تُستخدم أجهزة الفولتميتر والميلي فولتميتر والميكروفولتميتر في أنظمة مختلفة لقياس الجهد. يتم توصيل هذه الأجهزة بالتوازي مع الحمل، لذا يجب أن تكون مقاومتها عالية قدر الإمكان (حوالي أمرين من حيث الحجم أكبر من مقاومة أي عنصر في الدائرة).

الشكل 6 الشكل 7

لتوسيع حدود قياس الفولتميتر (في ك مرات) في السلاسل التيار المباشرعادةً ما تستخدم الفولتية التي تصل إلى 500 فولت مقاومات إضافية رد , متصلة على التوالي مع الفولتميتر.

من العلاقة
دعونا نحدد
,

حيث U max هي أعلى قيمة جهد يمكن قياسها بواسطة الفولتميتر بمقاومة إضافية؛

يو كثافة العمليات - القيمة الحدية (الاسمية) لمقياس الفولتميتر في غياب الطريق.

يتم تحديد قيمة الجهد المقاس بالفعل U من العلاقة:

;
,

أين أنت - قراءة الفولتميتر.

في دوائر التيار المتردد، تستخدم محولات الجهد لتغيير حدود قياس الفولتميتر.

قياس الطاقة. قياس القدرة في دوائر التيار المباشر وأحادية الطور

الطاقة في دوائر التيار المستمر التي يستهلكها هذا القسم من الدائرة الكهربائية تساوي:

ويمكن قياسها باستخدام مقياس التيار الكهربائي والفولتميتر.

بالإضافة إلى الإزعاج الناتج عن القراءة المتزامنة لأداتين، يتم إجراء قياس الطاقة بهذه الطريقة مع وجود خطأ لا مفر منه. يعد قياس الطاقة في دوائر التيار المستمر أكثر ملاءمة باستخدام مقياس الواط.

من المستحيل قياس الطاقة النشطة في دائرة التيار المتردد باستخدام مقياس التيار الكهربائي والفولتميتر، لأن تعتمد قوة هذه الدائرة أيضًا على cosφ :

لذلك، في دوائر التيار المتردد، يتم قياس الطاقة النشطة فقط باستخدام مقياس الواط.

الشكل 8

يتم توصيل الملف الثابت 1-1 (التيار) على التوالي، ويتم توصيل الملف المتحرك 2-2 (ملف الجهد) بالتوازي مع الحمل.

لتشغيل مقياس الواط بشكل صحيح، يتم تمييز أحد أطراف الملف الحالية وأحد أطراف لف الجهد بعلامة النجمة (*). يجب تشغيل هذه المحطات، والتي تسمى محطات المولدات، من جانب مصدر الطاقة عن طريق دمجها معًا. في هذه الحالة سيظهر مقياس الواط الطاقة القادمة من الشبكة (المولد) إلى مستقبل الطاقة الكهربائية.

قياس الطاقة النشطة في الدوائر الحالية ثلاثية الطور

عند قياس قوة التيار ثلاثي الطور، يتم استخدام دوائر مختلفة لتوصيل مقاييس الواط اعتمادًا على:

أنظمة الأسلاك (ثلاثة أو أربعة أسلاك)؛

الحمل (موحد أو غير متساوي) ؛

تحميل مخططات الاتصال (نجمة أو دلتا).

أ) قياس الطاقة تحت الحمل المتماثل؛ نظام الأسلاك بثلاثة أو أربعة أسلاك:

الشكل 9 الشكل 10

في هذه الحالة، يمكن قياس قوة الدائرة بأكملها باستخدام مقياس واط واحد (الأشكال 9،10)، والذي سيُظهر قوة مرحلة واحدة P=3P f =3U f I f cosφ

ب) مع الحمل غير المتماثل، يمكن قياس قوة المستهلك ثلاثي الطور بثلاثة واط:

الشكل 11

الطاقة الإجمالية للمستهلك تساوي:

ج) قياس الطاقة باستخدام طريقة الواطميتر:

الشكل 12

يتم استخدامه في الأنظمة الحالية ثلاثية الطور ذات الأسلاك الثلاثة ذات الأحمال المتماثلة وغير المتماثلة وأي طريقة لتوصيل المستهلكين. في هذه الحالة، يتم توصيل اللفات الحالية للواطميتر بالمرحلتين A وB (على سبيل المثال)، والملفات المتوازية بالجهد الخطي U AC وU BC (أو A وC  U AB وU CA)، (الشكل 1). 12).

إجمالي الطاقة P=P 1 + P 2.

الفولتميترهو جهاز قياس مصمم للقياس الجهد االكهربىالتيار المباشر أو المتردد في الدوائر الكهربائية.

يتم توصيل الفولتميتر بالتوازي مع أطراف مصدر الجهد باستخدام مجسات عن بعد. وفقا لطريقة عرض نتائج القياس، يتم تقسيم الفولتميتر إلى الاتصال الهاتفي والرقمي.

يتم قياس قيمة الجهد في فولتاش، المشار إليها على الصكوك بالحرف في(باللغة الروسية) أو حرف لاتيني الخامس(التسمية الدولية).

على المخططات الكهربائيةيُشار إلى الفولتميتر بالحرف اللاتيني V، محاطًا بدائرة، كما هو موضح في الصورة.

يمكن أن يكون الجهد ثابتًا أو متناوبًا. إذا كان جهد المصدر الحالي متناوبا، فتوضع العلامة " أمام القيمة ~ "إذا كان ثابتا، ثم العلامة" – ".

على سبيل المثال، يتم تحديد الجهد المتردد لشبكة منزلية تبلغ 220 فولت باختصار على النحو التالي: ~220 فولتأو ~220 فولت. عند وضع علامة على البطاريات والمراكم، ضع علامة " – " غالبًا ما يتم حذفه، تتم طباعة الرقم ببساطة. تتم الإشارة إلى جهد الشبكة الموجودة على متن السيارة أو البطارية على النحو التالي: 12 فولتأو 12 فولتوبطاريات للمصباح اليدوي أو الكاميرا: 1.5 فولتأو 1.5 فولت. يجب وضع علامة على السكن بالقرب من الطرف الموجب على شكل " + ".

تتغير قطبية الجهد المتناوب مع مرور الوقت. على سبيل المثال، يتغير الجهد الكهربائي في الأسلاك الكهربائية المنزلية قطبيًا 50 مرة في الثانية (يتم قياس تردد التغيير بالهرتز، حيث يساوي الهرتز الواحد تغير قطبية جهد واحد في الثانية).

