ток путем измерения напряжения на известном сопротивлении. Это полезно, когда у вас нет амперметра.
  • Они используются для построения проверки непрерывности с последовательным аккумулятором.
  • Они используются для построения омметра с помощью делителя напряжения с неизвестным резистором.
  • Они используются для построения амперметра путем измерения напряжения на шунтирующем резисторе.
описание устройства прибора, принцип работы, физические характеристики, обозначение на рисунке

Как устроен вольтметрСуществует 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».

Итальянский учёный Алессандро ВольтОн 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.

Прибор Вольтметр

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.
  • Импульсный вольтметрИмпульсные. 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:

  • Характеристики вольтметраВнутренний 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).

Переносные. вольтметрыПервые 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.

Аналоговый вольтметр

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.

Структурная схема аналогового прибора

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.

Цифровой вольтметр переменного токаТочность 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. Порядок измерения вольтметромВключить 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.

что измеряет, виды, характеристики, устройство вольтметра, строение и принцип работы

Для проверки работоспособности и исправности электроприборов, прокладки сетей и простого измерения параметров сети используются электронные приборы. В их число входит и вольтметр, который знаком каждому человеку еще со школьной скамьи. Электронные вольтметры составляют крупнейшую группу электроизмерительных приборов. Главное их назначение — получение параметра напряжения в сетях постоянного и переменного тока в широких диапазонов радиоволн. В этом материале будет рассказано: что именно и как измеряет вольтметр, его устройство и принципы действия, краткую историю создания, какие виды вольтметров существуют.

История создания

Прародителем всех современных вольтметров стал своеобразный указатель «электрической силы», о которой еще никто ничего толком не знал. Его изобретателем стал русский физик Георг Рихман. Датой этого открытия считается 1745 год. Показатели измерялись с помощью небольших весов рычажного типа, которые колебались в зависимости от воздействий электричества. Этот основной принцип используется во всех современных вольтметрах.

Процесс измерения вольтажа прибора

Модернизированная версия прибора появилась в 1830-х годах благодаря Фарадею, но не осталось никаких доказательств этому. Следующий по счету прибор был придуман Морицом Якоби в 39 году 19 века, когда тот смог превратить гальванометр в прибор для измерения характеристик электрического тока.

Серьезным этапом модернизации стало изобретение француза д’Арсонваля, придумавшего гальванометр для измерения магнитных и электрических полей. При их изменении прибор показывал разные значения.

Георг Рихман — один из первых изобретателей вольтметра

Важно! Русские ученые П. Яблочков и М. Добровольский также внесли огромный вклад в развитие прибора. Добровольский, в частности, создал амперметр и электромагнитный вольтметр. Кроме них, над этим работал и Н. Славянов. Рабочий металлург на пушечных заводах придумал амперметр на 1000 Ампер в 1880-х.

После утверждения Ампера и Вольта в качестве электротехнических величин в международных стандартах. Немец Фридрих Циппенбон изобрел первое устройство, которое официально было названо «вольтметр».

Старинный вольтметр

Что измеряют вольтметром

Вольтметр — прибор, предназначенный для измерения напряжения электрического тока в цепи. Его название происходит от единицы измерения напряжения — Вольта и традиционного для всех измерительных приборов окончания «метр». Для начала его использования нужно всего лишь включить его в сеть. Сразу после этого он начнет показывать параметр напряжения.

Погрешности возможны в любых даже современных инструментах. Без них никуда, но они незначительны. Чтобы погрешность стремилась к нулю нужно, чтобы внутреннее сопротивление прибора стремилось к бесконечности. Если этого не будет, то влияние на прибор цепи, к которой он подключен, неизбежно. Конечно, такого сопротивления быть не может, как и идеальных вольтметров.

Формулы напряжения в 1 Вольт

Стоит разобраться с понятием «напряжения» подробнее. Это необходимо для того, чтобы понять принцип работы приборы. Все знают еще со школы, что напряжение равно силе тока умноженной на сопротивление участка цепи.

Формула проста, но не дает точного понимания понятия. Ток остается невидимым, а напряжение — простыми цифрами. Для простоты понимания можно привести пример с простыми вещами, которые могут наблюдаться каждый день. Например, при движении воды по речке и водопаду, напряжение будет соответствовать высоте, то есть разности уровней воды. В сети все то же самое и напряжение определяет воображаемый напор воды. Если не будет напряжения, то не будет и тока. Аналогично и воде: если разность уровней будет нулевой, то вода не будет двигаться.

Современный стрелочный вольтметр

Важно! Шкала прибора отмечена латинской буквой «V». Это внешне отличает его от амперметра и других приборов. Других отличий между ними мало. Они вполне могут выглядеть практически одинаково.

Диапазон измерения прибора может быть разным. Устройства для слабой сети показывают максимум 5 Вольт, а промышленные аппараты — до 1000 Вольт. Все зависит от его предназначения.

Прибор времен СССР

Технические характеристики

Согласно документации, на схемах сети вольтметры принято обозначение окружностью с вписанной латинской буквой «V». На русских смехах он может заменяться на русскую букву «В». Более того, первая цифра после буквы в маркировке отображает тип устройства и специфику его использования. Например, В2 — вольтметр для постоянного тока, В3 — для переменного, В4 — для импульсного и т.д.

