Какое внутреннее сопротивление должен иметь вольтметр

26. .Принцип работы, устройство и характеристики магнитоэлектрического измерительного механизма (им).

Основой магнитоэлектрических приборов являются ИМ, в которых вращающий момент создается в результате взаимодействия магнитного поля постоянного магнита и магнитного поля провода с током, конструктивно выполняемого в виде катушки (рамки) . В практических конструкциях ИМ неподвижной частью, как правило, является магнит, а подвижной — катушка (хотя есть приборы с подвижным магнитом и неподвижной катушкой). На рис. 3.2 схематично показан наиболее распространенный вариант конструкции ИМ—с внешним подковообразным магнитом.

Как видно из рис. 3.2, магнитная система ИМ образуется постоянным магнитом 1, полюсными наконечниками 2 с цилиндрической расточкой и неподвижным сердечником 3 цилиндрической формы из магнитомягкого материала. В воздушном зазоре между полюсными наконечниками и сердечником благодаря такой конструкции создается практически равномерное радиальное магнитное поле, в котором свободно поворачивается катушка 4. Она образуется тонким медным проводом, намотанным на бумажный или алюминиевый каркас прямоугольной формы. К катушке приклеивают алюминиевые буксы, в которых закрепляются полуоси (или растяжки) подвижной

Рис. 3.2 Магнитоэлектрический

измерительный механизм.

части ИМ. Противодействующий момент создается спиральными пружинами 5 (или растяжками), через которые в обмотку катушки подается измеряемый ток. Для создания My используется короткозамкнутый виток, размещаемый на катушке. Эксцентрический винт 6 образует корректор (для начальной установки стрелки на нуль), а грузики — противовесы 7 служат для балансирования подвижной части ИМ.

При протекании по катушке измеряемого тока IХ энергия поля W, обусловленная взаимодействием сцепляющегося с катушкой потока Ф постоянного магнита и тока IХ, будет равна W=IХФ, т. е. в соответствии с выражением вращающегося момента

Значение Ф может быть определено как (Ф> = Bswa, где В — магнитная индукция в воздушном зазоре; s — площадь катушки, а w— число витков обмотки катушки.

Тогда из при В = const (за счет равномерности магнитного поля) следует

MB = BswIx. (1)

установившемся режиме, как мы уже знаем, МВ=МП. С учетом формул (1) и это условие теперь конкретизируется:

(2)

где по определению величина (3)

является чувствительностью прибора при измерении тока.

Формулы (2) и (3) позволяют сделать важные выводы в отношении свойств ИМ. магнитоэлектрических приборов. Поскольку мы условились при анализе схемы рис. 3.1, что для рассматриваемого класса электромеханических приборов Y=X, распространим эти выводы на магнитоэлектрические приборы в целом.

27. Область применения магнитоэлектрических приборов (для измерения токов и напряжения).

Магнитоэлектрические приборы по принципу работы ИМ являются амперметрами. При изменении направления 1Х изменяется и направление отклонения подвижной части ИМ. Из-за инерционности подвижной части отклонение стрелки прибора при включении его в цепь переменного тока будет равно нулю. Поэтому область применения магнитоэлектрических приборов без преобразователей рода тока ограничивается измерением постоянного тока и напряжения.

Хотя магнитоэлектрические приборы в принципе являются амперметрами, с помощью простой измерительной цепи они легко трансформируются в вольтметры.

Магнитоэлектрические амперметры применяются при прямых измерениях постоянного тока путем включения ИМ непосредственно в цепь с измеряемым током 1Х. Измерительная схема, соответствующая этому случаю, представлена на рис. 3.3, а, где Rн — сопротивление нагрузочного резистора, а Rа — внутреннее сопротивление амперметра, равное сумме сопротивлений обмотки катушки и токоподводящих пружин.

Как видно из рис. 3.3, а, включение амперметра изменяет электрический режим цепи, что в свою очередь приводит к появлению методической погрешности измерения 1Х_. Очевидно, эта

погрешность тем меньше, чем меньше, потребление амперметром мощности от источника Ux_ (на что уже обращалось внимание в § 2.2 и 3.1). Для оценки методической погрешности воспользуемся формулой (1.4) и очевидными соотношениями:

Место для формулы.

где под 1Х_ нужно понимать действительное значение тока (до включения амперметра), а значение /и — результат измерения. Таким образом, относительная методическая погрешность измерения тока оказывается равной

(3.14)

Из (3.14) следует, что значением можно пренебречь только тогда, когда Ra<<Rn В то же время» является систематической погрешностью с известными значением и знаком, т. е. может быть исключена из результатов измерений с помощью поправки.

Если при измерениях значение /*__ становится больше верхнего предела измерения амперметра, параллельно ИМ подключается масштабный преобразователь — измерительный шунт, который позволяет расширить пределы измерения. Измерительная схема принимает вид, показанный на рис. 3.3, б. Для этой схемы

(3.15)

Если обозначить через n = 1Х Нл требуемый коэффициент расширения пределов измерения амперметра (шунтовой коэффициент), то из соотношений (3.15) следует

(3.16)

т. е. при известном значении Ra и заданном п легко выбирается требуемый шунт. Шунты конструктивно оформляются как переносные и стационарные. Переносные шунты на токи до 30 А, как правило, встраиваются в амперметры и могут быть одно- и многопредельными.

Магнитоэлектрические вольтметры

Магнитоэлектрические вольтметры образуются из амперметров с помощью добавочных резисторов, включаемых последовательно с ИМ. Суммарное сопротивление R0 определяет входной импеданс вольтметра. Вольтметр подключается к тем точкам цепи (схемы), между которыми необходимо измерить напряжение. Схема соответствует рис. 3.5, а.

Рис. 3.5. Схемы включения вольтметра при измерении напряжения: а — прямое включение; б — с помощью добавочного сопротивления.

где, по определению (2.6), величин

Через вольтметр протекает ток /v = UX=/RV. Под действием этого тока стрелка прибора отклоняется, согласно , на угол

является чувствительностью вольтметра. Сопоставление формул (3.17) и (3.18) с базовыми формулами и показывает, что все отмеченные выше свойства и достоинства магнитоэлектрических амперметров полностью относятся к вольтметрам.

Из рис. 3.5, а видно также, что за счет шунтирующего действия входного импеданса вольтметра измеренное значение напряжения всегда меньше Ux_. По аналогии с формулой (3.14) можно получить выражение для относительной методической погрешности измерения напряжения

(3.19)

Как видно из (3.19), значением 8а можно пренебречь только при Rv >> rh и Rv >> r0 . Таким образом, входной импеданс вольтметра должен быть значительно больше сопротивления того участка цепи (схемы), к которому он подключается. Хотя » как иявляется систематической погрешностью, исключение ее затруднено, поскольку необходимо точно знать не только значение RН но и R0.

Для расширения пределов измерения магнитоэлектрических вольтметров применяются масштабные преобразователи — добавочные сопротивления, включаемые последовательно с Rv (рис. ~3.5, б). Можно показать по аналогии с формулами (3.15) и (3.16), что при известном Rv и заданном коэффициенте расширения пределов m = Ux/Uv требуемое добавочное сопротивление может быть выбрано с помощью соотношения

(3.20)

 

Цифровые вольтметры

В цифровых вольтметрах переменного напряжения используется аналоговое преобразование измеряемого переменного напряжения в постоянное. В импульсных цифровых вольтметрах находят применение специальные АЦП – амплитудно-временные преобразователи. В вольтметрах с уравновешивающим преобразованием используются соответствующие АЦП.

Цифровые вольтметры прямого преобразования более просты по устройству, но имеют меньшую точность. По используемому способу аналого-цифрового преобразования они бывают: с временным, временным с интегрированием и частотным преобразованием. Интегрирующие цифровые вольтметры, измеряющие среднее значение напряжения за время измерения, обладают повышенной помехозащищенностью. Входное устройство (рис. 2) содержит делители напряжения и предназначено для расширения пределов измерения. Оно обеспечивает достаточно высокое входное сопротивление вольтметра. Устройство определения полярности измеряемого напряжения основано на определении последовательности срабатывания двух устройств сравнения. На первое подается пилообразное напряжение, принимающее значения от –U до +U, и измеряемое напряжение. Устройство срабатывает (выдает импульс) в момент равенства напряжений. Другое устройство сравнения срабатывает в момент равенства пилообразного напряжения нулю. Сигнал полярности подается в цифровое отсчетное устройство. Устройство автоматического выбора пределов измерения сравнивает измеряемое напряжение с набором напряжений и управляет делителем.

Цифровые вольтметры с уравновешивающим преобразованием строятся в основном по двум типам структурных схем: с использованием программирующего устройства и цифрового счетчика. В них измеряемое напряжение уравновешивается дискретно-изменяющимся компенсирующим образцовым напряжением. На рис. 3,а,б показаны эти структурные схемы.

Рассмотрим работу вольтметра, построенного по схеме с цифровым счетчиком (рис. 3,б). Тактовые импульсы поступают на цифровой счетчик через управляющее устройство, определяющее порядок заполнения ячеек. Счетчик изменяет состояние элементов преобразователя кода и компенсирующее напряжение. Измеряемое напряжение, поступающее на устройство сравнения, сравнивается с компенсирующим напряжением. В зависимости от знака этой разности на выходе устройства сравнения управляющее устройство либо продолжает пропускать тактовые импульсы на счетчик, либо нет. Новый цикл измерений начинается с момента сбрасывания на нуль показаний счетчика. В этот же момент в исходное состояние приводится компенсирующее напряжение и на счетчик начинают поступать счетные импульсы.

Лекция 6 измерение постоянных напряжений Электронные вольтметры постоянного напряжения

На рисунке 1 представлена структурная схема электронного вольтметра постоянного напряжения, имеющего чувствительность единицы микровольт.

Усилитель постоянного тока (УПТ), входящий в состав вольтметра, должен иметь стабильный коэффициент усиления и малый дрейф выходного напряжения. Это достигается применением усилителей, выполненных по мостовым схемам. Дестабилизирующие факторы действуют на обе половины моста одинаково и не вызывают дополнительного разбаланса моста. Отрицательная обратная связь делает работу усилителя стабильной, а его характеристику линейной в широких пределах.

При высокой чувствительности вольтметров для устранения дрейфа используются УПТ с конвертированием постоянного напряжения в переменное, амплитуда которого пропорциональна постоянному напряжению. Они построены по принципу уравновешивающего преобразования и работают в режиме неполного уравновешивания.

Входное устройство А1 обычно содержит интегрирующий фильтр для уменьшения влияния переменной составляющей, присутствующей во входном сигнале. УПТ (рис. 1) выполнен по схеме с конвертированием. Измеряемое постоянное напряжение преобразуется в переменное напряжение прямоугольной формы. Для этой цели на входе УПТ часто применяется последовательно-параллельный ключ на полевых транзисторах. Управляющее напряжение имеет обычно частототу 400 Гц и вырабатывается мультивибратором (G), собранным на интегральной схеме и формируется с помощью дифференциальных усилителей.

Переменное напряжение усиливается усилителем А2 и выпрямляется синхронным детектором U2. Через эмиттерный повторитель постоянное напряжение подается на магнитоэлектрический микроамперметр Р1. Усилитель охватывается глубокой отрицательной обратной связью. Для переключения пределов измерения предусмотрен делитель в цепи обратной связи, который собирается на прецизионных постоянных резисторах, т.е. путем изменения коэффициента усиления усилителя. Синхронный детектор U2 работающий по принципу удвоения напряжения, синхронизирован по фазе с сигналом на входе усилителя А2. В схеме синхронного детектора также применяются полевые транзисторы.