قطبية الجهد المباشر لا تتغير مع مرور الوقت. لذلك، هناك حاجة إلى أدوات قياس مختلفة لقياس جهد التيار المتردد والتيار المستمر.

هناك الفولتميتر العالمي الذي يمكن استخدامه لقياس كل من الجهد المتردد والمباشر دون تبديل أوضاع التشغيل، على سبيل المثال، الفولتميتر من النوع E533.

كيفية قياس الجهد في الأسلاك الكهربائية المنزلية

انتباه! عند قياس الفولتية فوق 36 فولت، فإن لمس الأسلاك العارية أمر غير مقبول، لأن ذلك قد يؤدي إلى تلفها. صدمة كهربائية!

وفقًا لمتطلبات GOST 13109-97، يجب أن تكون قيمة الجهد الفعال في الشبكة الكهربائية 220 فولت ±10%أي أنه يمكن أن يختلف من 198 فولت إلى 242 فولت. إذا بدأت المصابيح الكهربائية في الشقة تحترق بشكل خافت أو غالبًا ما تحترق، أو بدأت الأجهزة المنزلية في العمل بشكل غير مستقر، فمن أجل اتخاذ الإجراءات اللازمة، يجب عليك أولاً قياس قيمة الجهد في الأسلاك الكهربائية.

عند بدء القياسات، من الضروري إعداد الجهاز: - التحقق من موثوقية عزل الموصلات باستخدام النصائح والمسابير؛ - ضبط مفتاح حدود القياس على موضع قياس الجهد المتردد الذي لا يقل عن 250 فولت؛

- أدخل موصلات الموصلات في مآخذ الجهاز، مع الاسترشاد بالنقوش الموجودة بجانبها؛

- قم بتشغيل جهاز القياس (إذا لزم الأمر).

كما ترون في الصورة، اختار جهاز الاختبار حد قياس جهد التيار المتردد وهو 300 فولت، والمقياس المتعدد لديه 700 فولت. في العديد من نماذج الاختبار، تحتاج إلى ضبط عدة مفاتيح على الموضع المطلوب في وقت واحد. نوع التيار (~ أو -) ونوع القياس (V أو A أو أوم) وأيضاً أدخل أطراف المجسات في المقابس المطلوبة.

في المتر المتعدد، يتم إدخال الطرف الأسود للمسبار في مقبس COM (شائع في جميع القياسات)، والطرف الأحمر في V، وهو شائع لتغيير جهد التيار المستمر والتيار المتردد والتيار والمقاومة والتردد. يستخدم المقبس الذي يحمل علامة ma لقياس التيارات الصغيرة 10 أمبير عند قياس التيار الذي يصل إلى 10 أمبير.

انتباه! سيؤدي قياس الجهد أثناء إدخال القابس في مقبس 10 أمبير إلى إتلاف الجهاز.في أفضل سيناريوسوف ينفجر المصهر الذي تم إدخاله داخل الجهاز؛ وفي أسوأ الحالات، سيتعين عليك شراء جهاز قياس متعدد جديد. غالبًا ما يرتكبون أخطاء عند استخدام الأدوات لقياس المقاومة، وينسون تبديل الأوضاع، وقياس الجهد. لقد قابلت العشرات من هذه الأجهزة المعيبة التي تحتوي على مقاومات محترقة بداخلها.

بعد كل ذلك العمل التحضيرييمكنك البدء في القياس. إذا قمت بتشغيل المتر المتعدد ولم تظهر أي أرقام على المؤشر، فهذا يعني أن البطارية غير مثبتة في الجهاز أو أنها استنفدت مواردها بالفعل. عادةً ما تستخدم أجهزة القياس المتعددة بطارية 9 فولت كرونا بعمر افتراضي مدته عام واحد. لذلك، حتى لو لم يتم استخدام الجهاز لفترة طويلة، فقد لا تعمل البطارية. عند استخدام جهاز القياس المتعدد في ظروف ثابتة، يُنصح باستخدام محول ~220 فولت/-9 فولت بدلاً من التاج.

أدخل أطراف المجسات في المقبس أو قم بلمسها بالأسلاك الكهربائية.

سيُظهر المقياس المتعدد الجهد في الشبكة على الفور، ولكن لا يزال يتعين عليك أن تكون قادرًا على قراءة القراءات في جهاز اختبار الاتصال الهاتفي. للوهلة الأولى، يبدو الأمر صعبا، لأن هناك العديد من المقاييس. ولكن إذا نظرت عن كثب، يصبح من الواضح على أي مقياس لقراءة الجهاز. يحتوي الجهاز المعني من نوع TL-4 (الذي خدمني بشكل لا تشوبه شائبة لأكثر من 40 عامًا!) على 5 مقاييس.

يُستخدم المقياس العلوي لأخذ القراءات عندما يكون المفتاح في مواضع مضاعفات الرقم 1 (0.1، 1، 10، 100، 1000). المقياس الموجود أدناه هو مضاعفات 3 (0.3، 3، 30، 300). عند قياس جهد التيار المتردد 1 فولت و3 فولت، يتم تطبيق مقياسين إضافيين. يوجد مقياس منفصل لقياس المقاومة. جميع المختبرين لديهم معايرة مماثلة، ولكن يمكن أن يكون التعدد موجودًا.

نظرًا لأنه تم ضبط حد القياس على ~ 300 فولت، فهذا يعني أنه يجب إجراء القراءة على المقياس الثاني بحد 3، وضرب القراءات في 100. قيمة القسمة الصغيرة هي 0.1، وبالتالي، تحصل على 2.3 + السهم في المنتصف بين السطور، مما يعني خذ قيمة القراءة 2.35×100=235 فولت.

وتبين أن قيمة الجهد المقاس هي 235 فولت، وهي ضمن الحدود المقبولة. إذا حدث أثناء عملية القياس تغير مستمر في قيمة الأرقام الأقل أهمية، وتذبذبت إبرة الاختبار باستمرار، فهذا يعني أن هناك اتصالات سيئة في توصيلات الأسلاك الكهربائية ومن الضروري فحصها.

كيفية قياس جهد البطارية
البطارية أو مصدر الطاقة

نظرًا لأن جهد مصادر التيار المستمر لا يتجاوز عادةً 24 فولت، فإن لمس الأطراف والأسلاك العارية لا يشكل خطورة على البشر ولا يلزم اتخاذ احتياطات أمان خاصة.

