Keperluan untuk menggunakan voltmeter timbul untuk kebanyakan pemilik rumah, peminat kereta, apatah lagi amatur radio. Tentukan kehadiran voltan dalam rangkaian rumah jika tiada lampu di rumah, ukur voltan bateri sekiranya berlaku pelepasannya, laraskan struktur yang dipasang oleh radio amatur - dalam semua situasi ini seseorang tidak boleh melakukannya tanpa penggunaannya.

Semua voltmeter boleh dibahagikan mengikut: prinsip operasi, tujuan, kaedah penggunaan dan reka bentuk.

Berdasarkan prinsip operasi, peranti dibahagikan kepada kumpulan:

• Voltmeter elektromekanikal.
• Voltmeter elektronik.

Mari kita lihat setiap kumpulan secara khusus.

Meter volt elektromekanikal dan elektronik

Alat pengukur ini adalah peranti penukaran langsung. Nilai yang diukur di dalamnya ditukar terus kepada bacaan pada skala peranti bacaan. Ia bertujuan untuk penilaian visual voltan yang diukur.

Skala kelihatan seperti urutan markah dengan nombor dan membentuk bahagian pegun peranti. Jarak antara dua markah bersebelahan ialah nilai pembahagian skala. Skala boleh menjadi linear dan tidak linear, satu sisi (tanda "0" terletak pada permulaan) dan dua sisi (tanda "0" terletak di tengah). Nombor biasanya ditulis pada skala yang menunjukkan kelas ketepatan peranti.

Bahagian peranti yang bergerak terdiri daripada bingkai yang terletak di antara kutub magnet kekal. Arus mengalir melalui belitan bingkai. Anak panah dikaitkan dengan bingkai boleh alih, mengikut magnitud sudut pesongan yang mana anda boleh menggunakan skala untuk menganggarkan nilai parameter yang diukur. Sudut ini secara langsung bergantung pada arus yang mengalir melalui belitan bingkai, dan oleh itu pada nilai voltan yang diukur.

Peranti sedemikian digunakan untuk mengukur kaedah magnetoelektrik. Ia paling kerap digunakan dalam instrumen elektromekanikal untuk mengukur pelbagai kuantiti fizik.

Perlu diingatkan bahawa peranti sedemikian jarang digunakan secara berasingan. Biasanya mereka begitu sebahagian peranti dengan reka bentuk litar yang lebih kompleks.

Sebagai tambahan kepada kaedah pengukuran magnetoelektrik, yang lain digunakan dalam peranti elektromekanikal: kaedah elektromagnet, elektrodinamik, ferodinamik, termoelektrik dan pembetulan.

Berdasarkan keperluan untuk meter voltan, penggunaan peranti ini adalah lebih baik daripada yang elektromekanikal. Dan keperluan ini adalah seperti berikut: mengurangkan ralat pengukuran metodologi.

Voltmeter digunakan untuk mengukur voltan pada pelbagai titik dalam litar. disambung secara selari dengan litar yang diukur. Oleh itu, penggunaannya tidak boleh diputarbelitkan gambar sebenar. Ia tidak sepatutnya memintas bahagian litar, oleh itu, ia impedans masukan hendaklah besar (sebaik-baiknya cenderung kepada infiniti).

Voltmeter elektronik boleh dibahagikan kepada dua kumpulan. Satu terdiri daripada peranti analog, satu lagi adalah digital. Perbezaan antara mereka terletak pada bentuk pemberian maklumat tentang hasil pengukuran.

Analog yang mungkin

Voltan input, yang nilainya perlu diukur, dibekalkan kepada peranti penskala. Ia direka bentuk sebagai pembahagi perintang berbilang had kelas tinggi ketepatan. Bilangan perintang sepadan dengan bilangan julat pengukuran voltan.

Selepas pembahagi perintang, isyarat pergi ke penguat arus terus(UPT). Tujuannya ialah meningkatkan voltan masukan, melalui pembahagi, kepada nilai yang diperlukan untuk Operasi biasa peranti paparan. UPT juga perlu untuk meningkatkan rintangan input peranti dan memadankannya dengan belitan rintangan rendah rangka penunjuk sistem magnetoelektrik.

Reka bentuk peranti elektromekanikal, yang mana nilai voltan yang diukur diukur dalam voltmeter analog, telah dibincangkan di atas.

Impedans input tinggi peranti ini ditentukan terutamanya oleh litar UPT. Ia secara meluas menggunakan transistor yang disambungkan mengikut litar pengikut isyarat pemancar, atau transistor kesan medan.

Ketepatan voltmeter analog ditentukan oleh kelas ketepatan perintang peranti input dan kelas ketepatan kepala mikroammeter, di sepanjang anak panah yang mana voltan yang diukur dibaca.

Untuk mengukur voltan kecil, penggunaan penguat arus terus dalam litar peranti tidak selalu membawa kepada ketepatan pengukuran yang mencukupi.

Dalam milivoltmeter, pengukuran dibuat pada arus ulang alik. Voltan masukan DC ditukar kepada AC menggunakan modulatornya sendiri. Penguat AC mempunyai ciri terbaik dari segi lineariti, hanyut sifar, keuntungan, yang sedikit bergantung pada suhu. Selepas penguatan, voltan ulang-alik dikesan. Stabil diluruskan tekanan berterusan pergi ke peranti elektromekanikal penunjuk.

Jika anda perlu mengukur voltan berselang-seli dengan voltmeter, litarnya akan berubah. Terdapat dua jenis skim.

Dalam satu, voltan masukan dikesan dan kemudian dikuatkan oleh penguat DC.

Dalam litar dengan reka bentuk yang berbeza, voltan AC masukan mula-mula dikuatkan oleh penguat AC. Selepas ini, isyarat diperbetulkan oleh pengesan.

Bergantung pada keperluan untuk hasil pengukuran, sama ada satu reka bentuk litar atau yang lain dipilih.

Pilihan pertama digunakan di mana ia perlu untuk mengukur dalam julat yang luas frekuensi (dari 10Hz hingga 1000MHz).

Pilihan pembinaan kedua digunakan apabila mengukur voltan berselang-seli yang sangat kecil (unit mikrovolt).

Voltmeter digital

Meter jenis ini semasa pemprosesan mewakili voltan masukan dalam bentuk langkah (nilai diskret). Nilainya dipaparkan secara digital pada penunjuk peranti.

Peranti input (ID) menentukan skala isyarat masukan, penapisannya daripada gangguan. Apabila mengukur voltan AC ia diluruskan. Oleh itu, litar VU mengandungi pembahagi voltan, penapis hingar rangkaian dan penguat isyarat.

Penapis diperlukan untuk meningkatkan ketepatan pengukuran kerana isyarat yang mengganggu boleh dianggap sebagai isyarat berguna dan selepas pensampelannya, penunjuk keluaran akan memaparkan nombor yang tidak sepadan dengan nilai terukur isyarat input yang berguna.

Model "Lanjutan" juga mempunyai peranti yang memilih kekutuban dan had ukuran secara automatik.

Penukar analog-ke-digital(ADC) mewakili voltan pada input peranti dalam bentuk selang masa, tempohnya bergantung pada nilainya. Selang ini diisi dengan denyutan yang dijana oleh penjana voltmeter sendiri. Kaunter, berdasarkan arahan daripada peranti kawalan, mengiranya dan muncul pada paparan digital peranti. nilai digital magnitud berkadar dengan bilangan nadi.

Kerana ia komponen elektronik VU mempunyai rintangan masukan yang ketara; voltmeter digital mempunyai kesan yang sangat sedikit pada rintangan bahagian litar di mana pengukuran dibuat. Ketepatan bacaan mereka jauh lebih tinggi daripada semua voltmeter sebelumnya.

Bekerja dengan peranti telah menjadi lebih mudah. Tidak perlu menghasilkan pengiraan semula tambahan nilai yang diperoleh dengan mengambil kira skala yang dipilih dan pengganda set (seperti voltmeter analog). Tetapi keperluan untuk kualiti voltan bekalan adalah sangat tinggi.

Ciri-ciri utama peranti

Lebih banyak rintangan dalaman voltmeter, semakin kurang pengaruhnya pada litar yang diukur. Oleh itu, peranti dengan galangan input yang lebih tinggi mempunyai ketepatan yang lebih tinggi apabila membuat pengukuran.

Untuk menilai keupayaan peranti, kelebihannya berbanding yang lain, dan membuat kesimpulan akhir tentang kemungkinan membelinya, anda mesti membacanya dengan teliti parameter teknikal, yang termasuk:

• rintangan dalaman voltmeter;
• julat voltan yang diukur dengan voltmeter;
• Julat frekuensi voltan AC;
• ralat pengukuran peranti.

Julat mesti diambil kira berdasarkan nilai voltan yang perlu ditangani. Kebanyakan voltmeter membolehkan anda mengukur voltan daripada beberapa puluh milivolt kepada ratusan volt. Julat ini agak boleh diterima oleh ramai pengguna. Pengecualian ialah milivoltmeter dan kilovoltmeter jarak lanjutan.

Ralat menunjukkan penyelewengan yang mungkin nilai yang diukur daripada nilai rujukan. Ditentukan pada peringkat ujian kilang peranti. Dinyatakan sebagai peratusan atau pecahan peratus.

Semua parameter ini dibentangkan dalam penerangan untuk peranti tertentu.

Peranti buatan sendiri

Bagaimana untuk membuat voltmeter dengan tangan anda sendiri, untuk apa ia, bagaimana ia berfungsi, bagaimana voltmeter disambungkan, cara menggunakan voltmeter - ini adalah senarai soalan yang tidak lengkap yang dimiliki oleh amatur radio pemula dan pengguna biasa. Prinsip pengendalian voltmeter atau prinsip pengendalian voltmeter telah dibincangkan sebelum ini apabila mempertimbangkan jenis dan jenisnya yang berbeza.