 

Аппарат В3-38 для использования в сетях переменного тока

Оценка характеристик прибора включает в себя следующие компоненты:

  • Диапазон измерений. Он ограничивается наименьшим и наибольшим показателем, который способен изменить аппарат. Современные устройства обладают диапазоном от милливольт до киловольт. Промышленные аналоги же способны измерять как меньшие, так и большие напряжения;
  • Точность измерений. Далеко не каждый домашний тестер отличается повышенной точностью измерений. Как уже было сказано, это зависит от его внутреннего сопротивления. Новые вольтметры при сравнительно небольших размерах обладают маленькими погрешностями измерений;
  • Диапазон частот. Показывает чувствительность прибора к тем или иным сигналам с разными частотами, регистрируемых в сети;
  • Температура и другие факторы. Эти параметры определяют показатели, при которых аппарат обладает минимальной погрешностью измерений, доступной для него;
  • Собственно само внутреннее сопротивление (импеданс). Чем выше этот параметр, тем вольтметр более точен.

 

Цифровые устройства практически полностью вытеснили аналоговые

Важно! Технические характеристики аналоговых приборов сильно зависят от чувствительности магнитоэлектрического прибора. Чем меньше его ток полного отклонения, тем более высокосопротивительные резисторы можно использовать.

Конструкция

Простейший амперметр или вольтметр состоит из нескольких блоков:

  • ЭЛМП — электромеханического преобразователя;
  • ИМ — измерительный механизм;
  • СМ — стрелочный механизм.
Процесс преобразования аналогового сигнала в цифровой для отображения

Первый предназначен для того, чтобы преобразовывать энергии. Магнитного поля в механическую энергию. Второй механизм включает в себя подвижные и неподвижные части для проведения изменений. Происходит это так: под действием силы тока, который протекает через обмотку ИМ, создается вращающий момент, воздействующий на подвижную часть. Силы механики пропорциональны электрическим силам и ИМ отклоняется на угол, равный этим силам. Данные передаются стрелочному механизму, который и показывает в цифрах количество Вольт.

Если прибор содержит усилители, то он называется электронным. Его отличие заключается в том, что входное устройство помогает поддерживать высокое сопротивление вольтметра и увеличить предел измерений в большую сторону. Далее следует усилитель постоянного тока, который увеличивает значение сигнала до тех величин, которые необходимы для эффективных измерений. Следующие его компоненты идентичны аналоговому инструменту.

Встраиваемое портативное устройство

Преимуществами электромагнитных вольтметров стают:

  • высокая точность измерений;
  • высокая чувствительность;
  • практически полное отсутствие влияние внешних полей;
  • практически полное отсутствие влияние атмосферных факторов.

Недостатки тоже имеются: непригодность использовать при переменном токе и чувствительность к перегрузкам в сети.

USB-вольтметр

Разновидности

Помимо технических параметров, которые определяют назначение прибора и его характеристики, вольтметры обладают и физическими, а именно — разновидностями. Видов современных вольтметров большое количество. Так по принципу действия они разделяются на электромеханические и электронные. По назначению на вольтметров для постоянного, переменного, импульсного тока, универсальные и фазовые.

Наиболее часто людей интересует классификация по виду исполнения, который может быть мобильным и стационарным.

Карманный ЖК цифровой мультиметр

Стационарные

Стационарные вольтметры представляют собой устройства, которые питаются от сетей переменного напряжения. Возможно это благодаря встроенному в их корпус блоку питания. Как правило, с виду они похожи на коробку или ящик, а используются для узкоспециализированных работ, требующих повышенной точности измерений. Чаще всего это профессиональная сфера деятельности и контролирование напряжения на важных и нестабильных участках сети. Само слово «стационарный» говорит о том, что они применяются там, где нужна постоянная слежка и изменение данных.

Стационарный стрелочный вольтметр

Мобильные

Их еще называют переносными, хотя стационарный прибор иногда перенести также не составляет труда. Мобильный же вольтметр компактный и способен поместиться практически везде. Их относят к классу полупрофессиональных и любительских, потому что работают они от батареек или аккумуляторов и обладают сравнительно меньшими точностями и большими погрешностями. Выглядят они как плоские коробочки, «обитые» пластиком или резиной и имеющие эргономические формы. Чтобы они были еще удобнее, их оснащают съемными щупами для определения амплитудных колебаний сигналов.

Важно! Как правило, мобильные вольтметры включаются в состав тестеров и мультиметров. Мобильные цифровые вольтметры способны очень точно определить показания, в то время как портативные аналоговые приборы — показать хорошую чувствительность, способную определить даже самые маленькие отклонения напряжения, которые не могут определить цифровые приборы.

Цифровой мобильный вольтметр

Принцип работы

Принцип действия приборов легче показать на какой-нибудь модели. В основу работы аппарата положено аналогово-цифровое преобразование. Принципы можно рассмотреть на примере универсального В7-35.

Преобразователи, которые установлены в приборе, измеряют силу тока, напряжение постоянного и переменного электрического тока, сопротивление и конвертируют все это в нормализованное напряжение или цифровой код, если в устройстве имеется аналого-цифровой преобразователь.

Схема прибора основана на нескольких преобразователях:

  • Преобразователь масштабирования;
  • Низкочастотный аппарат, преобразующий напряжение переменного тока в постоянный;
  • Аналогичный преобразователь постоянного и переменного электрического тока в напряжение;
  • Конвертер сопротивления в напряжение.
Схема вольтметра В7-35

Получая эти параметры, устройство конвертирует их в напряжение, отображаемое по специальной шкале или в электроном виде, если в нем предусмотрено наличие АЦП.

Принцип работы электромагнитного аналогового вольтметра следующий. Создание вращающего момента происходит с помощью силового действия магнитного поля катушки на подвижном постоянном магните, который выполняется в форме плоской лопасти.

Под действием магнитного поля, которое создается током, магнит втягивается в цель катушки и поворачивается на ось, содержащую указательную стрелку.

Схематическое изображение работы стрелочного устройства

Инструкция и меры безопасности

Вольтметр — простейший и узкоспециализированный инструмент для определения параметров электрической цепи. Его основная и единственная задача — определение напряжения на определенном участке цепи. К сожалению, не все знают, как пользоваться таким простым прибором.

Важно! Стоит помнить, что прибор должен подключаться параллельно к сети. В противном случае показания будут неточными. Это не зависит от его типа и размеров.

Цифровой стационарный прибор

Порядок измерения следующий:

  • Проверить стрелку, если аппарат аналоговый. Делается это путем вставки плоской отвертки в задний шлиц прибора. Поворот в разные стороны будет поворачивать и стрелку. Ноль измерений всегда выставляется пред каждым измерением, особенно, если прибор старый;
  • Присоединить провода к контактам. Находятся они на тыльной стороне прибора. Если он рассчитан на постоянный ток, то там будут «+» и «-». У электронных аппаратов они уже присутствуют и не нуждаются в переподключении;
  • Произвести измерение, присоединив «щупы» параллельно к сети.

Важно! Если известно, что напряжение больше 60 Вольт, то нужно пользоваться резиновыми диэлектрическими перчатками или другой изоляцией.

Корректировка стрелки аналогового прибора

При измерении показателей электрической сети вольтметром следует соблюдать простейшие меры безопасности:

  • Не проводить измерение высоковольтных сетей без средств защиты;
  • Не проводить изменение влажными или мокрыми руками и предотвращать попадание влаги в прибор;
  • Не использовать вольтметр в агрессивных средах по типу кислот, щелочей и масел;
  • Соблюдать требования ГОСТ 12.3.019-80, описывающего правила эксплуатации электроизмерительных приборов.
Схема 10-диапазонного вольтметра постоянного тока

Какой мультиметр выбрать для автомобиля

Мультиметр — портативное устройство, которое содержит в себе вольтметр, амперметр и другие функции. Он стает незаменимым для радиолюбителей и автовладельцев. Для последних он стал важным прибором, способным проверить и отремонтировать большее количество современной автоэлектроники и проводку.

Для автомобиля подойдет любой специализированный мультиметр, обладающий дополнительными функциями, которые отличают его от обычного. Чтобы разобраться с этим лучше, нужно понять, какие задачи он чаще всего решает.

Схема цифрового вольтметра постоянного тока для определенного диапазона

Наиболее часто прибор применяют для определения утечек из аккумулятора. Такой проверке должны быть подвержены все аккумуляторы, обладающие сильными потерями заряда за короткие промежутки времени. Минимальное значение утечки должно составлять 70 мА. Большее значение свидетельствует о том, что какой-то прибор является проблемным или в цепи проводки есть поврежденный участок.

Для диагностики проделывают следующее:

  • Выключить все элементы автомобиля, которые используют энергию аккумулятора;
  • Настроить прибор на измерение постоянного тока и выбрать максимальное значение;
  • Ослабить провод на минусовой клейме и подсоединить туда щупы;
  • Отключить провод от клеймы так, чтобы ток протекал через мультиметр;
  • Замерить значения, которые не должны превышать 70 миллиампер.
Устройство для автомобиля

В случае, когда значения не ниже 70, стоит искать участок с проблемами. Для этого аппарата подключается так же, как и в способе выше, поочередно отключаются предохранители и снимаются показания. Если один из предохранителей показал значение ноль при его отключении, то проблема в нем.

Если же все узлы были проверены и оказались исправны, то проблема кроется в самой проводке. Она также проверяется мультимером для поиска неисправного кабеля. Этот процесс состоит из следующих этапов:

  • На глаз оценить состояние проводов;
  • Определить проблемный участок;
  • Один конец мультиметра присоединяется к клейме аккумулятора, а другой — к прибору, который находится на другой стороне кабеля;
  • Установить прибор в нужное состояние и устроить прозвонку участка провода;
  • При наличии звукового сигнала провод исключается из проблемных, так как с ним все хорошо.
Проверка аккумулятора мультиметром

Важно! При изменении параметров низковольтных сетей иногда может потребоваться специальный инструмент — милломметр.

Еще одна важная функция мультиметра — прозввон мотора авто и измерение его параметров. Любой автомобильный мультиметр должен уметь проводить диагностику двигателя на минимальном уровне.

Прозвон отсоединенных кабелей авто

Отличие от тестера

Люди, особенно те, кто далек от техники, часто путают два этих устройства. Они немного похожи и даже обладают похожими функциями, но мультиметр — более многофункциональное устройство, способное изменять различные параметры системы и выполнять прозвонки. Обычный тестер содержит в себе всего пару диодов, способным указать значение напряжения и целостности цепи.

Важно! Тестеры, как и мультиметры, вольтметры и амперметры также бывают стрелочными, то есть аналоговыми и цифровыми. Последние в любых являются более точными и определяют величины с минимальными погрешностями.

Тестер очень похож на мультиметр, но обладает меньшим функционалом

Тест цифровых мультиметров

Чтобы определить лучшие приборы нужно проводить определенные тесты, на основании которых делается выбор в пользу той или иной модели. Сегодня рынок располагает огромным количеством моделей. Опытные люди проверили их и определили их преимущества и недостатки, составив описания.

Universal M830B IEK

Обычный и качественный прибор для любителей. Подходит не только для использования дома, но и при монтажных работах. Модель проста в использовании и подходит для новичков. Корпус имеет три входа для щупов, позволяющих измерять постоянный и переменный ток, сопротивление, напряжение. В этой бюджетной модели есть даже функция прозвонки для транзисторов. Для проверки коротких замыканий прозвонки нет.