من أجل تقييم مدى ملاءمة البطارية أو المركم أو صحة مصدر الطاقة، من الضروري قياس الجهد عند أطرافها. توجد أطراف البطاريات المستديرة في نهايات الجسم الأسطواني، ويُشار إلى الطرف الموجب بعلامة "+".

لا يختلف قياس جهد التيار المستمر كثيرًا عن قياس جهد التيار المتردد. كل ما تحتاجه هو تحويل الجهاز إلى وضع القياس المناسب ومراقبة قطبية الاتصال.

عادةً ما يتم تحديد مقدار الجهد الذي تولده البطارية على جسمها. ولكن حتى لو أظهرت نتيجة القياس جهدًا كافيًا، فهذا لا يعني أن البطارية جيدة، حيث تم قياس EMF (القوة الدافعة الكهربائية)، وليس سعة البطارية، التي يعتمد عليها العمر التشغيلي للمنتج الذي سيتم تشغيله فيه يتم تثبيته يعتمد.

لتقدير سعة البطارية بشكل أكثر دقة، تحتاج إلى قياس الجهد عن طريق توصيل الحمل بأقطابه. المصباح الكهربائي المتوهج الذي يبلغ جهده 1.5 فولت مناسب تمامًا كحمل لبطارية 1.5 فولت، ولتسهيل التشغيل، تحتاج إلى لحام الموصلات بقاعدتها.

إذا انخفض الجهد تحت الحمل بنسبة أقل من 15٪، فإن البطارية أو المجمع مناسب تمامًا للاستخدام. إذا لم يكن هناك جهاز قياس، فيمكنك الحكم على مدى ملاءمة البطارية لمزيد من الاستخدام من خلال سطوع المصباح الكهربائي. لكن مثل هذا الاختبار لا يمكن أن يضمن عمر بطارية الجهاز. إنه يشير فقط إلى أن البطارية لا تزال قابلة للاستخدام حاليًا.

معلومات عامة.تنشأ الحاجة إلى قياس الجهد عمليًا في كثير من الأحيان. في الدوائر والأجهزة الكهربائية والراديو، يتم قياس جهد التيار المباشر والمتناوب (الجيبي والنبضي) في أغلب الأحيان.

جهد التيار المستمر (الشكل 3.5، أ) يتم التعبير عنها كـ . مصادر هذا الجهد هي مولدات التيار المستمر ومصادر الطاقة الكيميائية.

أرز. 3.5. مخططات توقيت الجهد: تيار مباشر (أ) وتيار جيبي متناوب (ب) وتيار نبضي متناوب (ج)

الجهد الحالي الجيبية للتيار المتردد (الشكل 3.5 ، ب) يتم التعبير عنها وتتميز بقيم الجذر التربيعي والسعة:

مصادر هذا الجهد هي مولدات التردد المنخفض والعالي والشبكة الكهربائية.

الجهد الحالي لنبض التيار المتردد (الشكل 3.5 الخامس) يتميز بالسعة ومتوسط ​​قيم الجهد (المكون الثابت). مصدر هذا الجهد هو مولدات النبض مع الإشارة أشكال مختلفة.

الوحدة الأساسية لقياس الجهد هي الفولت (V).

في ممارسة القياسات الكهربائية، يتم استخدام وحدات فرعية ومتعددة على نطاق واسع:

كيلو فولت (1 كيلو فولت - فولت) ؛

ميلي فولت (1mV - V)؛

ميكروفولت (1 ميكروفولت - فولت).

ترد التسميات الدولية لوحدات الجهد في الملحق 1.

في تصنيف الكتالوج، تم تصنيف الفولتميتر الإلكتروني على النحو التالي: B1 - مثالي، B2 - تيار مباشر، VZ - تيار جيبي متناوب، B4 - تيار نبضي متناوب، B5 - حساس للطور، B6 - انتقائي، B7 - عالمي.

على مقاييس المؤشرات التناظرية وعلى اللوحات الأمامية (على المفاتيح الحدية) لمقاييس الفولتميتر الإلكترونية والكهروميكانيكية المحلية والأجنبية، يتم استخدام التسميات التالية: V - الفولتميتر، كيلوفولت - كيلوفولتميتر، mV - ميلي فولت متر، V - ميكروفولتميتر.

قياس الجهد المستمر.لقياس جهد التيار المستمر ، يتم استخدام الفولتميتر الكهروميكانيكي والمقاييس المتعددة ، وأجهزة قياس الفولتميتر التناظرية والرقمية الإلكترونية ، وأجهزة قياس الذبذبات الإلكترونية.

الفولتميتر الكهروميكانيكيةيشكل التقييم المباشر للقيمة المقاسة فئة كبيرة من الأجهزة التناظرية ولها المزايا التالية:

القدرة على العمل دون الاتصال بمصدر الطاقة.

أبعاد شاملة صغيرة

انخفاض الأسعار (مقارنة بتلك الإلكترونية)؛

بساطة التصميم وسهولة التشغيل.

في أغلب الأحيان، عند إجراء القياسات الكهربائية في الدوائر ذات التيار العالي، يتم استخدام الفولتميتر القائم على الأنظمة الكهرومغناطيسية والكهروديناميكية، وفي الدوائر ذات التيار المنخفض، يتم استخدام النظام الكهرومغناطيسي. نظرًا لأن جميع الأنظمة المذكورة أعلاه هي في حد ذاتها عدادات تيار (أميتر) ، لإنشاء أجهزة قياس الفولتميتر بناءً عليها فمن الضروري زيادة المقاومة الداخلية للجهاز ، أي. قم بتوصيل مقاومة إضافية على التوالي مع آلية القياس (الشكل 3.6، أ).

يتم توصيل الفولتميتر بالدائرة قيد الاختبار على التوازي (الشكل 3.6، ب)،ويجب أن تكون مقاومة المدخلات كبيرة بما يكفي.

لتوسيع نطاق قياس الفولتميتر، يتم أيضًا استخدام مقاوم إضافي متصل بالجهاز على التوالي (الشكل 3.6، الخامس).

يتم تحديد قيمة المقاومة للمقاوم الإضافي بالصيغة:

أرز. 3.6. مخطط لإنشاء الفولتميتر على أساس مقياس التيار الكهربائي ( أ) ، توصيل الفولتميتر بالحمل ( 6 )، توصيل مقاومة إضافية بالفولتميتر ( الخامس)

حيث يوجد رقم يوضح عدد المرات التي يتوسع فيها حد قياس الفولتميتر:

أين هو حد القياس الأصلي؟

- حد القياس الجديد.