Основная погрешность микровольтметра составляет 1,5…6,0%. Источниками погрешности являются:

• погрешность образцовой аппаратуры, по которой производится градуировка;

• погрешность градуировки;

• случайная погрешность стрелочного прибора;

• нестабильность канала преобразования;

• неравномерность шкалы;

• возникновение паразитных термо-ЭДС, обусловленных изменением температуры в пределах нормальной области;

• наличие собственных шумов (сказываются на нижних пределах измерения).

По указанной структурной схеме реализованы серийно выпускаемые микровольтметры В2-11, В2-15, В2-25.

В некоторых случаях требуются вольтметры постоянного напряжения с очень большим входным сопротивлением (1010–1016 Ом). Тогда применяют электрометрические лампы, сеточные токи которых не превышают 10-15 А, а сопротивление утечки входной сетки не менее 1016 Ом. Усиление постоянного напряжения осуществляется с использованием конвертирования. Примером такого прибора может служить серийный электрометр ВК2–16. В качестве преобразователя постоянного напряжения в переменное используется динамический конденсатор.

В электронных вольтметрах меньшей чувствительности в УПТ вместо конвертирования применяются высокостабильные устройства с отрицательной обратной связью и операционные усилители.

Какое внутреннее сопротивление должен иметь вольтметр. Устройство, назначение и принцип работы вольтметров

В творчестве радиолюбителя электрические измерения играют очень важную роль, особенно при испытании и налаживании сконструированного усилителя, приемника или любого другого технического устройства. И это естественно, так как только путем электрических измере-1 ний можно проверить режимы работы транзистора, обнаружить; неисправную радиодеталь, оборванный или закороченный участок цепи, испытать источник питания и многое другое. Без измерительных приборов трудно, а часто и невозможно, добиться от усилителя или приемника ожидаемых результатов. Без них не столь убедительными были бы и опыты предыдущих практикумов.

Радиолюбители обычно пользуются комбинированными приборами — авометрами, позволяющими измерять токи, напряжения и сопротивления. Виды измерений разные, а индикатор, то есть стрелочный прибор, по шкале которого оценивают ту или иную электрическую величину, один. Это, как правило, измеритель постоянного тока магнитоэлектрической системы. По сравнению с приборами других систем он имеет более высокую чувствительность, равномерную шкалу, способен выдерживать значительные перегрузки.

Условное обозначение измерителя постоянного тока такой системы начинается с буквы М, что означает магнитоэлектрический. Например, М24, М49, М592. Это чаще всего микроамперметры (на шкале знак м A), рассчитанные на измерение постоянных токов до 50…500 мкА (0,05…0,5 мА).

Прибор магнитоэлектрической системы, независимо от его типа, является измерителем только постоянного (или пульсирующего) тока, то есть может быть только микроамперметром, миллиамперметром или амперметром постоянного тока. Чтобы таким прибором измерять переменные токи и напряжения, нужно их предварительно преобразовать в пропорциональные постоянные или пульсирующие токи.

Внешний вид магнитоэлектрического микроамперметра типа М24 м схематическое устройство его измерительного механизма показаны на рис. 31. Измерительный механизм прибора состоит из рамки — катушки, намотанной изолированным проводом на легком прямоугольном каркасе. Рамка, удерживаясь на полуосях-кернах, может поворачиваться в зазоре между полюсами сильного постоянного магнита и цилиндрическим сердечником. В этом зазоре создается равномерное магнитное поле, что является непременным условием для получения равномерной шкалы приборов. На рамке закреплена легкая стрелка. Выводами обмотки рамки служат тонкие спиральные пружины, удерживающие ее в исходном положении, при котором стрелка устанавливается против нулевой отметки шкалы.

