Статья «Устройство, назначение и принцип работы вольтметров»

Содержание

1. Виды вольтметров
   1. Классификация
2. Как подключить вольтметр
3. Технические характеристики вольтметра
4. Принцип действия прибора
5. Вольтметр переменного тока
   1. Измерение сопротивления

Вольтметр — это прибор, который используется для измерения напряжения до 1000 В в сетях постоянного и переменного тока промышленной частоты и применяется в информационно-измерительных системах. Качественный вольтметр имеет чрезвычайно высокое, бесконечное сопротивление. Благодаря большому сопротивлению прибора достигается оптимальная точность измерения.

Прибор предназначен для логической и математической обработки измерений.

Виды вольтметров

Всего существует два вида вольтметров:

Если цифровые приборы характеризуются точностью показаний, то аналоговые (стрелочные) вольтметры могут реагировать на минимальные отклонения параметров, которые не определяются цифровым тестером.

1. Портативные (или переносные) вольтметры предназначены для проверки (тестирования) напряжения в сети. В большинстве случаев, этот прибор включается в конструкцию тестера. Бывают стрелочные или цифровые приборы, кроме измерения напряжения они измеряют токи нагрузки, температуры, сопротивление цепи и т. д.
2. Стационарные вольтметры устанавливаются на приборной панели в электрораспределительных щитах. Они предназначены для контроля работы оборудования. Стационарные вольтметры относятся к электромагнитному типу.

Классификация

Приборы отличаются принципом действия, бывают электронные и электромеханические.

По назначению приборы бывают импульсные, измеряющие сеть переменного и постоянного тока.

Как подключить вольтметр

Вольтметр включается в цепь параллельно источнику напряжения и нагрузке. Это делается, чтобы высокое сопротивление, которое используется в приборе, не оказывало влияния на показания. Ток, протекающий через прибор, должен быть минимальным.

Рис. №1. Схема подключения вольтметра в сеть.

Технические характеристики вольтметра

Вольтметр может нормально функционировать при температуре воздуха, не превышающей 25–30 ºС и относительной влажности до 80 % при атмосферном давлении 630–800 мм ртутного столба. Напряжение 220 В (частота до 400 Гц), частота сети 50 Гц. На измерение значительное влияние оказывает форма кривой напряжения питающей сети — синусоида, имеющая коэффициент гармоник max 5 %.

Возможности прибора оцениваются c помощью следующих показателей:

1. Сопротивление.
2. Предельные границы напряжения переменной цепи.
3. Диапазон измеряемых величин напряжения.
4. Класс точности измерений.

Принцип действия прибора

Основа работы вольтметра — метод аналогово-цифрового преобразования. Так, преобразователи, установленные в конструкции прибора В7-35, измеряют величину напряжения переменного и постоянного тока (а также сопротивление, силу тока), преобразуя измеряемую величину в нормализованное напряжение, а затем с использованием АЦП в цифровой код.

Функциональная схема цифрового тестера работает с использованием 4 преобразователей:

1. Масштабирующий преобразователь.
2. Преобразователь силы переменного и постоянного тока в напряжение.
3. Низкочастотный прибор, который преобразует напряжение переменного тока в постоянный.
4. Преобразователь сопротивления в напряжение.

Рис. №2. Схема цифрового вольтметра

Вольтметр переменного тока

Электронные широкополосные вольтметры, которые используются в сетях переменного тока, имеют конструктивные особенности и свойственную лишь им градуировку. Воздействие на измеряемую цепь зависит от входных параметров: входного активного сопротивления (Rв) (при этом оно должно быть наиболее высоким), емкости на входе (Cв) (она должна быть минимальной) и индуктивности (Lпр) (вместе с емкостью создается последовательный колебательный контур, который отличается своей резонансной частотой).

Рис. №3. Схема подключения вольтметра

Измерение сопротивления

Низкоомный вольтметр с сопротивлением max 15 Ом годится для измерения сопротивлений, которое выполняется с помощью формулы:

Rx = Rи * (U1/U2 – 1).

В формуле используется сопротивление Rв (вольтметра), и 1 и 2 показания прибора, точность измерения при этом не обязательно соответствует действительности, потому что замер не учитывает внутреннего сопротивления. Более точного результата можно достичь при использовании формулы:

Rx = (Rв + r ) * (U1/U2 — 1), где r — внутреннее сопротивление.