Dengan kos yang sangat sedikit anda boleh buat sendiri. Bahagian utamanya ialah tolok dail. Skala mengandungi simbol voltan - huruf latin"V". Sudah tentu, adalah dinasihatkan untuk mempunyai voltmeter dengan julat ukuran yang diperlukan. Di sebelah kiri skala harus ada tanda "O", dan di sebelah kanan harus ada nombor yang menunjukkan nilai voltan maksimum yang diukur oleh peranti ini.

Nilai ini ditentukan oleh saiz perintang tambahan yang terletak di dalam badan peranti siap dan arus pesongan penuh jarum mikroammeter.

Selalunya semasa kerja adalah perlu untuk mengukur nilai voltan dalam julat yang luas. Untuk memastikan ketepatan yang boleh diterima, perlu menggunakan satu skala biasa dengan satu set rintangan tambahan. Nombor mereka bergantung pada nilai voltan yang perlu diukur semasa operasi.

Penggunaan rintangan tambahan memungkinkan untuk mengukur voltan yang nilainya lebih besar daripada nombor terakhir skala. Untuk mengukur voltan nilai yang lebih rendah dengan ketepatan yang mencukupi, adalah perlu untuk mencari peranti dengan nombor nilai maksimum skala nilai yang lebih kecil atau buat semula yang sedia ada dengan menukar nilai rintangan tambahan dalam badan peranti.

Rintangan input voltmeter penunjuk dianggarkan oleh penunjuk rintangan relatif (khusus). Unit ukurannya ialah kOhm/V. Itu untuk makna yang berbeza voltan yang diukur, rintangan input peranti akan berbeza. Oleh itu kesimpulan - ketepatan pengukuran tertinggi sepadan dengan bahagian kanan penimbang. Rintangan dalaman voltmeter di sini adalah lebih penting dan sambungannya kurang kesan negatif untuk pengendalian litar. Ia adalah perlu untuk memilih peranti dengan nilai yang lebih besar kerintangan.

Sekiranya anda perlu mengukur voltan berselang-seli, maka dengan sedikit komplikasi litar peranti buatan sendiri masalah ini juga dapat diselesaikan. Voltan masukan mesti dibetulkan dan dibuat unipolar.

Untuk operasi biasa mikroammeter peranti, arus mesti mengalir melalui penggulungan bingkai peranti dalam satu arah sahaja (terminal peranti ditanda "+" dan "-"). Hanya dalam kes ini jarum instrumen akan menyimpang. Pembetulan boleh menjadi separuh gelombang atau gelombang penuh. Ini bergantung pada litar penerus yang dipilih. Apabila menentukan nilai voltan sebenar, bahagikan bacaan tolok dail dengan lebih kurang 3 (pembetulan separuh gelombang) atau 1.5 (pembetulan gelombang penuh).

Petua ini akan membantu pemula yang perlu menggunakan voltmeter dalam kerja mereka buat kali pertama. Terdapat sedikit daripada mereka:

• Menyambung voltmeter.
• Mengekalkan kekutuban.

Kekutuban bagi petunjuk ujian voltmeter yang disambungkan mestilah sepadan dengan kekutuban voltan yang ditunjukkan pada rajah.

Voltmeter hendaklah sentiasa disambungkan selari dengan litar yang diukur. Ini berbeza daripada ammeter, yang disambungkan kepada celah. Untuk litar pembetulan AC gelombang penuh, kekutuban petunjuk ujian boleh diabaikan. Probe mesti dipegang supaya tangan anda hanya menyentuh bahagian terpencilnya.

Voltmeter ialah peranti yang digunakan untuk mengukur voltan sehingga 1000 V dalam rangkaian DC dan AC frekuensi industri dan digunakan dalam sistem pengukuran maklumat. Voltmeter berkualiti mempunyai rintangan yang sangat tinggi dan tidak terhingga. Terima kasih kepada rintangan tinggi peranti, ketepatan pengukuran optimum dicapai.

Peranti ini direka untuk pemprosesan logik dan matematik bagi pengukuran.

Jenis-jenis voltmeter

Terdapat dua jenis voltmeter:

Jika instrumen digital dicirikan oleh ketepatan bacaan, maka voltmeter analog (anak panah) boleh bertindak balas kepada sisihan minimum parameter yang tidak ditentukan oleh penguji digital.

1. Voltmeter mudah alih (atau mudah alih) direka untuk memeriksa (menguji) voltan dalam rangkaian. Dalam kebanyakan kes, peranti ini disertakan dalam reka bentuk penguji. Terdapat penunjuk atau instrumen digital; sebagai tambahan kepada mengukur voltan, mereka mengukur arus beban, suhu, rintangan litar, dll.
2. Voltmeter pegun dipasang pada papan pemuka dalam panel pengedaran elektrik. Mereka direka untuk memantau operasi peralatan. Voltmeter pegun adalah daripada jenis elektromagnet.

Pengelasan

Peranti berbeza dalam prinsip operasinya; ia boleh elektronik atau elektromekanikal.

Mengikut tujuan yang dimaksudkan, peranti berdenyut, mengukur rangkaian AC dan DC.