Когда в обмотке рамки появляется постоянный ток, вокруг нее возникает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита. При этом рамка, преодолевая противодействие спиральных пружин, стремится повернуться на полуосях так, чтобы.полюсы ее магнитного поля оказались против полюсов постоянного магнита противоположной им полярности. Чем больше ток, текущий через рамку, тем сильнее ее магнитное поле, тем больше усилие, поворачивающее ее, а вместе с ней и стрелку вокруг оси. Как.только ток в рамке и ее магнитное поле исчезают, рамка со стрелкой тут же возвращаются в исходное, нулевое, положение.

Таким образом, прибор магнитоэлектрической системы является не чем иным, как преобразователем постоянного тока в механическое усилие, поворачивающее рамку. О силе этого тока судят по углу, на который под его воздействием смогла повернуться рамка.

Для твоего комбинированного измерительного прибора потребуется микроамперметр на ток 100…200 мкА, желательно с большой шкалой, например такой, как М24. Чем меньше ток, на который он рассчитан, и больше шкала, тем точнее будет конструируемый на его базе комбинированный измерительный прибор.

Прежде всего внимательно рассмотри шкалу прибора и изучи надписи и условные обозначения на ней. На шкале справа внизу увидишь изображение подковообразного магнита с зачерненным прямоугольником между его полюсами (рис. 32, а). Это символическое обозначение прибора магнитоэлектрической системы с подвижной катушкой-рамкой. Рядом нанесена прямая горизонтальная черточка, говорящая о том, что прибор предназначен для измерения постоянного тока. Число внутри пятиконечной звезды (рис. 32, б) указывает максимально допустимое напряжение (в киловольтах), которое может быть приложено между корпусом и магнитоэлектрическим механизмом прибора. Еще одна группа цифр, например 1, 5, характеризует класс точности прибора. Класс точности — это численный показатель возможной погрешности прибора на всех отметках шкалы, выраженный в процентах от конечного (наибольшего) значения шкалы. Например, микроамперметр на 100 мкА класса точности 2 может дать ошибку от 2 мкА (2 % от 100 мкА). Для твоей цели подойдет прибор 2 или 2,5 классов точности.

На шкале прибора может быть также знак в виде двух взаимно перпендикулярных линий (рис. 32, в) или П-образной скобы. Первый из них указывает, что рабочее положение шкалы прибора должно быть вертикальное, второй — горизонтальное. Если этих знаков нет, значит, прибор может работать при любом положении шкалы. Несоблюдение условий, обозначенных на шкале указанными символами, может привести к увеличению погрешности показаний или даже порче прибора.

Основных электрических параметров, по которым можно судить о возможном применении прибора для тех или иных целей, два: т

• Что измеряют вольты
• 380 вольт подключение розетки
• 380 вольт подключение розетки
• Как зарядить 18 вольтовый аккумулятор шуруповерта
• Как зарядить 18 вольтовый аккумулятор шуруповерта
• Разрядники высоковольтные
• Разрядники высоковольтные
• 220 вольт электричество
• 220 вольт электричество
• Что такое киловольт ампер
• Что такое киловольт ампер

Основные технические характеристики вольтметров

Для оценки технических характеристик измерительных приборов принято пользоваться такими показателями:

1. Внутреннее сопротивление. В идеале этот показатель должен быть максимально высоким. В этом случае минимизируется влияние прибора на цепь, в которую он подключается. Другими словами, чем больше внутреннее сопротивление вольтметра, тем точнее измерение;
2. Диапазон измеряемых напряжений. Большинство вольтметров являются универсальными и измеряют напряжение в диапазоне от десятков милливольт до 1000 вольт. Этих пределов вполне достаточно для большинства измерений. Однако специалисты широко используют специальные приборы, которые позволяют измерять очень маленькие значения напряжений с высокой точностью – милли и даже микровольтметры (с точностью до тысячных и миллионных частей вольта) и киловольтметры, измеряющие высокие напряжения порядка тысяч вольт. Работа с этими приборами требует наличия некоторых специальных знаний, навыков и допуска к эксплуатации электроустановок с напряжением свыше 1000 В, чтобы не вывести из строя приборы (милли- и микровольтметры) или не допустить электротравмирования и гибели обслуживающего персонала (при работе с киловольтметрами);
3. Точность измерения (погрешность). Этот параметр характеризует возможные отличия показаний прибора от реального напряжения в цепи;
4. Диапазон частот измеряемого переменного напряжения.