При замере каждое следующее сопротивление должно быть большим и выполняться с записью каждого замера.

Чтобы узнать, какое напряжение показывает прибор, необходимо руководствоваться шкалой вольтметра и ценой деления. Она определяется по максимальному пределу замеряемого значения, разделенного на количество делений шкалы.

Амперметры и вольтметры: виды и принцип работы

0 Корзина 0 Избранное Заказать звонок

Скролл вверх

Чат с магазином

27.07.2016

Амперметры

Амперметр – это прибор, измеряющий и показывающий силу тока в цепи. В зависимости от предполагаемой нагрузки (А, мА, мкА) используются соответствующие приборы (РА1, РА2, РА3).

В зависимости от сферы применения амперметра они могут работать с постоянным или с переменным током и делятся на два типа: аналоговые и цифровые.

Аналоговые

Работа данного типа амперметров основана на действии магнитных полей. Стрелка, отображающая значение силы тока на шкале, приводится в действие катушкой, через которую проходит ток. Сама катушка расположена между постоянными магнитами и при появлении электромагнитного поля меняет свое положение. При этом, чем выше сила тока, тем больше отклонение катушки и, соответственно, стрелки.

Для увеличения предела измерения в цепь параллельно амперметру подключается резистор.

Преимущества аналогового амперметра:

• питается от измеряемой цепи;
• легкая читаемость показаний.

Недостатки:

• стрелке требуется время, чтобы успокоиться и показать правильное значение.

Цифровые

Цифровой амперметр вместо шкалы со стрелкой снабжен жидкокристаллическим дисплеем. Но это не единственное его отличие. Все измерения происходят с помощью аналого-цифрового преобразователя и обрабатываются процессором устройства.

Преимущества:

• ввиду отсутствия стрелки не нужно ждать, пока она успокоится;
• процессор мгновенно регистрирует изменения силы тока;
• компактность и возможность модульной установки на din-рейку.

Недостатки:

• требуют отдельного питания для работы;
• модели, питающиеся от измеряемой сети, достаточно дороги.

Вольтметр

Как можно понять из названия, данный измерительный прибор анализирует напряжение в сетях постоянного и переменного тока. Как и амперметры, в зависимости от рабочих величин (В, мВ, мкВ) различают соответствующие вольтметры: PV1, PV2, PV3.

По принципу работы вольтметры также делятся на аналоговые и цифровые. Их конструкция схожа с конструкцией амперметров.

Для аналоговых моделей часто в схемах указывается максимальный уровень напряжения, чтобы можно было подобрать соответствующий измерительный прибор. Также при измерении постоянного тока иногда в схемах указывается полярность подключения устройства.

Сфера применения

Амперметры и вольтметры широко используются в самых разных отраслях производства: на промышленных предприятиях, предприятий производства электрической и тепловой энергии, радиотехники, наукоемкого машиностроения.

Амперметры и вольтметры также незаменимы в физических лабораториях. Эти приборы даже находят применение в быту: например, чтобы измерять данные о работе системы энергоснабжения автомобиля.

Широкий ассортимент амперметров и вольтметров для промышленного и бытового использования представлен в ТВК «ЭлектроЦентр» и на сайте интернет-магазина stv39.ru.

Ссылка

Отключить автозагрузку страниц

1. Общие положения

1.1. Настоящее Пользовательское соглашение (далее – Соглашение) относится к сайту Интернет-магазина stv39.ru, расположенному по адресу 238311, Калининградская обл., Большое Исаково, ул. Старокаменная, дом. 35, и ко всем соответствующим сайтам, связанным с сайтом stv39.ru.

1.2. Сайт Интернет-магазина stv39.ru (далее – Сайт) является собственностью ИП «Зверев И. В.».

1.3. Настоящее Соглашение регулирует отношения между Администрацией сайта Интернет-магазина stv39.ru (далее – Администрация сайта) и Пользователем данного Сайта

1.4. Администрация сайта оставляет за собой право в любое время изменять, добавлять или удалять пункты настоящего Соглашения без уведомления Пользователя.

1.5. Продолжение использования Сайта Пользователем означает принятие Соглашения и изменений, внесенных в настоящее Соглашение.

1.6. Пользователь несет персональную ответственность за проверку настоящего Соглашения на наличие изменений в нем.