Bagaimana untuk menyambung voltmeter

Voltmeter disambungkan ke litar selari dengan sumber voltan dan beban. Ini dilakukan supaya rintangan tinggi yang digunakan dalam peranti tidak menjejaskan bacaan. Arus yang mengalir melalui peranti hendaklah minimum.

nasi. No 1. Rajah untuk menyambung voltmeter ke rangkaian.

Spesifikasi Voltmeter

Voltmeter boleh berfungsi secara normal pada suhu udara tidak melebihi 25-30 ºС dan kelembapan relatif sehingga 80% pada tekanan atmosfera 630-800 mmHg. Voltan 220 V (frekuensi sehingga 400 Hz), frekuensi sesalur 50 Hz. Pengukuran dipengaruhi dengan ketara oleh bentuk lengkung voltan bekalan - sinusoid dengan pekali harmonik maksimum 5%.

Keupayaan peranti dinilai menggunakan penunjuk berikut:

1. Rintangan.
2. Had voltan AC.
3. Julat nilai voltan yang diukur.
4. Kelas ketepatan pengukuran.

Prinsip operasi peranti

Asas operasi voltmeter ialah kaedah penukaran analog-ke-digital. Oleh itu, penukar yang dipasang dalam reka bentuk peranti B7-35 mengukur magnitud voltan AC dan DC (serta rintangan, arus), menukar nilai yang diukur menjadi voltan normal, dan kemudian menggunakan ADC menjadi kod digital.

Gambar rajah berfungsi penguji digital berfungsi menggunakan 4 penukar:

1. Penukar skala.
2. Penukar kuasa AC dan DC kepada voltan.
3. Peranti frekuensi rendah yang menukar voltan AC kepada DC.
4. Rintangan kepada penukar voltan.

nasi. No 2. Litar voltmeter digital

Voltmeter AC

Voltmeter jalur lebar elektronik yang digunakan dalam rangkaian AC mempunyai ciri reka bentuk dan pengijazahan khusus untuk mereka sahaja. Kesan pada litar yang diukur bergantung kepada parameter input: rintangan aktif masukan (Rv) (dalam kes ini ia hendaklah yang tertinggi), kemuatan input (Cv) (ia hendaklah minimum) dan kearuhan (Lpr) (bersama-sama dengan kapasitansi bersiri litar berayun, yang berbeza dalam frekuensi resonansnya).

nasi. No 3. Gambar rajah sambungan voltmeter

Pengukuran rintangan

Voltmeter rintangan rendah dengan rintangan maksimum 15 ohm sesuai untuk mengukur rintangan, yang dilakukan menggunakan formula:

Rx = Ri * (U1/U2 - 1).

Formula menggunakan rintangan Rv (voltmeter), dan bacaan 1 dan 2 peranti, ketepatan pengukuran tidak semestinya sepadan dengan realiti, kerana pengukuran tidak mengambil kira rintangan dalaman. Hasil yang lebih tepat boleh dicapai dengan menggunakan formula:

Rx = (Rв + r) * (U1/U2 - 1), dengan r ialah rintangan dalaman.

Apabila mengukur, setiap rintangan berikutnya hendaklah besar dan dijalankan dengan rekod setiap pengukuran.

Untuk mengetahui voltan yang ditunjukkan oleh peranti, anda perlu berpandukan skala voltmeter dan nilai pembahagian. Ia ditentukan oleh had maksimum nilai yang diukur, dibahagikan dengan bilangan pembahagian skala.

Voltmeter, apakah itu? Pertama sekali, ini adalah peranti yang berfungsi sebagai alat pengukur nilai voltan sehingga 1000V dalam rangkaian DC dan AC, frekuensi industri dan digunakan dalam sistem maklumat dan pengukuran. Voltmeter yang ideal mempunyai rintangan yang sangat tinggi, tidak terhingga; disebabkan oleh rintangan tinggi peranti, paling banyak ketepatan yang tinggi dan kawasan penggunaan yang luas.

Peranti ini direka bentuk untuk menyediakan pemprosesan pengukuran secara matematik dan logik.

Jenis-jenis voltmeter

Terdapat dua jenis voltmeter:

1. Voltmeter mudah alih atau mudah alih, bertujuan untuk memeriksa (menguji) voltan dalam rangkaian. Sebagai peraturan, peranti sedemikian termasuk dalam reka bentuk penguji; terdapat peranti digital atau penunjuk; sebagai tambahan kepada mengukur voltan, mereka melaksanakan fungsi mengukur arus beban, rintangan litar, suhu, dll.
   Jika instrumen digital dibezakan dengan ketepatan bacaannya, maka jenis-jenis voltmeter, berkaitan dengan peranti analog (penunjuk), mereka dapat bertindak balas terhadap penyimpangan sedikit pun parameter yang tidak ditentukan oleh peranti digital.
2. Peranti pegun dipasang pada papan pemuka dalam panel pengedaran elektrik untuk mengawal operasi peralatan, peranti ini tergolong dalam jenis elektromagnet.

Klasifikasi voltmeter

Peranti berbeza dalam prinsip operasinya; ia adalah elektromekanikal dan elektronik.

Mengikut tujuan yang dimaksudkan, peranti berdenyut, mengukur rangkaian DC dan AC.

