Voltmetro

Cos'è un voltmetro?

Un voltmetro è uno strumento utilizzato per misurare la tensione o la differenza di potenziale elettrico tra due punti circuiti elettrici di base . I voltmetri analogici spostano un puntatore su una scala proporzionale alla tensione del circuito. I voltmetri possono avere una precisione di una piccola percentuale del fondo scala e vengono utilizzati con tensioni da una frazione di volt a diverse migliaia di volt.

Due misure di tensione comuni sono la corrente continua (CC) e la corrente alternata (CA). Sebbene le misurazioni della tensione siano i più semplici dei diversi tipi di misurazioni analogiche, presentano sfide uniche dovute a considerazioni sul rumore. I voltmetri analogici spostano un puntatore su una scala in proporzione alla tensione del circuito. I voltmetri digitali forniscono una visualizzazione numerica della tensione utilizzando un convertitore. Diversi tipi di voltmetri sono

1. Voltmetri analogici

2. VTVM e FET VM

3. Voltmetri digitali

1. Voltmetri analogici

Il voltmetro analogico include il tipo di deviazione dei voltmetri di indicazione. Questi sono come il ferro mobile, la bobina mobile, i tipi di voltmetri elettrostatici. Gli strumenti a bobina mobile sono di due tipi, vale a dire quelli a magneti permanenti e quelli a dinamo

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Strumenti a bobina mobile con un campo a magneti permanenti risponde solo alla corrente continua. Gli strumenti a bobina mobile sono costituiti da un magnete permanente per produrre campo magnetico e da una bobina che viene ferita su un pezzo di ferro dolce e ruota attorno al proprio asse verticale. Quando la corrente inizia a fluire attraverso questa bobina, la coppia di deflessione viene prodotta secondo l'equazione della forza di Lorenz. Questa coppia è direttamente proporzionale alla tensione attraverso quel particolare circuito.

Un voltmetro DC è costruito collegando il resistore in serie a questo strumento e anche a resistenza molto alta in parallelo con il circuito in cui vogliamo misurare la tensione. Tipo di misuratore dinamo Lo strumento a bobina mobile è costituito da due bobine una fissa e l'altra rotante. L'interazione dei due campi prodotti dalla coppia di bobina fissa e bobina mobile produce una coppia di deflessione. Questi sono usati nei circuiti di misura DC solo questo rende questo strumento meno utilizzato.

Voltmetro a bobina mobile

Vantaggi degli strumenti a bobina mobile

La scala è uniforme
Facilmente esteso per misurazioni multi range.
Basso consumo energetico
Le correnti di carico vagante sono molto piccole rispetto agli strumenti in ferro in movimento.

Voltmetro a ferro mobile

Mentre strumenti di ferro in movimento sono utilizzati nei circuiti CA. Gli strumenti elettromagnetici si dividono in ferro mobile semplice, tipo dinamo meter e tipi di strumenti a induzione. Anche in questo caso il ferro mobile è classificato come strumenti di attrazione e repulsione. In questo è costituito anche da ferro dolce che è di bobine mobili e fisse. L'interazione dei flussi prodotti da questi due elementi produce la coppia di deflessione. Le portate di questi strumenti vengono estese mantenendo le resistenze in serie con la bobina. Alcuni degli svantaggi sono la scala non uniforme, gli effetti della corrente di campo vagante sullo strumento, ecc.

Vantaggi dello spostamento di strumenti in ferro

Questi sono usati per misurazioni sia AC che DC.
Costo contenuto rispetto agli strumenti in ferro mobili.
Il rapporto coppia / peso è alto

Voltmetro elettrostatico

Voltmetri elettrostatici operando secondo il principio elettrostatico utilizzare la repulsione reciproca tra due piastre cariche per deviare un puntatore fissato ad una molla. Questi tipi di strumenti vengono utilizzati per alta tensione Misure AC e DC. Questi sono di condensatore a disco elettrostatico collegato attraverso il circuito da misurare. I voltmetri elettrostatici possono essere classificati in tre tipi in base alla configurazione meccanica. Quelle sono repulsione, attrazione e simmetria. Il sistema di deflessione è costituito da un deflettore sospeso da un filamento di torsione oppure può essere ruotato dai cuscinetti. Predispone gli elementi in questo tipo di strumento con alcuni elementi speciali come elementi capacitivi, comprese piastre parallele, cilindri concentrici, piastre incernierate, ecc. La coppia di smorzamento del movimento è fornita da alette di smorzamento ad aria o liquido o da smorzamento a correnti parassite.

Vantaggi degli strumenti elettrostatici

Questi assorbono solo le correnti a CC è la corrente di dispersione e la corrente richiesta per caricare gli elementi capacitivi
Alta sensibilità
Capace di misurare le tensioni di carica più piccole
Ampia gamma di possibilità di misurazione della tensione quasi 200KV

2. VTVM e FET-VM

Voltmetro a tubo a vuoto (VTVM)

Questi tipi di strumenti gestiscono misurazioni di tensione CC, tensione CA e resistenza. In questo tipo di misuratore di tensione viene utilizzato un amplificatore elettronico tra l'ingresso e il misuratore. Grazie a questa disposizione la corrente assorbita dal circuito in prova viene ridotta. Il gamma di resistenze utilizzato sul lato di ingresso nella gamma di 1-20 mega ohm. Tramite la variazione di queste resistenze possiamo selezionare il range da misurare. Se questo strumento utilizza il tubo a vuoto nell'amplificatore, viene chiamato voltmetro a tubo a vuoto. Questi vengono utilizzati nelle misurazioni CA ad alta potenza. Essendo l'invenzione dei dispositivi a stato solido utilizzati negli amplificatori, questo tipo di voltmetri è chiamato FET-VM.

Vantaggi

Questi hanno un'impedenza di ingresso elevata, quindi l'errore di caricamento è inferiore
La non linearità è quasi eliminata
Capacità di indicare tensioni che variano lentamente.

3. Voltmetri digitali

Voltmetri digitali

La precisione del voltmetro è influenzata da molti fattori, comprese le variazioni di temperatura e tensione di alimentazione. I DVM visualizzano la tensione misurata utilizzando LCD o LED per visualizzare il risultato in un formato a virgola mobile. Ovviamente se si effettuano misure di tensione ed i risultati vengono visualizzati digitalmente con LED o Display LCD , lo strumento deve contenere un convertitore A / D. Utilizzando un microcontrollore programmato, un ADC e un display LCD, il seguente circuito è pronto per fornire una visualizzazione digitale accurata dei valori analogici da 0 a 15 volt CC. Questi vengono utilizzati a causa delle proprietà come precisione, durata e funzionalità extra. Questi sono completamente elimina gli errori di parallasse. Converte il segnale in prova e poi lo amplifica.

Vantaggi dei voltmetri digitali

Riduce gli errori di parallasse
Gamma automatica
Polarità automatizzata
Lo strumento ad alta risoluzione include alta precisione.

Diagramma del circuito del voltmetro elettronico digitale

Diagramma del circuito elettronico del voltmetro digitale

Il design del voltmetro digitale utilizza un microcontrollore che si dice sia altamente efficiente nel gestire il funzionamento del supporto dati in termini di velocità, assenza di errori e precisione. Piuttosto che utilizzare i metodi analogici assoluti per scoprire le tensioni, il voltmetro digitale fornisce valori molto più precisi e accurati delle tensioni in un dato circuito nell'intervallo del voltmetro.

Guarda il seguente video per comprendere la funzionalità del voltmetro digitale:

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