تسمى المقاومات الإضافية الموجودة داخل جسم الجهاز داخلية، بينما تسمى المقاومات المتصلة بالجهاز من الخارج خارجية. يمكن أن تكون الفولتميتر متعددة المدى. هناك علاقة مباشرة بين حد القياس والمقاومة الداخلية للفولتميتر متعدد الحدود: كلما زاد حد القياس، زادت مقاومة الفولتميتر.

الفولتميتر الكهروميكانيكي له العيوب التالية:

نطاق قياس الجهد المحدود (حتى في الفولتميتر متعدد النطاق)؛

مقاومة المدخلات منخفضة، وبالتالي استهلاك طاقة داخلي كبير من الدائرة قيد الدراسة.

تحدد عيوب الفولتميتر الكهروميكانيكية الاستخدام المفضل لأجهزة قياس الجهد الإلكترونية لقياس الجهد في الإلكترونيات.

الفولتميتر التناظري الإلكتروني DCبنيت وفقا للمخطط الموضح في الشكل. 3.7. يتكون جهاز الإدخال من تابع باعث (لزيادة مقاومة الإدخال) ومخفف - مقسم الجهد.

مزايا الفولتميتر التناظري الإلكتروني مقارنة بأجهزة القياس التناظرية واضحة:

أرز. 3.7. رسم تخطيطي لجهاز الفولتميتر DC التناظري الإلكتروني

نطاق قياس الجهد الواسع.

مقاومة مدخلات كبيرة، وبالتالي انخفاض استهلاك الطاقة الجوهرية من الدائرة قيد الدراسة؛

حساسية عالية بسبب وجود مكبر للصوت عند مدخل الجهاز؛

استحالة التحميل الزائد.

ومع ذلك، فإن الفولتميتر التناظري الإلكتروني له عدد من العيوب:

توافر مصادر الطاقة، معظمها مستقر؛

الخطأ النسبي المنخفض أكبر من الفولتميتر الكهروميكانيكي (2.5-6٪)؛

وزن وأبعاد كبيرة، وسعر أعلى.

حاليًا ، لا يتم استخدام أجهزة قياس الفولتميتر DC الإلكترونية التناظرية على نطاق واسع ، نظرًا لأن معلماتها أدنى بشكل ملحوظ من أجهزة قياس الفولتميتر الرقمية.

قياس الجهد المتردد.

لقياس جهد التيار المتردد ، يتم استخدام الفولتميتر الكهروميكانيكي والمقاييس المتعددة ، وأجهزة قياس الفولتميتر التناظرية والرقمية الإلكترونية ، وأجهزة قياس الذبذبات الإلكترونية.

دعونا نفكر في الفولتميترات الكهروميكانيكية غير المكلفة والدقيقة إلى حد ما. من المستحسن القيام بذلك في نطاقات التردد.

في الترددات الصناعية 50 و 100 و 400 و 1000 هرتز، يتم استخدام الفولتميتر للأنظمة الكهرومغناطيسية والكهروديناميكية والديناميكية الحديدية والمقومات والكهرباء الساكنة والحرارية.

في الترددات المنخفضة (حتى 15-20 كيلو هرتز) ، يتم استخدام مقاييس الفولتميتر المعدل والأنظمة الكهروستاتيكية والحرارية.

في الترددات العالية (ما يصل إلى بضع عشرات من الميغاهيرتز) يتم استخدام أجهزة الأنظمة الكهروستاتيكية والكهروحرارية.

للقياسات الكهربائية، يتم استخدام الأدوات العالمية - المقاييس المتعددة - على نطاق واسع.

متعدد(أجهزة الاختبار، مقاييس أمبير فولت، الأجهزة المدمجة) تسمح لك بقياس العديد من المعلمات: قوة التيار المباشر والمتناوب، جهد التيار المباشر والمتناوب، مقاومة المقاوم، سعة المكثف (ليس كل الأجهزة)، بعض المعلمات الثابتة للترانزستورات منخفضة الطاقة (، , و ).

تتوفر أجهزة القياس المتعددة مع القراءة التناظرية والرقمية.

يتم تفسير الاستخدام الواسع النطاق للمقاييس المتعددة بالمزايا التالية:

متعددة الوظائف، أي. إمكانية الاستخدام كمقاييس التيار الكهربائي، الفولتميتر، الأومترات، الفارادوميترات، عدادات معلمات الترانزستورات منخفضة الطاقة:

مجموعة واسعة من المعلمات المقاسة بسبب وجود عدة حدود قياس لكل معلمة؛

إمكانية استخدامها كأجهزة محمولة، حيث لا يوجد مصدر طاقة رئيسي؛

الوزن والأبعاد الصغيرة.

تعدد الاستخدامات (القدرة على قياس التيارات والفولتية المتناوبة والمباشرة)،

لدى أجهزة القياس المتعددة أيضًا عدد من العيوب:

نطاق ترددي ضيق للتطبيق؛

استهلاك كبير للطاقة من الدائرة الأولى المدروسة؛

انخفاض كبير في الأخطاء بالنسبة لأجهزة القياس التناظرية (1.5 و2.5 و4) والمتعددة الرقمية؛

عدم تناسق المقاومة الداخلية عند حدود مختلفة 4 لقياسات التيار والجهد.

وفقا لتصنيف الكتالوج المحلي، يتم تعيين أجهزة القياس المتعددة Ts43 ثم رقم الطراز، على سبيل المثال، Ts4352.

لتحديد المقاومة الداخلية لجهاز قياس متعدد تناظري عند حد القياس المتضمن، يمكن ذكر المقاومة المحددة في جواز سفر الجهاز 1. على سبيل المثال، في جواز اختبار Ts4341، المقاومة = 16.7 كيلو أوم/فولت، حدود قياس جهد التيار المستمر هي 1.5 - 3 - 6 - 15 فولت.

في هذه الحالة، يتم تحديد مقاومة المتر المتعدد عند حد 6 فولت تيار مستمر بواسطة الصيغة:

قد يحتوي جواز سفر الجهاز على المعلومات اللازمة لحساب المقاومة حسب قانون أوم.

إذا تم استخدام جهاز الاختبار كفولتميتر، فسيتم تحديد مقاومة الإدخال الخاصة به بواسطة الصيغة:

أين هو حد القياس المحدد؟

القيمة الحالية في الحد المحدد (المشار إليها على اللوحة الخلفية للجهاز أو في جواز السفر الخاص به).