Bagaimana untuk menyambung voltmeter

Voltmeter disambungkan selari dengan beban dan punca voltan, ini dilakukan supaya rintangan tinggi yang digunakan dalam peranti tidak menjejaskan bacaan peranti. Jumlah arus yang mengalir melalui peranti hendaklah minimum.

Spesifikasi Voltmeter

Operasi biasa voltmeter boleh dilakukan pada suhu udara tidak melebihi 25 - 30 o C dengan kelembapan udara relatif sehingga 80% pada tekanan atmosfera 630 - 800 mm Hg. Seni. Kekerapan sesalur 50 Hz dan voltan 220V (frekuensi sehingga 400 Hz). Pengukuran sangat dipengaruhi oleh bentuk lengkung voltan bekalan AC - sinusoid dengan pekali harmonik tidak lebih daripada 5%.

Keupayaan peranti dinilai menggunakan penunjuk berikut:

1. Rintangan peranti.
2. Julat nilai voltan yang diukur.
3. Kelas ketepatan pengukuran.
4. Had kekerapan untuk voltan litar ulang-alik.

Prinsip operasi peranti

Voltmeter adalah berdasarkan kaedah penukaran analog-ke-digital dengan penyepaduan tolak-tarik. Mari kita pertimbangkan pengendalian peranti menggunakan contoh B7-35. Penukar yang dipasang dalam struktur, mengukur nilai voltan DC dan AC, kekuatan arus, rintangan, ditukar kepada voltan ternormal dan, apabila menggunakan ADC, ditukar kepada kod digital.

Gambar rajah berfungsi voltmeter digital berfungsi menggunakan 4 penukar:

1. Penukar skala.
2. Peranti frekuensi rendah yang menukar voltan arus ulang alik kepada arus terus.
3. Penukar kuasa DC dan AC kepada voltan.
4. Rintangan kepada penukar voltan.

Voltmeter AC

Voltmeter elektronik jalur lebar yang digunakan dalam rangkaian arus ulang-alik mempunyai ciri reka bentuk dan pengijazahan mereka sendiri yang unik kepada mereka. Tahap pengaruh pada litar yang diukur semasa kajian bergantung pada parameter input, kompleks, ini adalah: input rintangan aktif(Rв), dalam kes ini rintangan haruslah yang tertinggi, kemuatan input (Cв), ia harus sekecil mungkin, dan induktansi (Lpr), bersama-sama dengan kapasitansi, mencipta litar berayun siri, dibezakan olehnya. frekuensi resonans.

Mengukur rintangan dengan voltmeter

Voltmeter rintangan rendah dengan rintangan tidak lebih daripada 15 ohm sesuai untuk mengukur rintangan dan dilakukan menggunakan formula:

Rx = Ri * (U1/U2 – 1)

Formula menggunakan rintangan voltmeter Rv, serta bacaan 1 dan 2 voltmeter; ketepatan pengukuran tidak selalu sesuai dengan realiti, kerana pengukuran dilakukan tanpa mengambil kira rintangan dalaman peranti. Keputusan yang lebih tepat dicapai apabila menggunakan formula :

Rx = (Rв + r) * (U1/U2 - 1), rintangan dalaman - r.

Semasa mengukur, setiap rintangan berikutnya hendaklah lebih besar daripada rintangan voltmeter dan akan dijalankan dengan setiap pengukuran direkodkan.

Untuk menentukan voltan yang ditunjukkan oleh voltmeter, ia dipandu oleh skala voltmeter, menggunakan nilai bahagian peranti. Ia ditentukan oleh had atas nilai yang diukur, yang dibahagikan dengan bilangan pembahagian skala.

Pada mulanya, voltmeter dan ammeter hanyalah mekanikal, dan hanya beberapa tahun kemudian, dengan perkembangan mikroelektronik, voltmeter digital dan ammeter mula dihasilkan. Walau bagaimanapun, walaupun kini alat pengukur mekanikal popular. Mereka, berbanding dengan yang digital, tahan terhadap gangguan dan memberikan lebih banyak lagi perwakilan visual tentang dinamik kuantiti yang diukur. Mekanisme dalaman mereka kekal hampir sama dengan mekanisme magnetoelektrik kanonik voltmeter dan ammeter pertama.

Dalam artikel ini kita akan melihat reka bentuk instrumen penunjuk biasa supaya setiap pemula dapat memahami prinsip asas operasi voltmeter dan ammeter.

Dalam operasinya, alat pengukur penunjuk menggunakan prinsip magnetoelektrik. Magnet kekal dengan kepingan tiang yang jelas dibetulkan dengan tetap. Teras keluli pegun terletak di antara tiang-tiang ini supaya dalam celah berbentuk cincin udara antara teras dan kepingan tiang magnet terbentuk.

Bingkai aluminium boleh alih dimasukkan ke dalam celah, di mana gegelung dililit dengan wayar yang sangat nipis. Bingkai dipasang pada aci gandar dan boleh berputar bersama-sama dengan kekili. Penunjuk instrumen dilekatkan pada bingkai dengan spring lingkaran. Arus dibekalkan kepada gegelung melalui spring.

Apabila arus I melalui wayar gegelung, maka, oleh kerana gegelung diletakkan dalam medan magnet, dan arus dalam konduktornya mengalir berserenjang dengan garis medan magnet dalam celah, daya berputar dari medan magnet akan bertindak ke atasnya. . Daya elektromagnet akan mencipta tork M, dan gegelung, bersama-sama dengan bingkai dan anak panah, akan berputar melalui sudut α tertentu.

Oleh kerana aruhan medan magnet dalam jurang adalah malar (magnet adalah malar), tork akan sentiasa berkadar dengan arus dalam gegelung, dan nilainya akan bergantung pada arus dan pada parameter reka bentuk malar peranti tertentu ini (c1). ). Momen ini akan sama dengan:

Momen balas yang menghalang bingkai daripada berputar, yang timbul disebabkan oleh kehadiran spring, akan berkadar dengan sudut putaran spring, iaitu, sudut putaran anak panah yang berkaitan dengan bahagian yang bergerak:

Oleh itu, putaran akan berterusan sehingga saat M yang dicipta oleh arus dalam bingkai adalah sama dengan momen tindak balas Mpr dari spring, iaitu, sehingga keseimbangan berlaku. Pada masa ini anak panah akan berhenti:

Jelas sekali, sudut putar spring akan berkadar dengan arus bingkai (dan arus yang diukur), atas sebab ini peranti sistem magnetoelektrik mempunyai skala seragam. Pekali perkadaran k antara sudut putaran jarum dan unit arus yang diukur dipanggil sensitiviti peranti.

Nilai timbal balik dipanggil harga bahagian atau pemalar peranti. Nilai kuantiti yang diukur ditentukan sebagai hasil darab harga bahagian dengan .

Untuk mengelakkan getaran mengganggu bingkai bergerak apabila anak panah bergerak dari satu kedudukan ke kedudukan lain, peranti ini menggunakan aruhan magnet atau peredam udara.

Peredam aruhan magnet ialah plat aluminium yang dipasang pada paksi berputar peranti dan sentiasa bergerak dengan penuding dalam medan magnet kekal. Arus pusar yang terhasil memperlahankan gegelung. Intinya ialah, mengikut peraturan Lenz, arus pusar dalam plat, berinteraksi dengan medan magnet magnet kekal yang menjananya, menghalang plat daripada bergerak, dan ayunan jarum cepat mati. Peranan peredam aruhan magnetik sedemikian dilakukan oleh bingkai aluminium di mana gegelung dililit.

Apabila bingkai diputar, fluks magnet daripada magnet kekal yang menembusi bingkai aluminium berubah, yang bermaksud bahawa arus pusar teraruh dalam bingkai aluminium, yang, apabila berinteraksi dengan medan magnet magnet kekal, mempunyai kesan brek, dan ayunan jarum berhenti.

Peredam udara peranti magnetoelektrik ialah ruang silinder dengan omboh diletakkan di dalam, disambungkan kepada sistem alih peranti. Apabila bahagian yang bergerak mula bergerak, omboh berbentuk sayap dibrek di dalam ruang, dan ayunan jarum dilembapkan.

Untuk mencapai ketepatan pengukuran yang diperlukan, peranti tidak boleh dipengaruhi oleh graviti semasa proses pengukuran, dan pesongan jarum harus dikaitkan hanya dengan tork yang berlaku apabila arus gegelung berinteraksi dengan medan magnet magnet kekal dan dengan brek rangka oleh spring.

Untuk mengecualikan pengaruh buruk graviti dan untuk mengelakkan ralat yang berkaitan, pemberat balas dalam bentuk pemberat yang bergerak pada rod ditambah pada bahagian peranti yang bergerak.

Untuk mengurangkan geseran, hujung keluli diperbuat daripada keluli tahan haus yang digilap atau aloi tungsten-molibdenum, dan galas diperbuat daripada mineral keras (akik, korundum, delima, dll.). Jurang antara hujung dan galas tujahan dilaraskan menggunakan skru pengunci.

Untuk pemasangan yang tepat anak panah menunjuk ke sifar kedudukan awal, peranti dilengkapi dengan pembetul. Pembetul dalam peranti penunjuk ialah skru yang dibawa keluar dan disambungkan oleh pemandu ke spring. Menggunakan skru, anda boleh menggerakkan lingkaran sedikit pada paksi, dengan itu melaraskan kedudukan awal anak panah.

Kebanyakan peranti moden mempunyai bahagian bergerak yang digantung pada sepasang wayar lelaki dalam bentuk jalur logam elastik yang berfungsi untuk membekalkan arus ke gegelung dan mencipta daya kilas balas. Sambungan disambungkan kepada sepasang mata air rata yang terletak saling berserenjang.

Untuk bersikap adil, kami perhatikan bahawa sebagai tambahan kepada mekanisme klasik yang dibincangkan di atas, terdapat juga peranti dengan magnet bukan sahaja berbentuk U, tetapi juga dengan magnet silinder, dan dengan magnet dalam bentuk prisma, dan juga dengan magnet dalam bingkai. , yang boleh dialihkan sendiri.

Untuk mengukur arus atau voltan, peranti magnetoelektrik disambungkan ke litar arus terus menggunakan litar ammeter atau voltmeter; satu-satunya perbezaan adalah pada rintangan gegelung dan dalam litar penyambung peranti ke litar. Sudah tentu, keseluruhan arus yang diukur tidak boleh melalui gegelung peranti semasa mengukur arus, dan sejumlah besar kuasa tidak boleh digunakan semasa mengukur voltan. Untuk mewujudkan keadaan yang betul, perintang tambahan yang dibina ke dalam badan peranti pengukur digunakan.

Rintangan perintang tambahan dalam litar voltmeter adalah berkali-kali lebih besar daripada rintangan gegelung, dan perintang ini diperbuat daripada logam yang sangat kecil seperti manganin atau pemalar. Perintang yang disambungkan selari dengan gegelung dalam ammeter dipanggil shunt.

Rintangan shunt, sebaliknya, adalah berkali-kali lebih rendah daripada rintangan gegelung kerja pengukur, jadi hanya sebahagian kecil daripada arus yang diukur melalui wayar gegelung, manakala arus utama mengalir melalui shunt. Perintang dan shunt tambahan membolehkan anda mengembangkan had pengukuran peranti.

Arah pesongan anak panah peranti bergantung pada arah arus melalui gegelung pengukur, oleh itu, apabila menyambungkan peranti ke litar, adalah penting untuk mengekalkan polariti yang betul, jika tidak, anak panah akan bergerak ke arah yang lain. Sehubungan itu, peranti magnetoelektrik masuk bentuk kanonik tidak sesuai untuk dimasukkan ke dalam litar arus ulang-alik, kerana anak panah hanya akan bergetar semasa berada di satu tempat.

Namun begitu, kelebihan instrumen magnetoelektrik (ammeter, voltmeter) termasuk ketepatan yang tinggi, keseragaman skala dan rintangan kepada gangguan yang dihasilkan oleh medan magnet luaran. Kelemahannya ialah ketidakupayaan untuk mengukur arus ulang alik (untuk mengukur arus ulang alik, anda perlu meluruskannya terlebih dahulu), keperluan untuk mengekalkan kekutuban dan kelemahan wayar nipis gegelung pengukur kepada beban berlebihan.

Peranti seperti voltmeter telah biasa kepada semua orang sejak zaman mempelajari fizik, atau lebih tepat lagi, elektrodinamik. Jika anda tahu ukuran voltmeter, anda boleh menggunakannya untuk kelebihan anda. Perkara utama ialah ingat bahawa ia mesti disambungkan ke rangkaian secara selari, jika tidak, bacaannya akan menjadi tidak tepat. Adalah penting untuk mengambil langkah berjaga-jaga semasa bekerja, kerana elektrik sebarang voltan menimbulkan bahaya kepada kehidupan.

Maklumat lanjut tentang peranti

Voltmeter direka untuk mengukur voltan arus masuk litar elektrik. Namanya berasal dari tradisi alat pengukur perkataan "meter" dan dari unit ukuran voltan - "Volt". Ia cukup untuk memasangkan peranti sedemikian ke dalam rangkaian, dan ia akan mula memaparkan nilai voltan.

Sudah tentu, terdapat beberapa kesilapan, tetapi ia tidak penting. Agar bacaan instrumen menjadi ideal, ia mesti mempunyai rintangan dalaman yang tidak terhingga, jika tidak, pengaruhnya pada litar yang ia disambungkan tidak dapat dielakkan. Sudah tentu, rintangan sedemikian tidak boleh wujud: tidak ada voltmeter yang ideal, tetapi semasa pengeluarannya segala yang mungkin dilakukan untuk meningkatkan rintangan dalaman.

Apakah voltan

Untuk memahami dengan tepat bagaimana voltmeter berfungsi dan apa yang ditunjukkan, anda perlu mengetahui objek pengukurannya. Adalah penting untuk memahami apa itu voltan dan apa yang bergantung pada nilainya.

Seperti yang anda ketahui, dari kursus fizik sekolah, nilai dikira menggunakan formula U=IR, di mana:

• U sebenarnya voltan;
• I - kekuatan semasa;
• R ialah rintangan dalam bahagian litar.

Untuk menentukan voltan dalam rangkaian, anda perlu mendarabkan arus dengan rintangan. Lebih-lebih lagi, pertama, anda harus mengetahui apakah dua kuantiti terakhir adalah sama. Sebagai contoh, jika arus ialah 5 Ampere dan rintangan dalam bahagian ialah 2 Ohm, maka voltannya ialah 10 Volt.

Walau bagaimanapun, formula di atas, walaupun semudah mungkin, masih tidak memberikan gambaran tentang voltan dan mengapa ia perlu diukur sama sekali. Lagipun, ini hanya nombor, tidak lebih. Arus itu sendiri, malangnya, tidak kelihatan, sama seperti zarah mikroskopik bercas tidak kelihatan.

Untuk memudahkan pemahaman, kita boleh membandingkan arus elektrik dalam konduktor dengan objek yang sering kita perhatikan dalam kehidupan seharian. Khususnya, perbandingan dengan pergerakan air di sungai dan air terjun akan membantu di sini: iaitu, alirannya dengan tahap tinggi kepada rendah. Di sini voltan sepadan dengan ketinggian: perbezaan tahap. Dengan kata lain, voltan dalam rangkaian elektrik adalah sama dengan tekanan air di sungai. Sekiranya tiada voltan dalam rangkaian, maka tiada arus. Juga tidak akan ada aliran dalam badan air di mana paras air adalah sama di mana-mana, contohnya, di dalam kolam atau tasik.

Skala instrumen biasanya ditandakan dengan huruf "V". Ini dilakukan supaya ia lebih mudah dibezakan daripada alat pengukur elektrik lain, contohnya, dari ammeter, yang menunjukkan kekuatan semasa. Hakikatnya ialah peranti ini kelihatan sangat serupa antara satu sama lain.

Julat voltmeter mungkin berbeza-beza. Peranti yang direka untuk dihidupkan pada voltan rendah rangkaian elektrik, maksimum boleh menunjukkan 5 Volt. Terdapat peranti dengan julat yang lebih besar, contohnya, 10 atau 25 Volt. Lagi peranti berkuasa mampu memaparkan seribu volt. Sudah tentu, semuanya bergantung pada tujuan voltmeter.

Jenis-jenis voltmeter

Terdapat beberapa jenis voltmeter. Pertama sekali, peranti voltmeter dibahagikan kepada dua jenis utama:

1. Pegun. Sebagai peraturan, mereka dibina ke dalam rangkaian itu sendiri dan tidak mungkin untuk memutuskan sambungannya.
2. Mudah alih. Ia boleh dipindahkan dari satu tempat ke satu tempat dan digunakan dalam rangkaian elektrik yang berbeza.

Terdapat juga beberapa jenis voltmeter berdasarkan prinsip operasinya. Di antara mereka terdapat banyak elektromekanikal dan beberapa elektronik. Yang terakhir, seterusnya, boleh menjadi digital dan analog. Nilai voltan boleh ditunjukkan dengan anak panah bergerak atau menukar nombor elektronik pada paparan.

Voltmeter juga dikelaskan mengikut tujuan. Antaranya ialah alat yang direka untuk mengukur arus terus atau arus ulang alik.

Di samping itu, peranti boleh berdenyut, sensitif fasa, dan universal.

Spesifikasi

Ciri-ciri voltmeter bergantung kepada tujuannya. Sebagai contoh, instrumen yang mengukur voltan DC mungkin mempunyai dua, tiga atau jumlah yang besar julat. Bilangan mereka adalah salah satu ciri teknikal yang paling penting.

Apabila memilih voltmeter yang anda perlukan:

1. Beri perhatian kepada ciri seperti impedans input. Ia bergantung kepada julat voltan bahagian rangkaian elektrik yang dikaji.
2. Ambil kira pembahagian skala peranti dan ralat pengukurannya.
3. Jika dibeli voltmeter sejagat, maka perlu mengambil kira julat kuantiti yang mana voltmeter boleh berfungsi: rintangan, arus, suhu.

Prinsip operasi

Seperti yang dinyatakan di atas, mengikut prinsip operasi, voltmeter dibahagikan kepada dua jenis - elektromekanikal dan elektronik. Struktur bekas adalah sistem magnetik yang mampu bertindak balas medan elektrik. Kelemahan utama peranti sedemikian ialah, apabila disambungkan ke rangkaian, mereka dapat mempengaruhinya sendiri, dan oleh itu bacaan mereka sering tidak tepat.

Peranti elektronik yang hari ini, di era teknologi digital menjadi lebih popular, boleh berubah isyarat analog dalam digital. Peranti sedemikian adalah murah dan sangat mudah digunakan.

Apabila menyambungkan peranti ke rangkaian, adalah penting untuk mengikuti peraturan asas: terminalnya mesti disambungkan ke titik-titik dalam litar yang mana voltan ditentukan. Sambungan ini dipanggil selari. Keperluan ini mesti dipatuhi, jika tidak peranti mungkin terbakar begitu sahaja.

Langkah keselamatan

Oleh kerana peranti itu sendiri mempunyai rintangan yang tinggi, dan ia disambungkan ke rangkaian secara selari, kemungkinan seseorang akan menerima kejutan elektrik yang kuat apabila bekerja dengannya adalah minimum. Walau bagaimanapun, jika voltmeter digunakan dalam industri, mereka sering perlu berurusan dengan nilai voltan yang besar dan kuantiti lain yang mencirikan arus elektrik.

Anda perlu berhati-hati apabila mengukur voltan dalam rangkaian menggunakan alat pengukur elektrik ini. Anda tidak boleh menyentuh peranti dalam apa jua keadaan dengan tangan kosong. Sarung tangan yang diperbuat daripada bahan tidak konduktif, seperti getah, akan membantu mengelakkan kemalangan.

Anda tidak boleh menyentuh wayar kosong, walaupun anda sudah tahu bahawa voltan di dalamnya tidak terlalu tinggi, contohnya, volt atau lebih rendah.