Классификация вольтметров

Исходя из конструкции, сферы использования, точности измерения и другим показателям вольтметры классифицируют следующим образом.

1) По принципу действия вольтметры бывают электромеханические (чаще всего встречаются магнитоэлектрические и электромагнитные) и электронные (цифровые и аналоговые).

2) По назначению – импульсные, постоянного и переменного тока и другие.3) По способу применения: щитовые (встроенные) и переносные.

Электромеханические вольтметры

Лучшими показателями точности и чувствительности в сравнении с другими типами вольтметров обладают магнитоэлектрические вольтметры. Обычные люди с такими приборами не сталкиваются, поскольку они применяются, в основном, для лабораторных измерений. Электромагнитные вольтметры распространены значительно шире. Они просты и надежны в эксплуатации, недороги в изготовлении, но имеют два основных недостатка – высокое собственное энергопотребление (5-7 Вт) и высокую индуктивность обмоток, вследствие чего частота переменного напряжения оказывает значительное влияние на показания прибора. Вольтметры этого типа устанавливаются в распределительных щитках электростанций и производственных объектов.

Электронные вольтметры

Бывают двух типов – аналоговые и цифровые. Отличить одни от других очень просто – в аналоговых приборах имеется шкала и стрелка, отклонение которой от нуля и указывает на величину напряжения, а цифровые вольтметры выдают значение напряжения на электронное табло. Принцип работы аналоговых вольтметров заключается в следующем: входное переменное напряжение преобразуется в постоянное, усиливается и подается на детектор, выходной сигнал которого и вызывает отклонение стрелки. Чем больше входное напряжение – тем сильнее отклоняется стрелка.

Схема универсальных вольтметров позволяет измерять и постоянное и переменное напряжение в зависимости от положения переключателей режимов работы. Особенностью измерения постоянного напряжения аналоговыми вольтметрами является необходимость соблюдения полярности подключения прибора. При измерении отрицательного напряжениястрелка будет отклоняться влево от нуля, а при положительном напряжении – вправо. Если шкала вашего прибора не предусматривает возможности отклонения стрелки в двух направлениях, то для измерения отрицательного напряжения нужно, например, красным щупом коснуться точки, которой перед этим касались белым щупом и наоборот (цвета щупов и проводов могут быть произвольными).

Вольтметры этого типа более точно измеряют напряжение в сравнении с аналоговыми. Принцип действия основан на преобразовании аналогового входного напряжения в цифровой код, поступающий на цифровое отсчетное устройство, которое преобразует полученный двоичный код в десятичную цифру, отображаемую на табло. Точность измерения напряжения зависит от дискретности входящего в состав прибора аналого-цифрового преобразователя.

Порядок работы с универсальным вольтметром

Главное, что нужно усвоить – это требования техники безопасности. Подробно останавливаться на них не будем, поскольку они являются общими для всех электроприборов. При измерении напряжения нужно правильно установить на приборе тип измеряемого напряжения. Если вы по ошибке установите постоянное напряжение, то подключение прибора к цепи с переменным напряжением может вывести его из строя. Как не ошибиться? Постоянное напряжение всегда указывается со знаком (+27 В или -5 В). Переменное напряжение иногда пишется с волной (~220 В). Еще один немаловажный нюанс – перед проведением измерений нужно установить диапазон измерения. Т.е., если вы хотите проверить наличие напряжение +27 В, то нужно установить: постоянное напряжение, пределы измерения больше измеряемого напряжения.