إذا تم استخدام جهاز الاختبار كمقياس تيار، فسيتم تحديد مقاومة الإدخال الخاصة به بواسطة الصيغة:

أين هو حد القياس المحدد؟

— قيمة الجهد الموضحة على اللوحة الخلفية للجهاز أو في ورقة البيانات الخاصة به.

على سبيل المثال، يُظهر جواز سفر جهاز اختبار Ts4341 انخفاضًا في الجهد عبر الجهاز يساوي 0.3 فولت في نطاق 0.06 - 0.6 - 6 - 60 - 600 مللي أمبير تيار مستمر، وانخفاض جهد قدره 1.3 فولت في النطاق: 0.3 - 3 - 30 - 300 مللي أمبير تيار متردد. ستكون مقاومة الإدخال للمقياس المتعدد في حد التيار المتردد 3 مللي أمبير

الفولتميتر AC التناظري الإلكترونيتم تصميمها وفقًا لأحد المخططات الكتلية (الشكل 3.8) ، والتي تختلف في تسلسل ترتيب الكتل الرئيسية - مكبر الصوت والمحول (الكاشف) لجهد التيار المتردد إلى جهد تيار مباشر. تعتمد خصائص هذه الفولتميتر إلى حد كبير على الدائرة المختارة.

أرز. 3.8.الرسوم البيانية للكتلة من الفولتميتر التناظري الإلكتروني من نوع التيار المتردد U-D ( أ) واكتب D-U (ب)

تتمتع أجهزة الفولتميتر من المجموعة الأولى - نوع كاشف مكبر الصوت (A-D) - بحساسية عالية ترتبط بوجود مضخم إضافي. لذلك، تم تصميم جميع أجهزة القياس الدقيقة والميليفولت وفقًا لدائرة V-D. ومع ذلك، فإن نطاق الترددات لمثل هذه الفولتميتر ليس واسعا (يصل إلى عدة ميغاهيرتز)، لأن إنشاء مكبر للصوت AC واسع النطاق يرتبط ببعض الصعوبات. يتم تصنيف الفولتميتر من النوع UD على أنه غير عالمي (مجموعة فرعية VZ)، أي. يمكنه فقط قياس جهد التيار المتردد.

تتمتع أجهزة الفولتميتر من المجموعة الثانية - نوع مضخم الكاشف (D-A) - بنطاق تردد واسع (يصل إلى عدة جيجاهيرتز) وحساسية منخفضة. الفولتميتر من هذا النوع عالمي (المجموعة الفرعية B7)، أي. قياس الجهد ليس فقط للتيار المتردد، ولكن أيضًا للتيار المباشر؛ يمكن قياس الجهد عند مستوى كبير، لأنه ليس من الصعب توفير مكاسب عالية باستخدام الأنابيب النانوية الكربونية.

في كلا النوعين من الفولتميتر، يتم تنفيذ وظيفة مهمة عن طريق محولات جهد التيار المتردد إلى جهد التيار المستمر - أجهزة الكشف، والتي، بناءً على وظيفة تحويل جهد الدخل إلى جهد الخرج، يمكن تصنيفها إلى ثلاثة أنواع: السعة، وقيم جذر متوسط ​​تربيعي، وجذر متوسط ​​تربيعي القيم المصححة .

تعتمد خصائص الجهاز إلى حد كبير على نوع الكاشف. تعتبر أجهزة قياس الفولت المزودة بكاشف قيمة السعة هي الأعلى ترددًا؛ تسمح لك أجهزة قياس الفولتميتر المزودة بكاشف قيمة RMS بقياس جهد التيار المتردد بأي شكل من الأشكال؛ تعد أجهزة قياس الفولتميتر المزودة بكاشف القيمة المصححة المتوسطة مناسبة لقياس جهد الإشارة التوافقية فقط وهي الأبسط والأكثر موثوقية وغير مكلفة.

كاشف قيمة السعةهو جهاز يتوافق جهد الخرج الخاص به مع قيمة سعة الإشارة المقاسة، والتي يتم ضمانها عن طريق تخزين الجهد على المكثف.

لكي تتمكن دائرة الحمل الحقيقية لأي كاشف من تصفية الإشارة المفيدة بشكل فعال وقمع التوافقيات عالية التردد غير المرغوب فيها، يجب استيفاء الشرط التالي:

أو (3.12)

أين هي سعة مرشح الإخراج؟

— مقاومة تحميل الكاشف.

الشرط الثاني لحسن تشغيل الكاشف :

يوضح الشكل 3.9 مخطط الكتلة ومخططات التوقيت لجهد الخرج لكاشف قيمة السعة مع صمام ثنائي متصل بالتوازي ومدخل مغلق. يحتوي الكاشف ذو المدخلات المغلقة على مكثف متصل على التوالي، مما لا يسمح لمكون التيار المستمر بالمرور. دعونا نفكر في تشغيل مثل هذا الكاشف عند تطبيق جهد جيبي على مدخلاته.

أرز. 3.9. رسم تخطيطي لكاشف قيمة السعة مع اتصال متوازي للديود ومدخل مغلق (أ)ومخططات توقيت الجهد (ب)عندما تصل موجة نصف موجبة من الموجة الجيبية، يتم تشغيل المكثف معيتم شحنه من خلال صمام ثنائي VD، والذي يتمتع بمقاومة منخفضة عند فتحه.

ثابت وقت الشحن للمكثف صغير، ويتم شحن المكثف بسرعة إلى أقصى قيمة له . عندما تتغير قطبية إشارة الإدخال، يتم إغلاق الصمام الثنائي ويتم تفريغ المكثف ببطء من خلال مقاومة الحمل، والتي تم تحديدها بشكل كبير - 50-100 موهم.

وبالتالي، فإن ثابت التفريغ أكبر بكثير من فترة الإشارة الجيبية. ونتيجة لذلك، يظل المكثف مشحونًا بجهد قريب من .

يتم تحديد التغير في الجهد عبر مقاومة الحمل من خلال الفرق في سعة جهد الدخل والجهد على المكثف ونتيجة لذلك، فإن جهد الخرج سوف ينبض بضعف سعة الجهد المقاس (انظر الشكل 3.9). ب).

وهذا ما تؤكده الحسابات الرياضية التالية:

في ، , في ، في .

لعزل المكون الثابت للإشارة، يتم توصيل مخرج الكاشف بمرشح سعوي، والذي يمنع جميع التوافقيات الحالية الأخرى.