Полная версия документа

Быстрый заказ

Прошу перезвонить

Контактный телефон * Кого спросить *

Пн—Пт 8:30 — 18:30. Сб 9:00 — 18:00.
Вс — выходной

Я соглашаюсь на условия обработки моих данных

Товар добавлен в корзину
(раздел «Под заказ/Товар в пути»).

OK

Товар удален из корзины.

OK

Заказ оформлен.
Менеджер свяжется с Вами.

OK

Файл готовится…

OK

Корзина не доступна в связи с переездом.
С 12 по 23 апреля 2019г.

OK

Добавление в корзину не доступно в связи с переездом.
С 12 по 23 апреля 2019г.

OK

Операции с заказами не доступны в связи с переездом.
С 12 по 23 апреля 2019г.

OK

Различные типы вольтметров

Прибор, который мы используем для определения разности потенциалов между двумя точками в электрической цепи, называется вольтметром. Символ, который мы используем для изображения вольтметра на схемах электрических цепей, представляет собой букву V, заключенную в круг и соединенную двумя линиями, показывающими две точки измерения.

С течением времени появились различные типы вольтметров, такие как аналоговые вольтметры, цифровые вольтметры и, наконец, вольтметры с усилителем. До периода времени, когда был введен мультиметр.

Мультиметр — это прибор, который используется для измерения различных электрических свойств, таких как напряжение, сопротивление и сила тока в электрической цепи. Это неотъемлемая причина, по которой мы также называем мультиметры вольт-ом-миллиамперметрами. Это связано с тем, что прибор мультиметра, как следует из названия, оснащен вольтметром, амперметром и омметром.

 В наши дни производители считают более удобным просто разместить волнистую линию над буквой V, которая выделяет переменное напряжение. Тем не менее, чтобы выделить напряжение постоянного тока, общая практика заключается в том, чтобы поместить пунктирную линию, а затем сплошную линию над ней над V. Вы также можете переключать показания напряжения, чтобы получить показание в милливольтах, внеся изменения с помощью циферблата и установки это до мВ.

Аналоговый вольтметр

Гальванометр с подвижной катушкой можно также использовать в качестве вольтметра, просто подключив резистор последовательно с прибором. Провод катушки, подвешенный внутри гальванометра, свободно подвешен внутри него. Связь магнитного поля катушки и неподвижного магнита создает крутящий момент. Этот крутящий момент стремится заставить катушку вращаться.

Счетчик такой мощности будет достаточно чувствителен, чтобы регистрировать электроэнергию в единицах ом на вольт. Если измеритель с чувствительностью сопротивления в тысячу Ом на вольт будет потреблять 1 миллиампер или мА при полном напряжении.

Цифровой вольтметр

Цифровой вольтметр измеряет неизвестную величину входного напряжения, преобразуя его в цифровую величину напряжения и, таким образом, представляя его на шкале цифрового вольтметра в числовой форме. Аналоговые вольтметры обычно перемещают свои стрелки по шкале в зависимости от напряжения, которым обладает данная электрическая цепь.

Первый цифровой вольтметр был представлен в 1954 году Эндрю Кеем. Показатели, которые они показывают, зависят от множества факторов. Эти факторы могут варьироваться от температуры цифрового вольтметра, источника питания, входного импеданса и многого другого.

Модели цифровых вольтметров различаются в зависимости от цены. Ключевое различие, которое разграничивают эти вольтметры, заключается в диапазоне напряжения, которое они могут измерять. Цифровые вольтметры могут измерять напряжение до 10 МОм. Однако менее дорогие могут измерять только до 1 мегаом напряжения.

Вольтметр с усилителем

Иногда нам нужно увеличить чувствительность вольтметра. Это можно сделать, если ток, необходимый для отклонения измерительной стрелки вольтметра, подается от усилителя и источника питания, а не от непосредственно испытуемой цепи.

Вольтметр с усилителем может иметь различные преимущества, например, он может быть прочным прибором с подвижной катушкой. Это связано с тем, что прочная катушка менее чувствительна, но с усилителем нам не нужно использовать чувствительную катушку. Второе преимущество заключается в том, что, поскольку чувствительность не обязательно должна быть высокой, входное сопротивление можно преобразовать в высокое.