Модель M830B IEK

UNI-T UT33D

Идеально подходит для домашнего использования и обладает широким спектром измерения электрических параметров. Базовый функционал держится на уровне предыдущего тестера, но дополняется прозвонкой на обрывы цепей. Используется дл ремонта ПК, микросхем, электромонтажных работ. Недостатком стала невозможность изменять переменный ток.

Модель UNI-T UT33D

СЕМ DT-105 480151

Профессиональный измеритель, который обладает очень компактным и легким. Для него, как ни для кого характерно сочетание «цена-качество». Несмотря на большую сложность, чем аналоги, прибор может спокойно использоваться в быту и в других домашних целях. Функционал включает в себя прозвонку, индикатор заряда аккумулятора, индикаторы полярности и многое другое.

Модель СЕМ DT-105 480151

Таким образом, вольтметр — это прибор для измерения напряжения и один из самых простых измерительных инструментов, но даже с ним некоторые не могут справиться. Этот материал максимально широко рассказал, что такое вольтметр, долгую историю его создания и инструкцию по использованию во многих полезных целях.

cxema.org - Стрелочный вольтметр своими руками

Время аналоговых измерительных приборов уже давно прошло, но не смотря на это стрелочные измерительные головки находят широкое применения и не только в самодельных конструкциях. Они не сияют сверхвысокой точностью, но тем не менее в некоторых измерениях аналоговый прибор незаменим.

Стрелочный вольтметр своими руками

Представляю технологию переделки стрелочного вольтметра или микроамперметра в вольтметр на любое нужное напряжение. Такой вольтметр можно будет использовать в качестве измерителя напряжения в зарядных устройствах, регулируемых источниках питания и так далее. Для переделки желательно выбирать индикатор с линейной шкалой. В моем случае головкой будет служить высоковольтный вольтметр переменного напряжения, который выдран из стабилизатора напряжения со шкалой от 0 до 300 Вольт.

Стрелочный вольтметр своими руками

Мне нужно изготовить низковольтный вольтметр постоянного напряжения со шкалой от 0 до 16 вольт. Для начала головку нужно вскрыть, внутри мы можем наблюдать выпрямительный диод и ограничительный резистор, напряжение с клемм вольтметра подается на обмотку измерительной головки именно через эту цепочку из диода и резистора их чуть позже мы их уберем.

Стрелочный вольтметр своими руками

Аккуратно вынимаем шкалу, она приклеена на двухсторонний скотч. После этого её нужно отсканировать.

Стрелочный вольтметр своими руками

Рисунок редактируем в любом редакторе, хоть в пейнте. Удаляем все дефекты, дорисовываем неполные линии, символы, надписи ну и естественно меняем циферки на нужные.

Измеряем размеры родной шкалы, после чего открываем ворд, вставляем наш рисунок и указываем ранее измеренные размеры и распечатываем все это дело, лучше сразу несколько штук, мало ли что.

Стрелочный вольтметр своими руками

Обрезаем бумажку до нужных размеров и приклеиваем на место любым подручным клеем. 

Стрелочный вольтметр своими руками

Теперь аккуратно откусываем цепочку из резистора и диода, о которой говорили в начале.

Стрелочный вольтметр своими рукамиСтрелочный вольтметр своими руками

Припаиваем торчащие выводы друг к другу.

Стрелочный вольтметр своими руками

Таким образом, напряжение, которое будет подаваться на клеммы вольтметра, непосредственно пойдет на обмотку измерительной головки.

Головка очень чувствительная и стрелка полностью отклоняется, если на клеммы подается напряжение всего в пол вольта ну и думаю понятно, что это никуда не годится, т.к. мы планировали что стрелка будет отклоняться до предела, если на клеммы подается 16 вольт.

Берем переменный, а лучше подстроечный многооборотный резистор на 20-50 кОм и собираем простейшую схему

Стрелочный вольтметр своими руками

Стрелочный вольтметр своими руками

Для калибровки индикатора очень желательно наличие лабораторного блока питания, но можно ограничиться любым адаптером питания вольт на 6, параллельно которому подключаем мультиметр, он у нас будет в качестве эталона.

Стрелочный вольтметр своими руками

На вход подаем напряжение и медленно вращаем подстроечный резистор до тех пор пока стрелка не покажет то напряжение, которое мы видим на мультиметре.

Стрелочный вольтметр своими рукамиСтрелочный вольтметр своими руками

Стрелочный вольтметр своими рукамиСтрелочный вольтметр своими руками

Стрелочный вольтметр своими рукамиСтрелочный вольтметр своими руками

То есть достаточно откалибровать головку на конкретной отметке, а за счет того, что шкала линейная другие значения напряжения наш измеритель будет также показывать правильно.

После калибровки подстроечный резистор выпаивается, замеряеться полученное сопротивление и на его место ставиться постоянный резистор с таким же сопротивлением. Если нет нужного резистора, то можно соединить несколько резисторов последовательно, для получения нужного сопротивления, желательно применение резисторов с погрешностью в 1 % и меньше. 

Подстроечник можно оставить, но советую заклеить регулирующий винт, для предотвращения смещений.

Очень часто для постройки измерительных головок в самом начале через ограничительное сопротивление на головку подают эталонные напряжения и на пустой шкале делают метки, которые учитываются во время создания шкалы в редакторе - такой подход более предпочтителен и позволяет построить измерительные головки высокой точности.

типов вольтметров с кратким объяснением и преимуществами
Voltmeter Voltmeter Вольтметр

Что такое вольтметр?

Вольтметр - это прибор, используемый для измерения напряжения или разности электрических потенциалов между двумя точками в основных электрических цепях. Аналоговые вольтметры перемещают указатель по шкале пропорционально напряжению цепи. Вольтметры могут иметь точность в несколько процентов от полной шкалы и используются с напряжениями от доли вольт до нескольких тысяч вольт.

Два общих измерения напряжения: постоянный ток (переменный ток) и переменный ток (переменный ток). Хотя измерения напряжения являются самыми простыми из различных типов аналоговых измерений, они представляют уникальные проблемы из-за соображений шума. Аналоговые вольтметры перемещают указатель по шкале пропорционально напряжению цепи; цифровые вольтметры дают цифровое отображение напряжения с помощью преобразователя. Различные типы вольтметров

1. Аналоговые вольтметры

2.VTVM и FET VM

3. Цифровые вольтметры

1. Аналоговые вольтметры

Аналоговый вольтметр включает отклоняющий тип индицирующих вольтметров. Это как подвижное железо, подвижная катушка, электростатические типы вольтметров. Приборы с подвижной катушкой бывают двух типов, а именно: измерители с постоянными магнитами и динамометры

PCBWay PCBWay

Приборы с подвижной катушкой с полем с постоянными магнитами реагируют только на постоянный ток. Движущаяся катушка инструментов состоит из постоянного магнита для создания магнитного поля и катушки, которая намотана на кусок мягкого железа и вращается вокруг собственной вертикальной оси.Когда ток начинает течь через эту катушку, отклоняющий крутящий момент создается в соответствии с уравнением силы Лоренца. Этот крутящий момент прямо пропорционален напряжению на этой конкретной цепи.

Вольтметр постоянного тока создается путем подключения резистора последовательно с этим прибором, а также с очень высоким резистором параллельно цепи, в которой мы хотим измерить напряжение. Тип счетчика динамометра. Прибор с подвижной катушкой состоит из двух катушек, одна из которых неподвижна, а другая вращается. Взаимодействие двух полей, создаваемых парой неподвижной катушки и подвижной катушки, создает отклоняющий момент.Они используются в цепях измерения постоянного тока, только это делает этот инструмент менее эффективным.

Moving-Coil Voltmeter Moving-Coil Voltmeter Вольтметр с подвижной катушкой

Преимущества измерительных приборов с подвижной катушкой

  • Равномерная шкала
  • Легко расширяется для многодиапазонных измерений.
  • Низкое энергопотребление
  • Токи паразитной нагрузки очень малы по сравнению с инструментами с подвижным железом.
Moving Iron Voltmeter Moving Iron Voltmeter Вольтметр с подвижным железом

В то время как приборы с подвижным железом используются в цепях переменного тока.Электромагнитные инструменты подразделяются на простые движущиеся утюги, динамометры и индукционные приборы. Снова движущееся железо классифицируется как инструменты притяжения и отталкивания. Это также состоит из мягкого железа, которое состоит из подвижных и неподвижных катушек. Взаимодействие потоков, создаваемых этими двумя элементами, создает отклоняющий момент. Ассортимент этих инструментов расширяется за счет последовательного включения резисторов с катушкой. Некоторыми недостатками являются неравномерная шкала, влияние тока рассеянного поля на прибор и т. Д.

Преимущества инструментов с подвижным железом

  • Они используются для измерений как переменного, так и постоянного тока.
  • Низкая стоимость по сравнению с инструментами с подвижным железом.
  • Отношение крутящего момента к весу высокое
Electrostatic Voltmeter Electrostatic Voltmeter Электростатический вольтметр

Электростатические вольтметры , работающие по электростатическому принципу, используют взаимное отталкивание между двумя заряженными пластинами для отклонения указателя, прикрепленного к пружине. Эти типы инструментов используются для измерений переменного тока высокого напряжения, а также постоянного тока.Они представляют собой конденсатор электростатического типа, подключенный к цепи, подлежащей измерению. Электростатические вольтметры можно разделить на три типа в зависимости от механической конфигурации. Это отталкивание, притяжение и симметричность. Отклоняющая система состоит из дефлектора, который подвешен на торсионной нити или может поворачиваться подшипниками. Размещает элементы в этом типе прибора с помощью специальных элементов, таких как емкостные элементы, в том числе параллельные пластины, концентрические цилиндры, навесные пластины и т. Д. Крутящий момент демпфирования движения обеспечивается воздушными или жидкостными демпфирующими лопастями или вихретоковым демпфированием.

Преимущества электростатических приборов

  • Они потребляют только токи постоянного тока, которые являются током утечки и током, необходимым для зарядки емкостных элементов
  • Высокая чувствительность
  • Способность измерять наименьшее напряжение заряда
  • Высокий диапазон измерения напряжения почти 200 кВ

2. VTVM и FET-VM

Vacuum Tube Volt Meter (VTVM) Vacuum Tube Volt Meter (VTVM) Вольтметрический вольтметр (VTVM)

Эти типы приборов выполняют измерения напряжения постоянного тока, напряжения переменного тока и сопротивления.В этом типе устройства измерения напряжения используется электронный усилитель между входом и счетчиком. Благодаря такому устройству ток, снимаемый с тестируемой цепи, уменьшается. Диапазон сопротивлений, используемых на входной стороне, находится в диапазоне 1–20 мегаом. По изменению этих сопротивлений мы можем выбрать диапазон измерения. Если этот инструмент использует вакуумную трубку в усилителе, он называется вольтметром вакуумной трубки. Они используются в измерениях переменного тока высокой мощности. В качестве изобретения твердотельных устройств, используемых в усилителях, эти типы вольтметров называются FET-VM.

Преимущества

  • Они имеют высокий входной импеданс, поэтому погрешность нагрузки меньше
  • Нелинейность практически исключена
  • Способность указывать медленно меняющиеся напряжения.

