Меню

Вольтметр для измерения выходного напряжения



Цифровые вольтметры: разновидности и особенности использования

На первый взгляд может показаться, что вольтметр является узкоспециализированным прибором. Но на самом деле он может быть более востребован и иметь множество применений в быту. Особенно это относится к радиолюбителям и владельцам автомобилей. К примеру, с помощью данного аппарата можно настроить собранную электронную конструкцию, измерить вольтаж аккумулятора и напряжение домашней электросети.

Наиболее популярной разновидностью сегодня считаются цифровые вольтметры. В этой статье мы подробно разберем их особенности, рассмотрим разновидности, а также расскажем о том, как настраивать аппарат и правильно его использовать.

Особенности и технические характеристики

Основным применением цифровых вольтметров является проверка напряжения в электрической цепи. Главной особенностью такого прибора является удобство и простота эксплуатации. Также он отличается высокими показателями внутреннего сопротивления, что обеспечивает точность измерений.

К главным техническим характеристикам вольтметра относятся следующие.

  • Диапазон измерений: у цифровых моделей он составляет от 1мВ до 1 кВ. Этого вполне достаточно для проведения большинства замеров. Однако бывает и такое, что необходимо измерить крайне низкое напряжение или слишком высокое. Для этих целей требуются более сложные вольтметры.
  • Допустимая погрешность: чем меньше этот показатель, тем точнее получаемые результаты. Данная характеристика устанавливается производителем после первых испытаний и обычно указывается в процентах.
  • Внутреннее сопротивление: чем оно выше, тем точнее вольтметр. Аппараты с высоким сопротивлением практически не влияют на электроцепь.
  • Диапазон частот переменного напряжения.

Эти характеристики вы сможете найти в описании к той или иной модели вольтметра.

Сердцем аппарата, которое отвечает за вычисления, является структурная схема. О принципе ее работы мы поговорим далее. Для визуализации полученных данных многие цифровые вольтметры используют индикатор.

Принцип работы

В основе той самой схемы цифрового прибора лежат дискретные величины. К основным составляющим схемы относятся:

  • входное устройство;
  • аналого-цифровой преобразователь;
  • цифровое отсчетное устройство;
  • управляющее устройство.

Входное устройство, играющее первостепенную роль в этой конструкции, оснащено делителем напряжения. Также оно выступает в роли преобразователя. Проходя через него, переменный ток превращается в постоянный. Аналогово-цифровой преобразователь изменяет аналоговый сигнал. На выходе получается цифровой код. Если модель поддерживает двоичные числа, процесс измерения проходит гораздо быстрее.

Старые аппараты поддерживали исключительно десятичный код.

Полученный после преобразования код поступает в отсчетное устройство, которое регистрирует измеряемую величину. Для объединения всех узлов вольтметра используется управляющее устройство.

Точность измерений вольтметра также зависит от стабильности опорного напряжения. Поэтому следует учитывать порог прецизионного делителя во входном устройстве и защиту от помех в цепочке. Во время проведения лабораторных исследований точность замеров можно значительно увеличить с помощью фильтра в начале электрической цепи.

Тем не менее полностью исключить погрешности невозможно, можно лишь свести их к минимуму.

Дело в том, что источник питания вызывает помехи, изменяющие параметры сопротивления. Из-за этого показатели значительно уменьшаются.

Не стоит забывать, что точность выводимых вольтметром показаний зависит от их градуировки. Градуировка представляет собой совокупность действий по сопоставлению шкалы прибора с измеряемой величиной. Как правило, эта процедура выполняется в заводских условиях. Для этого сравниваются значения настраиваемого вольтметра и эталонного аппарата с самыми высокими показателями точности.

Читайте также:  Как правильно измерить осадки

Обзор видов

Вольтметр не является многофункциональным приспособлением. Он выполняет лишь одну задачу – измерение напряжения электрической цепи. Однако на сегодняшний день было изобретено немало разновидностей вольтметров. Их классификация зависит от характеристик, которые берутся во внимание.

Давайте рассмотрим основные виды и параметры, по которым они подразделяются. Наиболее важный из них – это принцип работы. В зависимости от него вольтметры бывают двух типов:

  • электромеханические – электромагнитные и магнитоэлектрические;
  • электронные – аналоговые и цифровые.

Электромагнитные аппараты считаются самыми дешевыми и наиболее простыми.

Но из-за высокой индуктивности собственных обмоток заметно страдает точность измерений. Такие приборы чаще всего встречаются на электроподстанциях.

Магнитоэлектрические, наоборот, наименее доступны и применяются в основном для лабораторных исследований. Но не будем надолго останавливаться на этих разновидностях, так как речь идет о цифровых вольтметрах, а значит, нас интересуют только электронные. Электронный аппарат имеет табло для вывода результатов. На аналоговых устройствах оно состоит из шкалы и стрелки. На цифровых – представляет собой светодиодный дисплей.