وبناء على ما سبق نستنتج أنه كلما كانت فترة الإشارة قيد الدراسة أقصر (كلما زاد ترددها)، كلما تم تحقيق المساواة بشكل أكثر دقة. , وهو ما يفسر خصائص التردد العالي للكاشف. عند استخدام أجهزة قياس الفولتميتر مع كاشف قيمة السعة، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن هذه الأجهزة تتم معايرتها غالبًا بقيم الجذر التربيعي للإشارة الجيبية، أي أن قراءات مؤشر الجهاز تساوي حاصل القسمة قيمة السعة مقسومة على عامل السعة للجيوب الأنفية:

أين هو عامل السعة.

كاشف RMS(الشكل 3.10) يحول جهد التيار المتردد إلى جهد التيار المستمر، بما يتناسب مع مربع قيمة مربع متوسط ​​الجذر للجهد المقاس. ولذلك، فإن قياس جهد جذر متوسط ​​التربيع يتضمن إجراء ثلاث عمليات: تربيع القيمة اللحظية للإشارة، وحساب متوسط ​​قيمتها، وأخذ جذر متوسط ​​النتيجة (يتم ضمان العملية الأخيرة عن طريق معايرة مقياس الفولتميتر). يتم عادةً تربيع قيمة الإشارة اللحظية بواسطة خلية صمام ثنائي باستخدام الجزء التربيعي من خصائصها.

أرز. 3.10. كاشف RMS: أ -خلية الصمام الثنائي ب- CVC للصمام الثنائي

في خلية الصمام الثنائي VD، ر1(انظر الشكل 3.10، أ)يتم تطبيق جهد ثابت على الصمام الثنائي VD بحيث يظل مغلقًا طالما أن الجهد المقاس () عبر المقاوم R2لن تتجاوز القيمة .

القسم الأولي لخاصية الجهد الحالي للديود قصير (انظر الشكل 3.10، ب)،لذلك، يتم تطويل الجزء التربيعي بشكل صناعي بطريقة التقريب الخطي القطعي باستخدام عدة خلايا ديود.

عند تصميم الفولتميتر RMS، تنشأ صعوبات في توفير نطاق ترددي واسع. على الرغم من ذلك، فإن أجهزة قياس الفولتميتر هذه هي الأكثر شيوعًا، حيث يمكنها قياس الجهد بأي شكل معقد.

كاشف المتوسط ​​المصححيحول جهد التيار المتردد إلى جهد تيار مستمر بما يتناسب مع متوسط ​​قيمة الجهد المصحح. يشبه تيار الخرج لجهاز القياس المزود بمثل هذا الكاشف تيار الخرج لنظام المقوم.

الفولتية AC العاملة في الأجهزة الإلكترونيةآه، يمكن أن تتغير بمرور الوقت وفقًا لقوانين مختلفة. على سبيل المثال، يتغير الجهد عند خرج المذبذب الرئيسي لجهاز إرسال راديو متصل وفقًا لقانون جيبي، وعند خرج مولد كنس ذبذبات الذبذبات، يكون للنبضات شكل مسنن، وتكون النبضات المتزامنة لإشارة تلفزيونية كاملة مستطيلة .

في الممارسة العملية، من الضروري إجراء قياسات في أقسام مختلفة من الدوائر، والتي قد تختلف الفولتية في القيمة والشكل. قياس الجهد غير الجيبي له خصائصه الخاصة التي يجب مراعاتها لتجنب الأخطاء.

من المهم جدًا اختيار نوع الجهاز المناسب وطريقة تحويل قراءات الفولتميتر إلى قيمة المعلمة المطلوبة للجهد المقاس. للقيام بذلك، من الضروري أن نفهم بوضوح كيفية تقييم ومقارنة جهود التيار المتردد وكيف يؤثر شكل الجهد على قيم المعاملات التي تربط معلمات الجهد الفردية.

إن معيار تقييم جهد التيار المتردد بأي شكل من الأشكال هو الاتصال بجهد التيار المباشر المقابل لنفس التأثير العمل الحراري(قيمة جذر متوسط ​​التربيع ش), يحددها التعبير

أين هي فترة تكرار الإشارة؟

- دالة تصف قانون التغير في قيمة الجهد اللحظي. ليس من الممكن دائمًا أن يكون لدى المشغل جهاز الفولتميتر تحت تصرفه، والذي يمكنه من خلاله قياس معلمة الجهد المطلوبة. في هذه الحالة، يتم قياس معلمة الجهد المطلوبة بشكل غير مباشر باستخدام الفولتميتر الموجود، باستخدام معاملات القمة والشكل. لنفكر في مثال لحساب المعلمات الضرورية للجهد الجيبي.

من الضروري تحديد السعة () والقيم المتوسطة المصححة () للجهد الجيبي باستخدام الفولتميتر، والتي تمت معايرتها بقيم الجذر التربيعي للجهد الجيبي، إذا أظهر الجهاز.

نقوم بالحساب على النحو التالي. منذ تتم معايرة الفولتميتر في قيم جذر متوسط ​​التربيع , ثم في الملحق 3 لهذا الجهاز، فإن قراءة 10 فولت تتوافق مع قراءة مباشرة على مقياس قيمة جذر متوسط ​​التربيع، أي.

يتميز الجهد المتناوب بالمتوسط ​​والسعة (الحد الأقصى) وقيم الجذر التربيعي المتوسط.

متوسط ​​القيمة(مكون ثابت) لفترة الجهد المتناوب:

القيمة القصوىهي أكبر قيمة لحظية للجهد المتردد خلال فترة الإشارة:

متوسط ​​القيمة المصححة -هذا هو متوسط ​​الجهد عند خرج مقوم الموجة الكاملة الذي له جهد متناوب عند الإدخال :

تعتمد نسبة جذر متوسط ​​التربيع والقيم المتوسطة والحد الأقصى لجهد التيار المتردد على شكله وفيه منظر عاميتم تحديدها بواسطة معاملين:

(عامل السعة)، (3.18)

(شكل عامل). (3.19)

وترد في الجدول قيم هذه المعاملات للضغوط ذات الأشكال المختلفة ونسبها. 3.1

الجدول 3.1

القيم والفولتية ذات الأشكال المختلفة

ملحوظة, - دورة العمل: .