3. Цифровые вольтметры

Digital Voltmeters Digital Voltmeters Цифровые вольтметры

Точность вольтметра зависит от многих факторов, включая изменения температуры и напряжения питания. DVM отображают измеренное напряжение с помощью ЖК-дисплея или светодиодов для отображения результата в формате с плавающей запятой.Очевидно, что если измерения напряжения проводятся и результаты отображаются в цифровом виде на светодиодных или ЖК-дисплеях, прибор должен содержать аналого-цифровой преобразователь. Используя запрограммированный микроконтроллер, АЦП и ЖК-дисплей, следующая схема готова обеспечить точное цифровое отображение аналоговых значений от 0 до 15 вольт постоянного тока. Они используются из-за таких свойств, как точность, долговечность и дополнительные характеристики. Это полностью исключает ошибки параллакса. Он преобразует тестируемый сигнал и затем усиливает его.

Преимущества цифровых вольтметров

  • Уменьшает погрешности параллакса
  • Автоматический диапазон
  • Автоматический полярность
  • Прибор высокого разрешения включает в себя высокую точность.

Схема электронного цифрового вольтметра

Digital Voltmeter Electronic Circuit Diagram Digital Voltmeter Electronic Circuit Diagram Схема электронного цифрового вольтметра

В конструкции цифрового вольтметра используется микроконтроллер, который считается высокоэффективным в работе с носителем данных с точки зрения скорости, безошибочности и точности.Вместо того, чтобы использовать абсолютные аналоговые способы определения напряжения, цифровой вольтметр обеспечивает гораздо более точные и точные значения напряжений в данной цепи в диапазоне вольтметра.

Посмотрите следующее видео, чтобы понять функциональность цифрового вольтметра:

Вы можете получить хорошие знания об электронных схемах и различные идеи о проектах электроники, регулярно посещая этот блог. Вы можете подписаться на этот блог для регулярных обновлений.

Фото Кредиты:

.
Как создать цифровой вольтметр, схемы модуля амперметра

В этой статье мы узнаем, как построить цифровой вольтметр и цифровой комбинированный модуль амперметра для измерения постоянного напряжения и тока в различных диапазонах в цифровом виде.

Введение

Электрические параметры, такие как напряжение и ток, неразрывно связаны с электроникой и электронными инженерами.

Любая электронная схема была бы просто неполной без соответствующего уровня напряжения и тока.

Наш сетевой переменный ток обеспечивает переменное напряжение с потенциалами 220 В, для реализации этих напряжений в электронных цепях мы используем адаптеры питания постоянного тока, которые эффективно снижают сетевое напряжение переменного тока.

Тем не менее, большинство источников питания не включают в себя системы контроля мощности, что означает, что устройства не имеют измерителей напряжения или тока для отображения соответствующих величин.

В основном в коммерческих источниках питания используются простые способы отображения напряжения, такие как калиброванный циферблат или обычные измерители с подвижной катушкой.Это может быть в порядке, если задействованные электронные операции не являются критическими, но для сложных и чувствительных электронных операций и устранения неисправностей крайне необходима высокотехнологичная система мониторинга.

Цифровой вольтметр и амперметр очень удобны для точного контроля напряжения и тока без ущерба для параметров безопасности.

В настоящей статье была объяснена интересная и точная схема цифрового вольтметра и амперметра, которую можно легко построить дома, однако для точности и совершенства устройству потребуется хорошо спроектированная печатная плата.

Работа схемы

В схеме используются микросхемы 3161 и 3162 для требуемой обработки уровней входного напряжения и тока.

Обработанную информацию можно непосредственно прочитать через три 7-сегментных общих анодных модуля отображения.

Цепь требует 5-вольтной хорошо регулируемой секции блока питания для работы схемы и должна быть включена в обязательном порядке, так как IC строго требует 5-вольтового источника питания для правильной работы.

Дисплеи питаются от отдельных транзисторов, которые обеспечивают яркую подсветку дисплеев.

Транзисторы BC640, однако вы можете попробовать другие транзисторы, такие как 8550 или 187 и т.д. прикрепленные модули.

Обращаясь к приведенной ниже принципиальной схеме, 3-значный цифровой дисплейный модуль построен через ИС CA 3162, которая является ИС аналого-цифрового преобразователя, и дополнительную ИС CA 3161, которая является ИС BCD-7-сегментного декодера, обе эти ИС являются изготовлено RCA.

Принцип работы дисплеев

Используемые 7-сегментные дисплеи имеют общий тип анода и подключены к показанным драйверам транзисторов T1 - T3 для индикации соответствующих показаний.

Цепь включает в себя средство для выбора десятичной точки в соответствии со спецификацией нагрузки и диапазоном.

Например, в показаниях напряжения, когда десятичная точка загорается на LD3, обозначает диапазон 100 мВ.

Для текущего измерения средство выбора позволяет вам выбирать из пары диапазонов, то есть от 0 до 9.99, а другой от 0 до 0,999 А (используя ссылку b). Это означает, что чувствительный резистор тока является резистором 0,1 Ом или 1 Ом, как показано на схеме ниже:

Чтобы гарантировать, что R6 не влияет на выходное напряжение, этот резистор должен быть установлен до сеть делителя напряжения, которая становится ответственной за контроль выходного напряжения.

S1, который является переключателем DPDT, используется для выбора показаний напряжения или тока в соответствии с предпочтениями пользователя.

Этот переключатель, установленный для измерения напряжения P4, вместе с R1 обеспечивает затухание около 100 для подаваемого входного напряжения.

Кроме того, точка D активируется при более низком уровне напряжения для обеспечения возможности освещения десятичной точки на модуле LS, и цифра "V" становится ярко освещенной.