Следующий рассматриваемый параметр – это назначение. Согласно ему, электронный вольтметр разделяется на:

  • прибор для измерения напряжения постоянного тока;
  • прибор для измерения напряжения переменного тока;
  • универсальный прибор для измерения обоих типов напряжения, с возможностью переключения режимов;
  • импульсный прибор для замеров одиночных импульсов.

Вольтметры для измерения постоянного тока бывают:

Для измерения напряжения переменного тока в трехфазной сети применяется трехфазный вольтметр.

Особой разновидностью электронных вольтметров являются приборы с время-импульсным преобразованием. Они фиксируют напряжения только в определенные отрезки времени. Дополнительно аппарат учитывает импульсные колебания и среднюю частоту напряжения.

Вольтметры с двойным интегрированием предназначены для работы с постоянным током. Они основываются на принципе периодического повторения, при котором исходный код в цепи возвращается автоматически.

Дополнительно вольтметры разделяются по способу установки:

К переносным относятся, например, миниатюрный и розеточный аппараты. Последний работает от электросети, мини-вольтметр работает на батарейках. Среди владельцев автомобилей востребована современная разновидность – круглый портативный вольтметр со светодиодным табло. Он легко позволяет замерить напряжение автомобильного аккумулятора.

Отдельно можно приобрести встраиваемые приборы. Они предназначены для тех блоков питания, которые производитель не оснащает вольтметром.

Как выбрать?

Широкий выбор моделей, представленных на современном рынке, позволяет подобрать вольтметр, соответствующий любым запросам и финансовым возможностям. О главных технических характеристиках, которые нужно учитывать при выборе в первую очередь, мы уже рассказали выше. Также следует выбирать аппарат, соответствующий своей области применения.

Но даже с учетом этих критериев круг выбора остается довольно широким. Мы рекомендуем обратить внимание на следующие бренды:

  • «Актаком» – Россия;
  • «АКИП» – Россия;
  • Circutor S. A. – Испания;
  • Good Will Instrument Co. – Тайвань;
  • Agilent – США.

Под этими торговыми марками выпускаются в основном качественные разнообразные приборы по доступным ценам.

Однако это лишь малая часть производителей, выпускающих качественную технику для замеров.

Как пользоваться?

Эксплуатация вольтметра допускается только при соблюдении трех важных условий. К ним относятся:

  • соответствие возможностей аппарата напряжению в участке цепи;
  • соответствие типу напряжения, которое может быть постоянным или переменным;
  • верное положение, в котором должен находиться вольтметр для корректной работы (вертикальное или горизонтальное, данная информация указывается на корпусе прибора).
Читайте также:  Как измерить прямолинейность трубы

Аналоговые вольтметры также требуют предварительной настройки.

Но в этот раз мы говорим о цифровых устройствах, которые в этом не нуждаются, что является еще одним доказательством удобства и простоты использования. Весь процесс измерения напряжения цифровым вольтметром можно разделить на 3 шага.

  1. Подсоединить провода. Для этого на цифровых моделях имеются специальные разъемы и гнезда. Установить переключатель в положение «включено».
  2. Если вольтметр является универсальным, установить тип напряжения и диапазон значений. При неизвестных значениях можно обозначить максимальный предел, а затем плавно его снижать до выявления читаемых значений.
  3. Установить параллельное подключение щупов к проводникам на выбранном участке цепи.

Как видите, процесс не так сложен и не занимает большого количества времени.

Однако стоит соблюдать осторожность. Халатное отношение может не только повредить устройство, но и нанести вред здоровью человека.

Вот самые распространенные ошибки, которые совершаются при замерах.

  1. Переход с одного участка цепи на другой без переустановки значений или типа напряжения. Вольтметр может перегреться и даже сгореть.
  2. Из-за внешнего сходства вольтметр можно легко перепутать с амперметром.
  3. При длительной эксплуатации изоляция проводов на щупах приходит в негодность и проводник оголяется. Это может привести к поражению оператора электрическим током. Поэтому нужно регулярно осматривать аппарат на предмет повреждений.
  4. Некоторые покупатели предпочитают экономить на подобной технике, покупая дешевые аппараты от неизвестных производителей. Велик риск потратить деньги на непригодный для измерений вольтметр. Такие устройства лучше приобретать в специализированных магазинах. Лучше всего если товары имеют сертификат качества и гарантийный срок.

В целом это все, что нужно знать о вольтметре для его домашнего использования.

Данный прибор является очень полезным и ему всегда найдется применение. Так что эта покупка стоит того.

Тем не менее, если работать приходится с электричеством, необходимо соблюдать предельную внимательность и быть подготовленными. Обязательно ознакомьтесь с прилагаемой инструкцией и техническими характеристиками именно вашей модели.