Заключение

В этой статье рассматриваются различные типы используемых вольтметров. Прибор, который мы используем для определения разности потенциалов между двумя точками электрической цепи, называется вольтметром. Он бывает трех типов: аналоговый, цифровой и усиленный.

В этой статье также объясняется, как мы использовали эти инструменты в электрической цепи. Включая функцию каждого играемого инструмента и символы, каждый инструмент показывает его использование.

Вольтметр | Описание и характеристики | Электричество

Вольтметры – это приборы, используемые для измерения разности электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи. Чтобы найти разность потенциалов между любыми двумя точками в цепи, клеммы вольтметра соединяются между этими точками без разрыва или перерезания провода. Вольтметры включены параллельно. Они изготавливаются в самых разных стилях, некоторые питаются отдельно (например, от батареи), а другие питаются от самого источника измеряемого напряжения. Их функционал обычно встроен в современные мультиметры.

Идеальный вольтметр должен иметь бесконечное сопротивление, поэтому подключение его между двумя точками цепи не изменит ни один из токов. Настоящие вольтметры всегда имеют конечное сопротивление, но вольтметр должен иметь достаточно большое сопротивление, чтобы его подключение к цепи не изменило заметно другие токи. Вольтметры, которые могут измерять разность потенциалов 1 мкВ, широко распространены, и можно достичь чувствительности до 10 ^-12 . Цифровые счетчики могут быть изготовлены с высокой точностью, обычно лучше 1%. Специально откалиброванные контрольно-измерительные приборы имеют более высокую точность.

Вольтметр — обозначение вольтметра

На принципиальных схемах вольтметр обозначается буквой V в круге с двумя выступающими линиями, представляющими две точки измерения.

Характеристики

Вольтметр и аналогия с гидравликой

Гидравлическая аналогия или аналогия с электрической жидкостью — это широко используемая аналогия между гидравликой и электричеством, которая является полезным инструментом для обучения и для тех, кто пытается понять, как работают электрические цепи. . его также можно применять к проблемам теплопередачи.

Поскольку электрический ток невидим, а процессы в электронике часто трудно продемонстрировать, различные электронные компоненты представлены гидравлическими эквивалентами. Соотношение между напряжением и током определяется (в омических устройствах, таких как резисторы) законом Ома. Закон Ома аналогичен уравнению Хагена-Пуазейля, поскольку обе модели представляют собой линейные модели, связывающие поток и потенциал в соответствующих системах.

Электричество (как и тепло) изначально считалось разновидностью жидкости, а названия некоторых электрических величин (таких как ток) произошли от гидравлических эквивалентов.

Напряжение  похоже на разницу давлений, которая проталкивает воду через шланг. Измеряется в вольтах (В). В этой модели предполагается, что вода течет горизонтально, поэтому силой тяжести можно пренебречь. Таким образом, этот вольтметр эквивалентен измерению перепада давления.

Как работает вольтметр?

Например, обычный аналоговый вольтметр, скорее всего, использует электромеханический механизм, который преобразует ток, протекающий по проводу, в показания напряжения. Аналоговый вольтметр обычно содержит встроенное постоянное сопротивление высокого значения и амперметр, измеряющий ток, проходящий через него. Затем ток, измеряемый амперметром, преобразуется в показания в вольтах. Его действие основано на идее закона Ома: «Напряжение на сопротивлении прямо пропорционально току, проходящему через него».

Закон Ома: V = I x R

Например, измеритель Д’Арсонваля или гальванометр работают, отклоняя стрелку в ответ на электрический ток, протекающий через катушку в постоянном магнитном поле. Гальванометр с подвижной катушкой можно использовать как вольтметр, если последовательно с прибором включить резистор. Гальванометр представляет собой катушку из тонкой проволоки, подвешенную в сильном магнитном поле. Когда подается электрический ток, взаимодействие магнитного поля катушки и неподвижного магнита создает крутящий момент, стремящийся заставить катушку вращаться. Крутящий момент пропорционален току через катушку. Катушка вращается, сжимая пружину, противодействующую вращению. Таким образом, отклонение катушки пропорционально току, который, в свою очередь, пропорционален приложенному напряжению, которое отображается стрелкой на шкале.