Если величина напряжения в цепи неизвестна, то нужно установить максимально возможный предел измерения, затем постепенно его уменьшать до появления читаемых показаний. Если сделать наоборот и установленный диапазон будет меньше измеряемого напряжения, то прибор выйдет из строя вследствие перенапряжения. Соблюдайте правила техники безопасности!

Классификация

Вольтметры имеют многоступенчатую классификацию, которая обусловлена их широким видовым разнообразием.

Разнообразие по предназначению

По предназначению эти измерители разделяются на нижеследующие типы:

1. Приборы постоянного напряжения – маркировка на корпусе «В2». Они предназначены для измерений в цепи с постоянным электротоком. Применяются обычно в качестве тестера различных приборов либо автопроводки;
2. Вольтметр переменного тока – обозначение «В3». Применяется в электросетях переменного тока. Принцип действия состоит в том, что такой измеритель преобразовывает переменные показатели в постоянное напряжение посредством спецсистемы преобразования;
3. Фазовые вольтметры маркируются литерами «В5». Они служат для определения параметров квадратурных составляющих основной гармоники электротока. Их принцип действия основан на снятии двух величин двумя чувствительными зонами, которыми они оснащены. Приборы не востребованы и широко не распространены, так как в быту бесполезны;
4. Универсальные приспособления – маркировка «В7». Полифункциональные приборы, позволяющие снимать показания в разнообразных электросетях. Часто комплектуются наборами шунтов, предназначенных для безопасного подсоединения;
5. Прибор импульсной чувствительности обозначается символами «В4». Область применения таких аппаратов обширна – тестирование проводки, микросхем и прочее. Они нужны для того, чтобы снимать показания импульсных напряжений в электроцепи, тем самым посредством этих прибором можно найти импульсные помехи в ней;
6. Измерители селективного поиска частот – обозначение на корпусе «В6». Самые габаритные измерители из всех, которые могут обрабатывать сложные сигналы, выделяя их гармонические составляющие. Внешне напоминают приемники радиосигнала.

Внешний вид цифрового вольтметра переменного напряжения UNI-T UT-632

Видовое разнообразие по внешним признакам

По внешним признакам такие измерители можно разделить на три группы:

• стационарные;
• щитовые;
• переносные (автономные).

Стационарные вольтметры являются самыми габаритными установками и используются стационарно на многих производственных площадках, где требуется постоянный контроль параметров электросети, поддерживающий работу, например, холодильного оборудования, системы отопления или кондиционирования. Характеризуются такие вольтметры высокоточностью и чувствительностью.

Вольтметры, которые обычно устанавливаются в щитовых шкафах, называются щитовыми. Имеют более компактные размеры, чем стационарные приборы.

Внешний вид стрелочного щитового вольтметра

Автономные или переносные вольтметры характеризуются небольшими габаритными параметрами и весом, поэтому их можно переносить. Также они имеют широкую область применения: электропроводка автомобиля и квартиры, снятие показаний на производстве и прочее. Такие приспособления обычно оснащаются несколькими электродами для снятия быстрых показаний электроцепи без закрепления всего устройства.

Внешний вид карманного приспособления, измеряющего вольтаж батарейки

Диапазон измерения

Все устройства для измерения вольтажа разделяются по измерительному диапазону и бывают нижеследующих видов:

• микровольтметры, которые нужны для работы с микросхемами, чувствительны к миллионной доли вольта;
• милливольтметры, которые фиксируют тысячную часть вольта;
• киловольтметры, фиксирующие высокое напряжение, которое выражается в тысячах вольт.

Важно! Измеряя высокое напряжение в цепи микровольтметром, можно вызвать короткое замыкание.

Виды по принципу измерения

Многих интересует вопрос о том, как работает вольтметр. Как и многие измерительные приборы, вольтметры тоже различаются по принципу действия, по которому он измеряет напряжение. Различают следующие устройства по принципу измерения:

• стрелочный вольтметр или механический;
• электронный вольтметр или цифровой.