في عدد من الأجهزة، يتم تقييم الجهد ليس بالوحدات المطلقة (V، mV، μV)، ولكن بوحدة لوغاريتمية نسبية - ديسيبل (ديسيبل أو ديسيبل). لتبسيط الانتقال من الوحدات المطلقة إلى الوحدات النسبية، وعلى العكس من ذلك، فإن معظم أجهزة قياس الفولتميتر التناظرية (قائمة بذاتها ومدمجة في أجهزة أخرى: المولدات، والمقاييس المتعددة، ومقاييس التشوه غير الخطية) لها مقياس ديسيبل إلى جانب المقياس المعتاد. يتميز هذا المقياس بعدم الخطية المحددة بوضوح، والذي، إذا لزم الأمر، يسمح لك بالحصول على النتيجة على الفور بالديسيبل، دون الحسابات المناسبة واستخدام جداول التحويل. في أغلب الأحيان، بالنسبة لهذه الأجهزة، يتوافق مقياس الديسيبل الصفري مع جهد الإدخال البالغ 0.775 فولت.

يتميز الجهد الأكبر من مستوى الصفر التقليدي بالديسيبل الإيجابي، وأقل من هذا المستوى - سلبي. في المفتاح الحدي، يختلف كل نطاق فرعي للقياس في المستوى عن النطاق الفرعي المجاور بمقدار 10 ديسيبل، وهو ما يتوافق مع عامل جهد قدره 3.16. القراءات المأخوذة على مقياس الديسيبل تضاف جبرياً إلى القراءات الموجودة على مفتاح حد القياس، ولا يتم ضربها كما في حالة قراءات الجهد المطلق.

على سبيل المثال، يتم ضبط مفتاح الحد على "- 10 ديسيبل"، بينما يتم ضبط سهم المؤشر على "- 0.5 ديسيبل". المستوى الإجمالي سيكون: ---- 10 + (- 0.5) = - 10.5 ديسيبل، وأساس تحويل الجهد من القيم المطلقة إلى القيم النسبية هو الصيغة

حيث = 0.775 فولت.

نظرًا لأن bel وحدة كبيرة، يتم عمليًا استخدام جزء كسري (عاشر) من bel - الديسيبل.

النبض والفولتميتر الرقمي.عند القياس الجهد الدافعمع السعة المنخفضة، يتم استخدام التضخيم الأولي للنبضات. يتكون الرسم التخطيطي لجهاز قياس الفولتميتر النبضي التناظري (الشكل 3.11) من مسبار بعيد مع تابع باعث، ومخفف، ومضخم أولي عريض النطاق، وكاشف قيمة السعة، ومضخم تيار مباشر (DCA) ومؤشر كهروميكانيكي. تعمل أجهزة قياس الفولتميتر المطبقة وفقًا لهذا المخطط مباشرة على قياس الفولتية من 1 مللي فولت إلى 3 فولت مع خطأ قدره ± (4 - 10)٪ ومدة نبضة تتراوح من 1 إلى 200 ميكروثانية ودورة تشغيل تبلغ 100 ... 2500.

أرز. 3.11.رمخطط كتلة الفولتميتر النبضي

لقياس الفولتية الصغيرة على نطاق واسع من الفترات (من النانو ثانية إلى المللي ثانية)، يتم استخدام الفولتميتر الذي يعمل على أساس طريقة التعويض الذاتي.

تتمتع أجهزة قياس الفولتميتر الرقمية الإلكترونية بمزايا كبيرة مقارنة بالمقاييس التناظرية:

سرعة قياس عالية؛

القضاء على احتمال حدوث خطأ شخصي للمشغل؛

خطأ صغير مخفض.

ونظرًا لهذه المزايا، تُستخدم أجهزة قياس الفولتميتر الإلكترونية الرقمية على نطاق واسع لأغراض القياس. يوضح الشكل 3.12 رسمًا تخطيطيًا مبسطًا لجهاز قياس الفولتميتر الرقمي.

أرز. 3.12. رسم تخطيطي مبسط للفولتميتر الرقمي

جهاز الإدخالمصممة لإنشاء مقاومة مدخلات كبيرة، وتحديد حدود القياس، وتقليل التداخل، الكشف التلقائيقطبية الجهد DC المقاسة. في الفولتميتر المتردد، يشتمل جهاز الإدخال أيضًا على محول جهد متردد إلى تيار مستمر.

من مخرج جهاز الإدخال، يتم توفير الجهد المقاس إلى محول تناظري رقمي(ADC)، حيث يتم تحويل الجهد إلى إشارة رقمية (منفصلة) على شكل كود كهربائي أو نبضات، يتناسب عددها مع الجهد المقاس. تظهر النتيجة على لوحة النتائج مؤشر رقمي.يتم التحكم في تشغيل جميع الكتل جهاز التحكم.

تنقسم الفولتميترات الرقمية، اعتمادًا على نوع ADC، إلى أربع مجموعات: رمز النبض، نبض الوقت، تردد النبض، الترميز المكاني.

تستخدم حاليا على نطاق واسع الفولتميتر الرقمي لنبض الزمن , تقوم المحولات بإجراء تحويل متوسط ​​للجهد المقاس إلى فاصل زمني متناسب مملوء بنبضات ذات تردد متكرر معروف. ونتيجة لهذا التحول، فإن الإشارة المنفصلة لمعلومات القياس عند مدخل ADC لها شكل حزمة من نبضات العد، التي يتناسب عددها مع الجهد المقاس.

يتم تحديد خطأ الفولتميترات ذات النبض الزمني من خلال خطأ أخذ العينات للإشارة المقاسة، وعدم استقرار تردد نبض العد، ووجود عتبة حساسية لدائرة المقارنة، وعدم خطية الجهد المحول عند مدخل المقارنة دائرة كهربائية.

هناك العديد من الخيارات لحلول تصميم الدوائر عند إنشاء أجهزة قياس الفولتميتر ذات النبض الزمني. دعونا نفكر في مبدأ تشغيل مقياس الفولتميتر النبضي بمولد الجهد المتغير خطيًا (GLIN).

يوضح الشكل 3.13 رسمًا تخطيطيًا لجهاز قياس الفولتميتر النبضي الزمني الرقمي مع GLIN ومخططات التوقيت التي تشرح تشغيله.

تكون الإشارة المنفصلة لمعلومات القياس عند خرج المحول على شكل حزمة من نبضات العد، التي يتناسب عددها مع قيمة جهد الدخل . من خرج GLIN، يتم توفير جهد متزايد خطيًا بمرور الوقت إلى المدخلات 1 لأجهزة المقارنة. يتم توصيل الإدخال 2 لجهاز المقارنة II بالمبيت.