Типы вольтметров

Различные типы вольтметров определяются принципом конструкции и типами измерений, а именно:

• Вольтметр с подвижной катушкой на постоянных магнитах – PMMC
• Вольтметр с подвижным железом – 9055
• 6
• 6 ДВМ
• Электродинамометр
• Вольтметр выпрямительного типа
• Вольтметр индукционного типа
• Вольтметр электростатического типа

Применение вольтметра

Вы можете измерять напряжение бытовых цепей или батарей с помощью цифрового мультиметра, аналогового мультиметра или вольтметра. Большинство электриков и новичков предпочитают цифровой мультиметр, но вы также можете использовать аналоговый мультиметр.

Измерение напряжения важно в сочетании со всеми типами источников питания для проверки их работоспособности. Приборы, стационарно установленные на панели, используются для контроля генераторов или другого стационарного оборудования. Вольтметр также можно использовать для отображения выходных данных различных типов аналоговых датчиков, которые имеют выходное напряжение. Графический дисплей может использоваться в звуковом оборудовании для индикации уровня сигнала, который может быть пропорционален напряжению.

Аналоговый и цифровой вольтметр

Многие вольтметры цифровые, с числовым дисплеем для показаний. Вольтметры также предлагают аналоговые показания, перемещая указатель по шкале, чтобы указать напряжение; однако цифровые вольтметры обычно более точны, чем аналоговые приборы. Аналоговый щитовой измеритель показан на рисунке. Различные шкалы на циферблате соответствуют отдельным входным клеммам на задней панели устройства. Современные аналоговые вольтметры все еще производятся и могут быть дешевле, чем их цифровые аналоги. Цифровые вольтметры дают числовое отображение напряжения с помощью аналого-цифрового преобразователя. Однако цифровой вольтметр позволяет легче просматривать более широкий диапазон значений.

Разница между вольтметром постоянного и переменного тока

Вольтметр постоянного тока используется для измерения напряжения постоянного тока, тогда как вольтметр переменного тока используется для измерения напряжения переменного тока. Пиковое значение напряжения постоянного тока измеряется вольтметром постоянного тока, тогда как среднеквадратичное значение напряжения переменного тока измеряется вольтметром переменного тока. Выпрямитель не используется перед многокаскадным усилителем в вольтметре постоянного тока, но вольтметр переменного тока измеряет среднеквадратичное значение напряжения переменного тока.

Типичные напряжения

Для облегчения сравнения различных порядков в следующем списке описаны типичные уровни напряжения.

• 1,5 В (постоянного тока) — обычное напряжение разомкнутой цепи для неперезаряжаемых щелочных батарей (например, элементы AAA, AA и C).
• 3,8 В (постоянный ток) — почти все аккумуляторы для смартфонов работают на 3,8 вольт . Чтобы ток шел от зарядного устройства к аккумулятору, должна быть разность потенциалов. Поэтому зарядные устройства или USB почти для всех смартфонов обеспечивают напряжение 5V .
• 12 В (постоянный ток) — обычное напряжение для автомобильных аккумуляторов составляет 12 вольт (постоянный ток).
• 110 – 120 В (переменный ток) – самая распространенная электрическая розетка в любом доме. На американском континенте используется напряжение от 110 до 120 вольт (переменного тока), а в Европе, Азии и Африке — от 220 до 240 вольт (переменного тока).
• 3 кВ — напряжение, необходимое для создания каждого 1 мм электрической дуги. Воздух является очень плохим проводником электричества и обладает высокой диэлектрической прочностью. Диэлектрическая прочность воздуха почти 3000 В/мм .
• 110 кВ — напряжение в линиях электропередач, используемых для распределения электроэнергии от электростанций, может в несколько сотен раз превышать напряжение потребителей, обычно от 110 до > 500 кВ (переменного тока).
• 300 МВ — типичная вспышка молнии составляет около 300 миллионов вольт и около 30 000 ампер.

Часто задаваемые вопросы

Какой самый распространенный вольтметр?

Вы можете измерить напряжение бытовых цепей или аккумуляторов с помощью цифрового мультиметра, аналогового мультиметра или вольтметра. Большинство электриков и новичков предпочитают цифровой мультиметр, но вы также можете использовать аналоговый мультиметр.

Каковы основные характеристики вольтметров?

Идеальный вольтметр должен иметь бесконечное сопротивление, поэтому подключение его между двумя точками цепи не изменит ни один из токов.