Высокоомный вольтметр — Технарь

При измерении постоянных напряжений в различных участках электронного устройства важно, чтобы подключение вольтметра к ним не вызывало заметного нарушения режима работы соответствующей электрической цепи. Поэтому вольтметр должен иметь достаточно большое входное сопротивление. Данному требованию удовлетворяют вольтметры, на входе которых установлены полевые транзисторы. Объясняется это тем, что у этих полупроводниковых приборов входное сопротивление может достигать десятков и даже сотен мегом.

Принцип действия вольтметра на полевом транзисторе несложен. В цепь стока включен миллиамперметр РА1 (рис. 1). Если щупы вольтметра замкнуть накоротко, напряжение на затворе относительно истока будет равно 0, а в цепи стока потечет максимальный ток. О его величине судят по отклонению стрелки РА1. При разъединенных щупах между затвором и истоком окажется включенным резистор R1. Однако напряжение на затворе по-прежнему будет равно 0, поскольку ток затвора ничтожно мал, и стрелка прибора останется на том же месте.

Если теперь щупы подсоединить к низковольтному источнику напряжения в указанной на схеме полярности, показания прибора РА1 уменьшатся. С увеличением напряжения его стрелка будет приближаться к отметке 0. Такой вольтметр, хотя и будет работать, имеет ряд существенных недостатков — показания расположены на шкале в обратном порядке, да к тому же она еще и нелинейная.

Чтобы избавиться от этих недостатков, стрелочный прибор включают по так называемой мостовой схеме (рис. 2). Резисторы R1—R4 образуют плечи моста, к вершинам которого подсоединена батарея GS1. Стрелочный прибор РА1 включен в диагональ моста (между точками А и Б). В сущности, подобное устройство представляет собой два делителя напряжения (R1, R2 и R3, R4), подсоединенных к батарее. Чтобы по диагонали моста не протекал ток (стрелка прибора стояла на 0), напряжение между точками А и Б должно быть равно 0. Для этого мост уравновешивают (балансируют) — с помощью резисторов R1—R4 устанавливают такой режим, при котором напряжения на резисторах R2 и R4 будут равны. Условие баланса моста выражается формулой: R1 • R4 = R2 • R3, то есть баланс моста достигается при равенстве произведении сопротивлений противолежащих плечей.

На практике в одно из плечей моста вместо постоянного резистора включают переменный (на схеме R1) и вращают его движок до тех пор, пока стрелка РА1 не установится на 0.

Измерительный прибор РА1 включим теперь в диагональ моста, левые плечи которого составляют внутреннее сопротивление транзистора V1 (рис. 3) и резистор R2, а правые — участки переменного резистора R3, разделенные ползуном. Перемещая его вверх или вниз по схеме, находят такое положение, при котором напряжения в точках А и Б равны. При этом ток в диагонали моста будет отсутствовать и стрелка прибора РА1 установится на нулевой отметке. Измеряя неизвестное напряжение U_X, ток транзистора изменится, в результате равновесие моста нарушится, поскольку напряжение в точке А также изменится, и в диагонали моста потечет ток. Если в качестве индикатора РА! применить микроамперметр с 0 посредине, то мы сможем измерять напряжение любой полярности. Однако такие приборы редки, поэтому обычно используют микроамперметры с 0 в начале шкалы, следя при подключении щупов за полярностью измеряемого напряжения. А для расширения пределов измерений на входе вольтметра устанавливают делитель напряжения.

Схема вольтметра с делителем напря­жения, состоящим из пяти резисторов R1—R5, показана на рисунке 4. С по­мощью такого делителя измеряемое на­пряжение уменьшают до значения, рав­ного или меньшего 1В, и подают затем на затвор полевого транзистора V1 че­рез развязывающую цепочку R6C1, пре­граждающую путь помехам. В цепь ис­тока VI включен резистор R7 с таким сопротивлением, чтобы падение напря­жения на нем составляло около 3В. На сток полевого транзистора поступает питание от батареи GB1 на 4,5В. Сле­довательно, полупроводниковый Прибор включен по схеме е общим стоком, аналогичной эмиттерному повторителю. Такой каскад отличается очень большим входным сопротивлением, значительным усилением по току и единичным усилением по напряжению — как раз теми параметрами, которые необходимы для высокоомного вольтметра.

Внутреннее сопротивление транзистора V1 и резистор R7 составляют левые плечи моста. Его правые плечи образует переменный резистор R3 («Уст. 0»). Перемещая его движок в ту или иную сторону, мост уравновешивают (прибор РА1 показывает 0). Если на вход вольтметра подать измеряемое напряжение отрицательной полярности, не превышающее  по величине 10В (положение переключателя S1 на схеме), напряжение на затворе изменится, ток истока уменьшится. Соответственно снизится и падение напряжения на резисторе R7, в то же время напряжение на движке потенциометра R9 останется прежним. Теперь через индикатор РА1 потечет ток и стрелка отклонится на некоторый угол вправо, указав величину измеряемого напряжения.

Переменный резистор R8 («К») служит для точной калибровки вольтметра, то есть для установки стрелки прибора на крайнее правое деление шкалы при измерении предельных напряжений 1-3-10-30-100 В.

Внешний вид вольтметра показан в начале статьи. На лицевой панели размером 170X80 мм, выполненной из металла или пластмассы, расположен микроамперметр М4204 с током полного отклонения 100 мкА. В этом случае не потребуется изменять градуировку штатной шкалы, а только умножать деления соответственно на коэффициенты 1—0,3—0,1—0,03—0,01. На панели закреплен также переключатель пределов измерений. Под ним размещены гнезда « + » и «—» для подсоединения измерительных проводов со щупами. Там же находятся тумблер включения питания и регуляторы калибровки и установки 0. Корпус вольтметра размером 170Х80Х45 мм выполнен из тонкой (0,3— 0,5 мм) жести и окрашен нитрокраской.

Резисторы R1—R5 делителя напряжения, транзистор V1 и элементы R6, R7, С1 припаяны непосредственно к выводам переключателя S1 (рис. 5). Над ним с помощью П-образного держателя из жести закреплена батарея 3336Л.

В вольтметре можно применить полевой транзистор КП302 или КП303 с любым буквенным индексом. Постоянные резисторы — МЛТ или ВС на 0,5 или 0,25 Вт, переменные резисторы R8 и R9 — любого типа, но удобнее применить малогабаритные, например СПЗ-46. Конденсатор С1 должен иметь минимальный ток утечки, например керамический КМ-6, КТ-1 емкостью от 0,01 до 0,068 мкФ. Переключатель S1 — галетный с одной платой на 5 или 11 положений. Лучше, если галета будет фарфоровой, поскольку она обладает лучшей изоляцией. Тумблер включения питания — любого типа, например МТ-1.

Микроамперметр допустимо заменить на любой другой чувствительностью 50, 100, 200 или 300 мкА.

Питать вольтметр можно от батареи 3336Л или от выпрямителя с напряжением 5В (см. «М-К» № 7, 1983 г., «Столовая» для транзисторов»).

Калибровка. Если резисторы R1—R5 подобраны с точностью не ниже ±5%, прибор тогда можно калибровать на любом из пределов, например 3В (рис. 6). Для этого к батарее напряжением 4,5В подключите переменный резистор любого типа сопротивлением 1—10 кОм. К движку потенциометра и к «плюсовому» выводу батареи подсоедините эталонный и калибруемый вольтметры и установите на первом напряжение 3В, а стрелку второго переведите с помощью резистора R8 («К») на крайнее правое деление 100. Затем установите переключатель S1 на пределе 50В. Стрелка должна переместиться на деление с отметкой 30, что соответствует по этой шкале напряжению 3В. Далее переходим на предел 30В — стрелка установится на отметке 10. И наконец, при переключении на предел 100 3 стрелка окажется между вторым и третьим делениями в самом начале шкалы. Поскольку она имеет 50 делений, поэтому на пределе 100В одно деление соответствует напряжению 2В, а 1,5 деления — 3В.

Измерения начинайте с наибольшего предела 100В, переходя постепенно на меньшие пределы, пока стрелка прибора не окажется в правой половине шкалы, А тогда и производите отсчет показаний вольтметра.

Перед началом измерений убедитесь, что при включенном питании стрелка находится на 0. Если она немного ушла, ее устанавливают на нулевое деление с помощью переменного резистора R9. Значительный уход стрелки от отметки 0 указывает на то, что батарея разрядилась.

Закончив измерение, выключите питание тумблером S2, а переключатель S1 установите на предел 100 В.

Метки: вольтметрВысокоомный вольтметрмиллиамперметрмонтажная схема высокоомного вольтметрамостовая схема включенияпринципиальная схема высокоомного вольтметрарезисторсопротивление транзисторасхема калибровки вольтметраэлектрическая схема вольметраэмиттерный повторитель

Высокоомный вольтметр — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Высокоомный вольтметр применяется при электрических измерениях почти всех видов, например: при определении разностей: потенциалов труба — земля, труба — рельс, рельс — земля, а также величины и направления тока в трубопроводе.  [1]

Современные высокоомные вольтметры выполнены по схемам с преобразованием сигнала постоянного напряжения в переменное; таким образом удается получать высокую стабильность показаний.  [2]

Высокоомным вольтметром постоянного и переменного тока проверяют напряжения плюсовых цепей, цепей смещения и цепей накала. Точки проверки и величины напряжений оговариваются в контрольной карте.  [3]

Схемы детекторных вольтметров.  [4]

Если

высокоомный вольтметр на шкалу 5 в, имеющий сопротивление 50 кож, включить между сеткой и катодом ( рис. 259), то он окажется включенным последовательно с RC — Напряжение 5 в распределится между ними и вольтметр покажет меньше, чем 0 5 в. Измерение напряжения смещения непосредственно на сетке возможно только с помощью ламповых вольтметров.  [5]

Контроль изоляции.  [6]

Поэтому высокоомный вольтметр, включенный в любой точке сети постоянного тока между полюсом и землей, показывает напряжение, величина которого определяется состоянием изоляции сети и изменяется от нуля или номинального напряжения при из0 до 0 5 Г / Ном при изоо.  [7]

При использовании высокоомных вольтметров и соблюдении необходимых требований при выборе электродов сравнения в измерительной цепи эти величины и сумма их может поддерживаться в пределах нескольких милливольт, что в практических условиях измерений может быть величиной пренебрежимо малой и не учитываться.  [8]

При использовании высокоомных вольтметров и соблюдении необходимых требований при выборе электродов сравнения в измерительной цепи эти величины: и сумма, их может поддерживаться в пределах нескольких милливольт, что в практических условиях измерений может быть величиной пренебрежимо малой и не учитываться.

 [9]

В схеме применен высокоомный вольтметр с двухсторонней шкалой, лроградуированной в килоомах, и реле с большим внутренним сопротивлением. Нормально переключатель находится в положении 0, при этом сигнальное реле включено IB схему и при значительном снижении изоляции Срабатывает, приводя в действие звуковую я световую сигнализацию.  [10]

Разряд конденсатора на

высокоомный вольтметр происходит настолько медленно, что позволяет сделать отсчет показания п шкале с необходимой точностью.  [11]

Измерения должны производиться высокоомным вольтметром со шкалой 3 В. При наличии соединения пластин с обкладкой или замыкания через шлам величины напряжений плюс-обкладка и минус-обкладка равны нулю или близки к этому. У исправного аккумулятора, находящегося в покое, напряжение плюс — обкладка равно 1 3 — 1 35 В, а напряжение минус-обкладка 0 7 — 0 73 В.  [12]

Схема движения тока между электрифицированной железной дорогой и трубопроводом.  [13]

Измерения должны выполняться высокоомными вольтметрами с внутренним сопротивлением не менее 20 000 Ом на 1 В. Контакт с грунтом должен осуществляться неполяризующимися электродами, а измерение проводится в течение 15 мин через каждые 10 — 15 с. Если измеряемая разность потенциалов изменяется по значению или знаку, то это указывает на наличие блуждающих токов.  [14]

Напряжения следует измерять высокоомным вольтметром с тем, чтобы при подключении вольтметра не происходило перераспределения напряжений в измеряемой цепи. Для этого необходимо, чтобы сопротивление вольтметра превосходило сопротивление участка цепи, к которому его подключают, в 10 и более раз. Наиболее подходят для этой цели ламповые вольтметры, входное сопротивление которых составляет несколько десятков мегом.  [15]

Страницы:      1    2    3    4    5

Почему вольтметр должен иметь большее сопротивление, чем любой элемент цепи, к которому подключен вольтметр?

спросил 5 лет, 2 месяца назад

Изменено 3 года, 7 месяцев назад

Просмотрено 17 тысяч раз

$\begingroup$

По моему учебнику сказано, что для амперметра:

Необходимо, чтобы сопротивление $R_A$ амперметра было очень большим. меньше других сопротивлений в цепи. В противном случае самое присутствие измерителя изменит измеряемый ток.

Что для меня имеет определенный интуитивный смысл. Можно было бы надеяться, что его сопротивление очень низкое, потому что в противном случае это было бы похоже на попытку измерить скорость автомобиля, подкладывая перед ним шипы под его шины.

Однако для вольтметров указано не интуитивно понятно для меня:

Важно, чтобы сопротивление $R_V$ вольтметра было намного больше, чем сопротивление любого элемента цепи, к которому подключен вольтметр. В противном случае измеритель изменяет разность потенциалов, которая должна быть измерена.