Когда переключатель выбора удерживается в диапазоне ампер, падение напряжения, полученное на чувствительном резисторе, подается прямо на точки входов Hi-Low IC1, который является модулем ЦАП.

Значительно низкое значение чувствительных резисторов обеспечивает незначительное влияние на результат делителя напряжения.

Диапазоны регулировки для дисплеев

В предлагаемом модуле схемы цифрового амперметра вольтметра имеется 4 диапазона регулировки.

P1: для обнуления текущего диапазона.

P2: для включения полной калибровки текущего диапазона.

P3: для обнуления диапазона напряжения.

P4: для включения полной калибровки диапазона напряжения.

Рекомендуется настраивать предустановки в указанном выше порядке только в тех случаях, когда P1 и P3 соответственно используются для правильного обнуления соответствующих параметров модуля.

P1 помогает компенсировать значение потребления тока покоя регулятора, что приводит к незначительному отрицательному отклонению во всем диапазоне напряжений, которое, в свою очередь, эффективно компенсируется P3.

Модуль отображения напряжения / тока работает с использованием нерегулируемого источника питания от источника без каких-либо проблем (не должен превышать 35 В макс.), Обратите внимание на точки E и F на втором рисунке выше.В этом случае мостовой выпрямитель B1 может быть исключен.

Система может быть спроектирована как двойная для получения одновременных показаний V и I. Однако следует признать, что резистор, чувствительный к току, замыкается накоротко посредством заземляющих звеньев каждый раз, когда два устройства подключены к одному источнику. Есть в основном два метода, чтобы победить это расстройство.

Первое - подключить V-модуль из другого источника, а l-модуль из "хоста".Второе намного более изящно и требует жестких областей E проводки с левой стороны токоизмерительного резистора.

Имейте в виду, однако, что максимально возможное показание V в этом случае превращается в 20,0 В (R6 снижается до 1 В макс.), Поскольку напряжение на выводе 11 обычно не превышает 1,2 В.

Более высокие напряжения имеют тенденцию к быть показано путем выбора более низкого качества тока, т. е. R6 становится равным 0R1. Экземпляр: R6 падает на 0,5 В при использовании тока 5 А, чтобы обеспечить 1,2 - 0,5 = 0,7 В для считывания напряжения, оптимальное отображение которого в этом случае составляет 100 x 0.7: 70 В Так же, как и раньше, эти виды осложнений просто возникают, когда пара из этих устройств используется в одном источнике.

Конструкция печатной платы для создания вышеупомянутых модулей
О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и учебными пособиями.
Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать через комментарии, я буду очень рад помочь!

Вольтметры и амперметры постоянного тока | Физика

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Объясните, почему вольтметр должен быть подключен параллельно с цепью.
  • Нарисуйте схему, показывающую правильно подключенный амперметр в цепи.
  • Опишите, как гальванометр можно использовать как вольтметр или амперметр.
  • Найдите сопротивление, которое должно быть последовательно соединено с гальванометром, чтобы его можно было использовать в качестве вольтметра с заданным показанием.
  • Объясните, почему измерение напряжения или тока в цепи никогда не может быть точным.

Вольтметры измеряют напряжение, тогда как Амперметры измеряют ток. Некоторые из приборов в автомобильных приборных панелях, цифровых камерах, сотовых телефонах и тюнерах-усилителях являются вольтметрами или амперметрами. (См. Рис. 1.) Внутренняя конструкция самых простых из этих счетчиков и то, как они подключены к системе, которую они контролируют, дают дополнительное представление о приложениях последовательных и параллельных подключений.

This photograph shows the instruments on a gray Volkswagen Vento dashboard, including the speedometer, odometer, and fuel and temperature gauges, showing some readings.

Рисунок 1. Указатели уровня топлива и температуры (справа и слева соответственно) в этом Volkswagen 1996 года - это вольтметры, которые регистрируют выходное напряжение блоков «отправителя», которые, как мы надеемся, пропорциональны количеству бензина в баке и двигателе. температура. (кредит: Кристиан Гирсинг)

Вольтметры подключаются параллельно с любым измеряемым напряжением устройства. Параллельное соединение используется, потому что объекты параллельно испытывают одинаковую разность потенциалов.(См. Рисунок 2, где вольтметр обозначен символом V.) Амперметры соединены последовательно с любым током устройства, который должен быть измерен. Последовательное соединение используется, потому что объекты последовательно проходят одинаковый ток через них. (См. Рисунок 3, где амперметр представлен символом A.)

Part a shows a schematic drawing of a circuit with a voltage source and its internal resistance, in series with two load resistors R sub one and R sub two having two probes of a voltmeter connected in parallel with each component. There is another resistor in series to close the circuit. Part b shows a photograph of a black voltmeter connected to two inputs on an electrical device, with a digital readout of the voltage across the sou
с использованием мультиметра, вольтметра, амперметра и омметра

Что такое мультиметр? Мультиметр - это инструмент, способный измерять два или более электрических значения. Большинство из них способны измерять напряжение, силу тока и Ом. Более ранние счетчики были способны измерять только один тип электрической величины, поэтому человеку приходилось носить с собой счетчик для каждой единицы измерения, которую он должен был измерить. Более поздние счетчики были сконструированы с поворотным переключателем, чтобы они могли измерять несколько единиц измерения, отсюда и термин «мультиметр».

В чем разница между мультиметром, вольтметром, амперметром и омметром? В наше время эти термины используются взаимозаменяемо, и все они относятся к мультиметру. Вольтметры измеряют напряжение, амперметры измеряют амперы, омметры измеряют Ом, а мультиметры измеряют комбинацию двух или более из них.