В следующем видео вы узнаете, как подключить цифровой вольтметр с тремя проводами.

Источник

Виды и особенности вольтметров

Что такое вольтметр?

Вольтметр – это контрольно-измерительное устройство, которое применяется с целью вычисления показателя напряжения или электродвижущей силы в электрических цепях. Подключение данного прибора к нагрузке или источниками электроэнергии осуществляется параллельно.

Необходимость использования таких приборов исходит из необходимости осуществления технического ухода за различным электрооборудованием. То есть, в процессе эксплуатации тех или иных устройств крайне необходимо следить за их рабочими характеристиками.

Электротехнические характеристики вольтметра

Для оценки технических свойств электрических приборов измерения используются такие показатели, как внутреннее сопротивление, спектр измеряемых напряжений и частот измеряемого переменного напряжения, точность .

  • внутреннее сопротивление: данный показатель должен быть как можно выше, чтобы минимизировалось воздействие устройства на электроцепь, куда он, непосредственно, подсоединяется. Проще говоря, чем выше сопротивление, тем точнее вычисление.
  • диапазон измеряемого напряжения: в основном вольтметры являются универсальными устройствами и измеряют напряжение от 10 милливольт до одной тысячи вольт. Данных пределов вполне достаточно для большинства измерений.
Читайте также:  Давление от страха перед измерением давления

Некоторые профессионалы прибегают к использованию таких специальных приборов, которые могут измерять очень маленькие показатели напряжения с наивысшей точностью (милли- и микровольтметры – до тысячных и миллионных частей вольта, киловольтметры измеряют напряжение в несколько тысяч вольт).

Не стоит объяснять, что работа с данными приборами отличается необходимостью определенных знаний и навыков. Правильная эксплуатация крайне необходима, ведь работа происходит с высоковольтными устройствами, которые таят опасность получения электротравм.

  • точность, т.е. измерение погрешности. Данная характеристика – отображение возможных отличий в показаниях прибора от действительного напряжения в электроцепи.

Все существующие на сегодняшний день вольтметры подразделяются на несколько видов. Основанием для разделения являются конструктивные особенности, сфера применения и параметры.

  • Принцип действия: магнитоэлектрический вольтметр, электромагнитный, электронный, цифровой, аналоговый;
  • Назначение: импульсный, постоянного тока, переменного тока;
  • Способ применения: щитовой вольтметр (встроенный) и переносной.

Рассмотрим более подробно самые популярные типы вольтметров.

Вольтметр, который является магнитоэлектрическим, характеризуется как самый чувствительный в плане точности. Его применение ограничено, как правило, исследовательскими лабораториями для осуществления самого точного измерения. Данный тип оборудования отличается простой эксплуатацией, высокой надежностью, относительно недорогим производством. Но, как и любое электрооборудование, вольтметры наряду с плюсами имеют и минусы. К таковым относятся:

  • повышенное собственное потребление электроэнергии (5-7Вт);
  • высокая индуктивность обмоток, которая приводит к влиянию частоты переменного напряжения на показания устройства.

Магнитоэлектрический вольтметр используется в распределительных электрощитах электрических станций, а также на производственных объектах.

Вольтметр электронного принципа действия

Данный тип вольтметров внутри себя делится еще на два подтипа: аналоговый прибор и цифровой .

Различаются между собой данные вольтметры очень просто. Аналоговый вольтметр имеет в своей конструкции шкалу и, соответственно, стрелку. Последняя, отклоняясь от нулевого значения обозначает показатель напряжения. Цифровой вольтметр отображает величину напряжения на электронном табло.

Принцип функционирования данного типа электронного вольтметра состоит в преобразовании переменного входного напряжения в постоянное. При этом данное напряжение усиливается и передается детектору, который выдает выходной сигнал, отклоняющий стрелку. Сила отклонения стрелки напрямую зависит от величины входного напряжения.

Универсальные вольтметры способны производить измерение и постоянного и переменного напряжения, исходя из того в каком положении находятся переключатели режима функционирования. Очень важно при измерении постоянного напряжения соблюдать полярность подсоединения электроприборов. Измерение положительного напряжения – отклонение стрелки вправо, измерение отрицательного напряжения – влево.

Данные приборы наиболее точно измеряют напряжение, если сравнивать с аналоговым вариантом. Суть функционирования состоит в цифровом кодировании аналогового напряжения. Данный код передается на специальное отсчетное устройство, преобразующее двоичный код в десятичное значение, которое передается на специальный экран. Показатель точности напрямую зависит от качества преобразователя.

Торговая сеть «Планета Электрика» имеет в своем ассортименте различные виды контрольно-измерительных приборов, в число которых входят вольтметры от таких известных производителей, как ABB, EATON, IEK, Legrand, Schneider Electric, TDM Electric.

Источник