Почему маленькое сопротивление мешает чему-либо? Почему ограничение тока носителей заряда необходимо при измерении разности потенциалов в цепи? Это исходит от кого-то, кто очень не знаком со схемами в целом, но пытается учиться постепенно.

• электрические цепи
• электрические сопротивления
• напряжения
• электротехнические

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Вольтметр должен иметь гораздо большее сопротивление по сравнению с любым элементом цепи, к которому он подключен, потому что вольтметр с низким внутренним сопротивлением будет потреблять ток из цепи, который изменяет само напряжение на элементе цепи, который вы пытаетесь определить. Очень высокое внутреннее сопротивление и, следовательно, очень малый ток через вольтметр гарантирует, что в цепи будет незначительное возмущение токов и, следовательно, измеряемого напряжения.

$\endgroup$

4

$\begingroup$

Рассмотрите, как вольтметр и амперметр подключены к цепи и как сопротивление измерителя изменит общее сопротивление цепи.

$\endgroup$

$\begingroup$

Простая модель вольтметра представляет собой известное сопротивление, скажем, $R_m$ последовательно с амперметром. Текущее показание может быть затем откалибровано по напряжению по закону Ома. Срок разность потенциалов дает представление о том, как вольтметр используется для измерения напряжения на некотором резисторе, скажем, $R$: вы помещаете вольтметр на сопротивление $R$.

Измерение тока через $R_m$ дает напряжение как на $R_m$, так и на $R$. Вы хотите, чтобы вольтметр влиял на ток, протекающий через исходную цепь, так что вам нужно, чтобы значение $R_m$ параллельно с $R$ было как можно ближе к $R$, что означает, что $R_m$ намного больше любого резисторы в цепи. Конечно, есть компромисс: если сделать $R_m$ бесконечным, то ток через амперметр не течет.

$\endgroup$

$\begingroup$

Допустим, у нас есть идеальное питание 2 В, и мы последовательно подключаем к нему два одинаковых резистора сопротивлением $r\Omega$. У нас должно быть 1 В на каждом резисторе.

Теперь возьмем стандартный цифровой мультиметр с входным сопротивлением $10\mathrm{M\Omega}$ и попытаемся использовать его для измерения напряжения на одном из резисторов. Какое у нас измеренное напряжение?

Измеритель теперь подключен параллельно нашему резистору, поэтому нам нужно принять это во внимание, когда мы запускаем наш расчет делителя напряжения, значение нашего резистора и измерителя параллельно составляет $\frac{r \times10^7}{ r +10^7}$, поэтому наше уравнение делителя напряжения становится равным 99 \rightarrow v \ приблизительно 0,01960784$$

Мы видим, что, когда r намного меньше, чем входное сопротивление нашего измерителя, наш измеритель оказывает незначительное влияние на цепь, вероятно, слишком малое для измерения, но поскольку сопротивления в нашей цепи Становимся больше, наш измеритель оказывает все большее влияние на схему, пока полностью не изменит ее поведение.

$\endgroup$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

электрический ток — Вольтметр имеет высокое сопротивление

спросил 4 года 3 месяца назад

Изменено 4 года, 3 месяца назад

Просмотрено 208 раз

$\begingroup$

Если напряжение остается постоянным при параллельном соединении, то почему вольтметр с малым сопротивлением не дает правильных показаний, если имеется только один резистор?

Если есть два резистора, то тот, на котором мы рассчитываем напряжение, будет меньше, но если в цепи есть только один резистор, и мы не видим его в текущей перспективе, то, пожалуйста, скажите, прав я или нет.

• электрический ток

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Вы были бы правы, если бы ваша схема выглядела как на первой картинке (то есть источник напряжения действительно является «источником чистого напряжения» с нулевым внутренним сопротивлением).

Любой «реальный» источник напряжения имеет некоторое внутреннее сопротивление, которое я указываю на второй диаграмме (пунктиром показан «реальный источник напряжения», который состоит из идеального источника напряжения и последовательного сопротивления). Дополнительный ток, который проходит через внутренний импеданс при наличии вольтметра с низким импедансом, уменьшит показание напряжения.

Вольтметр с высоким импедансом сводит к минимуму помехи в цепи и всегда предпочтительнее.

$\endgroup$

0

$\begingroup$

Напряжение в параллельной комбинации одинаково для всех устройств в комбинации. Если вольтметр имеет низкое сопротивление, он будет работать как «нагрузка». Он сам потребляет ток, что приводит к изменению тока, проходящего через сопротивление. Позвольте мне объяснить математически, В параллельной комбинации ток, проходящий через каждый компонент, равен I1 = V/R1, где I1 — это ток через 1 компонент, а R1 — его сопротивление.