A аналоговых счетчика, они устарели?

analogmeter.jpg

Аналоговый измеритель перемещает стрелку вдоль шкалы.Аналоговые мультиметры с переключаемым диапазоном очень дешевы, но новичкам трудно их точно читать, особенно на шкалах сопротивления. Движение счетчика деликатное, и падение прибора может повредить его!

Каждый тип счетчика имеет свои преимущества. Используемый в качестве вольтметра цифровой измеритель обычно лучше, потому что его сопротивление намного выше, 1 МОм или 10 МОм, по сравнению с 200 Ом для аналогового мультиметра в аналогичном диапазоне. С другой стороны, легче следить за медленно меняющимся напряжением, наблюдая за иглой на аналоговом дисплее.

Аналоговый мультиметр, используемый в качестве амперметра, имеет очень низкое сопротивление и очень чувствительный, со шкалами до 50 мкА. Более дорогие цифровые мультиметры могут сравнять или улучшить эту производительность.

Аналоговые счетчики по-прежнему имеют некоторые применения, однако для начинающего или даже опытного электрика я бы порекомендовал цифровой счетчик, и поэтому вы не найдете здесь аналоговых счетчиков для продажи.

Использование мультиметра для измерения ампер, напряжения и Ом

Прежде чем углубляться в подробности о мультиметрах, важно, чтобы у вас было четкое представление о том, как счетчики связаны в цепи.

Измерительные усилители. Диаграммы A и B ниже показывают схему до и после подключения амперметра:

A Circuit with no meter B Circuit with ammeter
Для измерения тока необходимо разомкнуть цепь, чтобы обеспечить возможность подключения амперметра
последовательно
Амперметр должен иметь НИЗКОЕ сопротивление

Подумайте об изменениях, которые вы должны внести в практическую схему, чтобы включить амперметр.Для начала необходимо разомкнуть цепь , чтобы амперметр можно было подключить последовательно. Весь ток, протекающий в цепи, должен проходить через амперметр. Измерители не должны изменять поведение цепи или, по крайней мере, незначительно, и из этого следует, что амперметр должен иметь очень низкое сопротивление.

Измерительное напряжение. Схема C показывает ту же схему после подключения вольтметра:

A Circuit with no meter C Circuit with voltmeter
Для измерения разности потенциалов (напряжения) цепь не изменяется:
Вольтметр подключен параллельно
Вольтметры должны иметь ВЫСОКОЕ сопротивление

На этот раз вам не нужно разрывать цепь.Вольтметр подключен параллельно между двумя точками, где должно быть произведено измерение. Поскольку вольтметр обеспечивает параллельный путь, он должен потреблять как можно меньше тока. Другими словами, вольтметр должен иметь очень высокое сопротивление.

Какой метод измерения, по вашему мнению, будет более полезным? На самом деле измерения напряжения используются гораздо чаще, чем измерения тока.

Обработка электронных сигналов обычно рассматривается в терминах напряжения.Дополнительным преимуществом является то, что измерение напряжения легче проводить. Оригинальная схема не должна быть изменена. Часто измерительные щупы подключаются простым касанием их к интересующим точкам.

Измерение Ом. Омметр не работает с цепью, подключенной к источнику питания. Если вы хотите измерить сопротивление определенного компонента, вы должны полностью вынуть его из цепи и проверить его отдельно, как показано на схеме D :

A Circuit with no meter D Circuit with ohmmeter connected
Чтобы измерить сопротивление, компонент должен быть полностью удален из цепи
Ом работает, пропуская ток через проверяемый компонент

Омметра работают, пропуская небольшой ток через компонент и измеряя произведенное напряжение.Если вы попробуете это с компонентом, подключенным к цепи с источником питания, наиболее вероятным результатом будет повреждение счетчика. Большинство мультиметров имеют предохранитель для защиты от неправильного использования.

Управление мультиметром.

Центральная ручка имеет много позиций, и вы должны выбрать, какая из них подходит для измерения, которое вы хотите сделать. Например, если измеритель переключается на 20 В пост.

Для цепей с источниками питания до 20 В, которые включают в себя все цепи, которые вы, вероятно, создадите, диапазон напряжения 20 В постоянного тока является наиболее полезным. Диапазоны постоянного тока обозначены  Voltage DC на счетчике. Иногда вам может потребоваться измерить меньшее напряжение, и в этом случае используются диапазоны 2 В или 200 мВ.

Что означают постоянный и переменный ток?

DC означает постоянного тока . В любой цепи, которая работает от источника постоянного напряжения, такого как батарея, ток всегда идет в одном направлении.Каждый строительный проект, описанный в Design Electronics, работает таким образом.

AC означает переменного тока .

В электрической лампе, подключенной к бытовой электросети, ток течет сначала в одну сторону, а затем в другую. То есть ток меняет направление или наоборот.

Switched Range Multimeter

Альтернативным типом мультиметра является мультиметр с автодиапазоном

Центральная ручка имеет меньше положений, и все, что вам нужно сделать, это переключить ее на величину, которую вы хотите измерить.После переключения на V измеритель автоматически регулирует свой диапазон, чтобы дать значимые показания, и на дисплее отображается единица измерения, V или мВ. Этот тип измерителя является более дорогим, но, очевидно, намного проще в использовании.

Где подключены два измерительных датчика? черный провод всегда подключен к разъему с маркировкой COM, сокращенно COMMON. красный провод подключен к разъему с маркировкой VΩ мА. Разъем 10А используется очень редко.

Autoranging Multimeter

Следующие шаги

Перейдите к серии уроков управления и электропроводки, чтобы выбрать следующий урок.Есть также много других серий уроков по программированию ПЛК и промышленной автоматизации.

,

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о