Voltímetre

Què és un voltímetre?

Un voltímetre és un instrument que s’utilitza per mesurar la tensió o la diferència de potencial elèctric entre dos punts circuits elèctrics bàsics . Els voltímetres analògics mouen un punter a través d’una escala proporcional a la tensió del circuit. Els voltímetres poden tenir una precisió d’un poc per cent de l’escala completa i s’utilitzen amb tensions des d’una fracció de volt fins a diversos milers de volts.

Dues mesures de voltatge habituals són el corrent continu (CC) i el corrent altern (CA). Tot i que les mesures de voltatge són el més simple dels diferents tipus de mesures analògiques, presenten desafiaments únics a causa de consideracions de soroll. Els voltímetres analògics mouen un punter a través d’una escala proporcionalment a la tensió del voltímetre digital del circuit que proporciona una visualització numèrica de voltatge mitjançant l’ús d’un convertidor. Hi ha diferents tipus de voltímetres

1. Voltímetres analògics

2. VTVM i VET FET

3. Voltímetres digitals

1. Voltímetres analògics

El voltímetre analògic inclou un tipus de voltímetre indicador de desviació. Són de ferro en moviment, bobina mòbil, tipus electrostàtics de voltímetres. Els instruments de bobina mòbil són de dos tipus, és a dir, els imants permanents i els mesuradors de dinamo

“com funciona un convertidor digital a analògic ”

Instruments de bobina mòbil amb un camp d’imant permanent només responen al corrent continu. Els instruments de bobina mòbil consisteixen en un imant permanent per produir camp magnètic i una bobina que s’enrotlla sobre una peça de ferro tou i gira al voltant del seu propi eix vertical. Quan el corrent comença a fluir per aquesta bobina, es produeix un parell de desviació segons l'equació de la força de Lorenz. Aquest parell és directament proporcional a la tensió a través d’aquest circuit en particular.

Es construeix un voltímetre de CC connectant la resistència en sèrie a aquest instrument i també a resistència molt alta en paral·lel al circuit on volem mesurar la tensió. Instrument de bobina mòbil tipus dinamòmetre format per dues bobines, una és fixa i l’altra gira. La interacció dels dos camps produïda pel parell de bobina fixa i bobina mòbil produeix un parell de desviació. S’utilitzen en circuits de mesura de CC només això fa que aquest instrument tingui menys ús.

Voltímetre de bobina mòbil

Avantatges dels instruments de bobina mòbil

L’escala és uniforme
Fàcilment extensible per a mesures de diversos rangs.
Baix consum d'energia
Els corrents de càrrega perduda són molt petits en comparació amb els instruments de ferro en moviment.

Voltímetre de ferro en moviment

Mentre instruments de ferro en moviment s’utilitzen en circuits de corrent altern. Els instruments electromagnètics es divideixen en instruments de ferro en moviment, tipus dinamòmetre i tipus d’inducció. De nou el ferro en moviment classificat com a tipus d’instruments d’atracció i repulsió. En això també consta de ferro tou que és de bobines mòbils i fixes. La interacció dels fluxos produïts per aquests dos elements produeix el parell de desviació. Els rangs d’aquests instruments s’amplien mantenint les resistències en sèrie amb la bobina. Alguns dels desavantatges són l’escala no uniforme, els efectes de corrent de camp perdut sobre l’instrument, etc.

Avantatges de moure instruments de ferro

S’utilitzen tant per a mesures de CA com de CC.
Baix cost en comparació amb els instruments de ferro en moviment.
La relació par / pes és elevada

Voltímetre electrostàtic

Voltímetres electrostàtics funcionant segons el principi electrostàtic, utilitzeu la repulsió mútua entre dues plaques carregades per desviar un punter unit a un moll. S’utilitzen aquests tipus d’instruments alt voltatge Mesures de corrent altern i CC. Aquests són de condensador tipus disc electrostàtic connectat a través del circuit que es vol mesurar. Els voltímetres electrostàtics es poden classificar en tres tipus segons la configuració mecànica. Són repulsió, atracció i simètrica. El sistema de desviació consisteix en un deflector que està suspès d'un filament de torsió o que pot ser pivotat pels coixinets. Arranja els elements d’aquest tipus d’instruments amb alguns elements especials, com ara elements capacitius, incloses plaques paral·leles, cilindres concèntrics, plaques articulades, etc.

Avantatges dels instruments electrostàtics

Aquests només atrauen els corrents en corrent continu que són corrents de fuita i corrents necessaris per carregar els elements capacitius
Alta sensibilitat
Capaç de mesurar tensions de càrrega més petites
Alt rang de mesurament de tensió possibilitat de gairebé 200KV

2. VTVM i FET-VM

Mesurador de voltatge de tubs de buit (VTVM)

Aquest tipus d’instruments gestionen mesures de tensió CC, tensió CA i resistència. En aquest tipus de dispositiu de mesura de tensió s’utilitza un amplificador electrònic entre l’entrada i el mesurador. A causa d’aquesta disposició, es redueix el corrent extret del circuit sotmès a prova. El gamma de resistències s'utilitza al costat d'entrada en un rang d'1-20 mega ohms. Mitjançant aquestes variacions de resistències podem seleccionar el rang a mesurar. Si aquest instrument utilitza el tub de buit de l’amplificador, s’anomena voltímetre de tub de buit. S’utilitzen en mesures de CA d’alta potència. Com a invenció de dispositius d’estat sòlid que s’utilitzen en els amplificadors, aquest tipus de voltímetres s’anomenen FET-VM.

Avantatges

Aquests tenen una impedància d’entrada elevada, de manera que l’error de càrrega és menor
La no linealitat està gairebé eliminada
Capacitat per indicar tensions que varien lentament.

3. Voltímetres digitals

Voltímetres digitals

La precisió del voltímetre es veu afectada per molts factors, incloses les variacions de temperatura i tensió de subministrament. Els DVM mostren la tensió mesurada mitjançant LCD o LED per mostrar el resultat en format de coma flotant. Viouslybviament, si es prenen mesures de tensió i els resultats es mostren digitalment amb LED o Pantalles LCD , l'instrument ha de contenir un convertidor A / D. Mitjançant un microcontrolador programat, pantalla ADC i LCD, el següent circuit està preparat per proporcionar una visualització digital precisa de valors analògics de 0 a 15 volts de CC. S’utilitzen per propietats com la precisió, la durabilitat i les característiques addicionals. Aquests eliminen completament els errors de paral·laxi. Convertirà el senyal en prova i després l’amplificarà.

Avantatges dels voltímetres digitals

Redueix els errors de paral·laxi
Rang automàtic
Polaritat automatitzada
L'instrument d'alta resolució inclou alta precisió.

Diagrama de circuits de voltímetre electrònic digital

Diagrama de circuits electrònics de voltímetre digital

El disseny del voltímetre digital utilitza un microcontrolador que es diu que és altament eficient en el maneig de l’operació del portador de dades en termes de ser més ràpid, lliure d’errors i precís. En lloc d’utilitzar les maneres analògiques absolutes d’esbrinar les tensions, el voltímetre digital proporciona valors de tensions molt més precisos i precisos en un circuit determinat del rang del voltímetre.

Mireu el següent vídeo per entendre la funcionalitat del voltímetre digital:

És possible que en tingueu un bon coneixement circuits electrònics i diverses idees sobre projectes d'electrònica visitant aquest bloc regularment. Podeu subscriure-us a aquest bloc per obtenir actualitzacions periòdiques.

Crèdits fotogràfics: