Voltmetr - Voltmeter
![]() | tento článek potřebuje další citace pro ověření.Duben 2009) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) ( |

A voltmetr je přístroj používaný k měření elektrický potenciál rozdíl mezi dvěma body v elektrickém obvodu. Analogové voltmetry pohybují ukazatelem po stupnici v poměru k napětí obvodu; digitální voltmetry poskytují numerické zobrazení napětí pomocí analogově-digitální převodník. Voltmetry se vyrábějí v široké škále stylů. Nástroje trvale namontované v panelu se používají ke sledování generátorů nebo jiných pevných zařízení. Přenosné přístroje, obvykle vybavené také k měření proudu a odporu ve formě a multimetr, jsou standardní zkušební přístroje používané v elektrických a elektronických zařízeních. Jakékoli měření, které lze převést na napětí, lze zobrazit na měřiči, který je vhodně kalibrován; například tlak, teplota, průtok nebo hladina v zařízení na chemický proces.
Univerzální analogové voltmetry mohou mít přesnost několika procent celého rozsahu a používají se s napětím od zlomku voltu do několika tisíc voltů. Digitální měřiče lze vyrábět s vysokou přesností, obvykle lepší než 1%. Speciálně kalibrované testovací přístroje mají vyšší přesnost a laboratorní přístroje jsou schopné měřit s přesností několika dílů na milion. Měřiče využívají zesilovače může měřit malé napětí mikrovoltů nebo méně.
Součástí problému výroby přesného voltmetru je kalibrace ke kontrole jeho přesnosti. V laboratořích Westonova buňka se používá jako standardní napětí pro přesnou práci. Přesné reference napětí jsou k dispozici na základě elektronických obvodů.
Schematický symbol

V schématech zapojení je voltmetr reprezentován písmenem PROTI v kruhu se dvěma vznikajícími čarami představujícími dva body měření.
Analogový voltmetr

- The červený vodič nese měřený proud.
- Vratná pružina je zobrazena na zelená.
- N a S jsou severní a jižní pól magnetu.
Pohyblivá cívka galvanometr lze použít jako voltmetr vložením a odpor v série s nástrojem. Galvanometr má cívku z jemného drátu zavěšenou v silném magnetickém poli. Když je aplikován elektrický proud, interakce magnetického pole cívky a stacionárního magnetu vytváří točivý moment, který má tendenci otáčet cívku. Kroutící moment je úměrný proudu procházejícím cívkou. Cívka se otáčí a stlačuje pružinu, která je proti rotaci. Vychýlení cívky je tedy úměrné proudu, který je zase úměrný použitému napětí, které je indikováno ukazatelem na stupnici.
Jedním z konstrukčních cílů přístroje je co nejméně rušit obvod, a proto by přístroj měl odebírat minimální proud, aby mohl fungovat. Toho je dosaženo použitím citlivého galvanometru v sérii s vysokým odporem a poté je celý přístroj zapojen paralelně se zkoumaným obvodem.
Citlivost takového měřiče může být vyjádřena jako „ohmy na volt“, což je počet ohmového odporu v obvodu měřiče děleno měřenou hodnotou v plném rozsahu. Například měřič s citlivostí 1 000 ohmů na volt by při plném rozsahu napětí odebíral 1 miliampér; pokud by celá stupnice byla 200 voltů, odpor na svorkách nástroje by byl 200000 ohmů a v plném rozsahu by měřicí přístroj čerpal 1 miliampér z testovaného obvodu. U přístrojů s více rozsahy se vstupní odpor liší, jak je nástroj přepínán do různých rozsahů.
Nástroje s pohyblivou cívkou s polem s permanentním magnetem reagují pouze na stejnosměrný proud. Měření střídavého napětí vyžaduje a usměrňovač v obvodu tak, aby se cívka vychýlila pouze v jednom směru. Některé nástroje s pohyblivou cívkou jsou také vyrobeny s nulovou polohou uprostřed stupnice místo na jednom konci; jsou užitečné, pokud napětí změní svoji polaritu.
Voltmetry pracující na elektrostatický princip použijte vzájemné odpuzování mezi dvěma nabitými deskami k vychýlení ukazatele připojeného k pružině. Měřiče tohoto typu odebírají zanedbatelný proud, jsou však citlivé na napětí přes 100 voltů a pracují se střídavým nebo stejnosměrným proudem.
Vakuové trubicové voltmetry (VTVM) a tranzistorové voltmetry s efektem pole (FET-VMs)
Citlivost a vstupní odpor voltmetru lze zvýšit, pokud je proud potřebný k vychýlení ukazatele měřiče napájen zesilovačem a napájením namísto testovaného obvodu. Elektronický zesilovač mezi vstupem a měřičem poskytuje dvě výhody; lze použít robustní nástroj s pohyblivou cívkou, protože jeho citlivost nemusí být vysoká a vstupní odpor může být vysoký, což snižuje proud odebíraný z testovaného obvodu. Zesílené voltmetry mají často vstupní odpor 1, 10 nebo 20 megohmů, který je nezávislý na zvoleném rozsahu. Kdysi populární forma tohoto nástroje používala vakuovou trubici v obvodu zesilovače a tak se nazývala vakuová trubice voltmetr, nebo VTVM. Ty byly téměř vždy napájeny lokálním střídavým proudem, takže nebyly nijak zvlášť přenosné. Dnes tyto obvody používají polovodičový zesilovač s použitím tranzistory s efektem pole, tedy FET-VM, a objeví se na kapesním počítači digitální multimetry stejně jako v laboratorních a laboratorních přístrojích. Ty jsou nyní tak všudypřítomné, že do značné míry nahradily nezesílené multimetry, s výjimkou nejméně nákladných cenových rozpětí.
Většina VTVM a FET-VM zpracovává měření stejnosměrného napětí, střídavého napětí a odporu; moderní FET-VM přidávají aktuální měření a často i další funkce. Specializovanou formou VTVM nebo FET-VM je střídavý voltmetr. Tyto přístroje jsou optimalizovány pro měření střídavého napětí. Mají mnohem širší šířku pásma a lepší citlivost než typické multifunkční zařízení.
Digitální voltmetr

A digitální voltmetr (DVM) měří neznámé vstupní napětí převedením napětí na digitální hodnotu a poté napětí zobrazuje v numerické formě. DVM jsou obvykle navrženy kolem speciálního typu analogově-digitální převodník volal integrační převodník.
Přesnost měření DVM je ovlivněna mnoha faktory, včetně teploty, vstupní impedance a kolísání napájecího napětí DVM. Méně nákladné DVM mají často vstupní odpor řádově 10 MΩ. Přesné DVM mohou mít vstupní odpory 1 GΩ nebo vyšší pro nižší rozsahy napětí (např. Méně než 20 V). Aby bylo zajištěno, že přesnost DVM je v tolerancích stanovených výrobcem, musí být pravidelně kalibrován proti napěťový standard tak jako Westonova buňka.
První digitální voltmetr vynalezl a vyrobil Andrew Kay nelineárních systémů (a později zakladatel Kaypro ) v roce 1954.[1]
Viz také
- Ampérmetr
- Třída přesnosti v elektrických měřeních
- Elektrická měření
- Elektroměr
- Elektronické zkušební zařízení
- Metrologie
- Multimetr
- Ohmmetr
- Potenciometr (měřicí přístroj)
- Solenoidový voltmetr
- Dělič napětí
- Kategorie měření
Reference
- ^ Markoff, John (5. září 2014). „Andrew Kay, průkopník v oblasti výpočetní techniky, zemřel ve věku 95 let“. Nekrolog. New York Times. Citováno 7. září 2014.
externí odkazy
- DC měřicí obvody kapitola z Lessons in Electric Circuits Vol 1 DC ebook zdarma a Lekce v elektrických obvodech série.