Важно! Однозначного ответа на вопрос о том, какой вольтметр лучше: стрелочный или цифровой, нет, так как оба они обладают равным количеством преимуществ и недостатков.

Стрелочные приборы

Стрелочный вольтметр, исходя из названия, оснащается шкалой из цифр и стрелкой-определителем, закрепленной на рамке с обмоткой, которая, в свою очередь, насажена на ось с магнитом постоянного типа. В то время, когда через устройство проходит электронапряжение, создается электромагнитное поле, с которым взаимодействует рамка, в итоге отклоняясь совместно со стрелкой на определенное величиной напряжения расстояние.

Электромеханические устройства могут быть различной чувствительности – пропорциональный коэффициент между истинным электронапряжением и отображением угла стрелочной части на циферблате. Колебания стрелки в таких агрегатах предотвращается посредством закрепления на оси пластины из алюминия (индукционного демпфера), что передвигается вместе со стрелкой-определителем. Также демпфер может быть воздушным, состоящим из цилиндра и поршня, которые при колебании стрелки не допускают ее сильных скачков.

Универсальный стрелочный вольтметр В7-26

Также стрелочные приборы оснащаются внутри противовесной системой в виде грузиков, которые устанавливаются на стрелку. Именно они препятствуют под влиянием силы тяжести ее чрезмерному отклонению и гарантируют точные измерения даже при наклоне агрегата.

Важно! При подсоединении этих приспособлений важно соблюдать полярность, так как неправильное подключение полюсов приведет к насильному повороту стрелки в другую сторону, но стопорный элемент в корпусе ей этого сделать не позволит, что приведет к выходу из строя этой измерительной аппаратуры или ее элементов.

Подвижные компоненты стрелочного вольтметра изготавливаются из сверхтвердой стали, что препятствует возможному их истиранию, а все его составные стрежни полируются для уменьшения трения.

Электронные приборы

Цифровые вольтметры оснащаются электронным дисплеем для отображения параметров и микросхемой-контроллером, что преобразует напряжение в цифровой сигнал. Эти агрегаты-измерители характеризуются высокой точностью, компактностью, надежностью и легкостью. Стоят такие устройства дороже стрелочных аналогов.

Точность измерения электронных вольтметров полностью зависит от качества исполнения преобразователя параметров в цифровой сигнал.

Стационарный цифровой прибор DJ-V96

Важно! Электронные приборы могут быть также аналоговыми, которые внешне похожи на стрелочные вольтметры, и в них тоже стрелка показывает величину напряжения в цепи. Однако оснащаются они специальным электронным детектором, что отклоняет стрелку на нужное расстояние по шкале.

Правила пользования

Подключая вольтметр в электроцепь, следует придерживаться нижеследующих правил:

1. Инструкция к прибору содержит всю информацию по правильному подключению устройств в цепь, важно ее прочесть и только потом совершать определение напряжения измеряемого участка электросхемы;
2. Точные данные можно получить, приспосабливая измеритель параллельно измеряемому участку цепи;
3. Важно соблюдать полярность;
4. Закрепление проводков-щупов приспособления к проводнику цепи необходимо производить или точечными электродами, или спецзажимами;
5. Для измерения вольтажа источника питания измеритель подсоединяется непосредственно к его клеммам;
6. Нельзя измерять высоковольтные участки цепи слабыми, нерассчитанными на такие величины вольтметрами;
7. Приборы необходимо использовать только в цепях с тем током, на который они рассчитаны;
8. Перед измерениями универсальным вольтметром необходимо выбрать правильный режим.

Выбирая вольтметр, необходимо руководствоваться его предназначением, своими финансовыми возможностями и надежностью фирмы-изготовителя. Придерживание правил пользования этими измерителями позволит правильно определить показания вольтажа и будет являться залогом долговечной службы и высокой точности прибора.