عند لحظة التساوي تظهر نبضة عند مدخل جهاز المقارنة II وعند مخرجه، والتي يتم تغذيتها إلى المدخل الوحيد للمشغل (T)، مما يسبب ظهور إشارة عند مخرجه. يعود الزناد إلى موضعه الأصلي عن طريق نبضة قادمة من مخرج جهاز المقارنة II. تظهر هذه الإشارة في لحظة تساوي الجهد المتزايد خطيًا والجهد المقاس. وبالتالي تم إنشاء الإشارة بمدة (حيث — معامل التحويل) يتم توفيره للمدخل 1 من دائرة الضرب المنطقية AND، ويستقبل الإدخال 2 إشارة من مولد نبض العد (CPG). تتبع النبضات بتردد. تظهر إشارة النبض عندما يكون هناك نبضات في كلا المدخلين، أي. تمر نبضات العد عندما تكون هناك إشارة عند مخرج الزناد.

أرز. 3.13. المخطط الهيكلي (أ)والرسوم البيانية الزمنية (ب)الفولتميتر الرقمي لنبض الوقت مع GLIN

يقوم عداد النبض بحساب عدد النبضات المارة (مع الأخذ في الاعتبار عامل التحويل). يتم عرض نتيجة القياس على لوحة المؤشر الرقمي (DI). الصيغة المعطاة لا تأخذ في الاعتبار خطأ التمييز بسبب التناقض بين ظهور نبضات العد وبداية ونهاية الفاصل الزمني

بالإضافة إلى ذلك، يتم تقديم خطأ كبير بواسطة عامل اللاخطية لمعامل التحويل . ونتيجة لذلك، فإن أجهزة قياس الفولتميتر الرقمية ذات النبض الزمني مع GLIN هي الأقل دقة بين أجهزة قياس الفولتميتر الرقمية.

الفولتميتر الرقمي التكامل المزدوجتختلف عن الفولتميتر نبض الوقت في مبدأ التشغيل. فيها، خلال دورة القياس، يتم تشكيل فترتين زمنيتين - و . في الفترة الأولى، يتم ضمان تكامل الجهد المقاس , في الثانية - الجهد المرجعي. يتم ضبط وقت دورة القياس مسبقًا كمضاعف لفترة الضوضاء التي تعمل عند الإدخال، مما يؤدي إلى تحسين مناعة الضوضاء لجهاز الفولتميتر.

يوضح الشكل 3.14 رسمًا تخطيطيًا لجهاز قياس الفولتميتر الرقمي مع تكامل مزدوج ومخططات توقيت تشرح تشغيله.

أرز. 3.14. المخطط الهيكلي (أ)ومخططات التوقيت (6) التكامل المزدوج الفولتميتر الرقمي

في (في اللحظة التي يبدأ فيها القياس)، يقوم جهاز التحكم بتوليد نبضة معيرة ذات مدة

، (3.21) ينقل المفتاح إلى الموضع 2 ويتم توفير مصدر الجهد المرجعي (VS) للمتكامل؛ ويصبح الجهد السلبي المرجعي مساويًا للصفر، وينتج جهاز المقارنة إشارة مرسلة إلى المشغل ويعيد الأخير إلى أصله ولاية. عند إخراج الزناد، نبض الجهد المتولد

; ; (3.25)

ويترتب على العلاقات التي تم الحصول عليها أن الخطأ في نتيجة القياس يعتمد فقط على مستوى الجهد المرجعي، وليس على عدة معلمات (كما هو الحال في الفولتميتر رمز النبض)، ولكن هناك أيضًا خطأ في الفصل هنا.

تتمثل مزايا الفولتميتر ذو التكامل المزدوج في مناعة عالية للضوضاء وفئة دقة أعلى (0.005-0.02٪) مقارنة بمقاييس الفولتميتر مع GLIN.

الفولتميتر الرقمي مع المدمج فييتم دمج المعالجات الدقيقة وتنتمي إلى الفولتميتر من أعلى فئة الدقة. ويستند مبدأ عملها على أساليب التوازن شيئا فشيئا وتحويل تكامل النبض الزمني.

يعمل المعالج الدقيق والمحولات الإضافية المضمنة في دائرة هذا الفولتميتر على توسيع قدرات الجهاز، مما يجعله عالميًا من حيث القياس عدد كبيرحدود. تقوم أجهزة قياس الفولتميتر هذه بقياس جهد التيار المستمر والتيار المتردد وقوة التيار ومقاومة المقاوم وتردد التذبذب وغيرها من المعلمات. عند استخدامها مع راسم الذبذبات، يمكنها قياس معلمات الوقت: الفترة، ومدة النبضة، وما إلى ذلك. يسمح وجود معالج دقيق في دائرة الفولتميتر بالتصحيح التلقائي لأخطاء القياس وتشخيص الأخطاء والمعايرة التلقائية.

يوضح الشكل 3.15 رسمًا تخطيطيًا لجهاز الفولتميتر الرقمي المزود بمعالج دقيق مدمج.

أرز. 3.15. رسم تخطيطي للفولتميتر الرقمي مع معالج دقيق مدمج

باستخدام المحولات المناسبة، تقوم وحدة تطبيع الإشارة بتحويل معلمات الإدخال المقاسة (97 صفحة) إلى إشارة موحدة تصل إلى مدخل ADC، والتي تقوم بإجراء التحويل باستخدام طريقة التكامل المزدوج. يتم اختيار وضع تشغيل الفولتميتر لنوع معين من القياس بواسطة وحدة التحكم ADC المزودة بشاشة عرض. توفر نفس الكتلة التكوين المطلوب لنظام القياس.

المعالج الدقيق هو أساس وحدة التحكم ويرتبط بالوحدات الأخرى من خلال سجلات التحول. يتم التحكم في المعالج الدقيق باستخدام لوحة المفاتيح الموجودة على لوحة التحكم. يمكن أيضًا تنفيذ الإدارة من خلال واجهة قياسية لقناة اتصال متصلة. تقوم ذاكرة القراءة فقط (ROM) بتخزين برنامج تشغيل المعالج الدقيق، والذي يتم تنفيذه باستخدام ذاكرة الوصول العشوائي (RAM).

مقسمات جهد مرجعية مقاومة مدمجة ودقيقة ومستقرة للغاية، ومضخم تفاضلي (DA) وعدد من العناصر الخارجية (المخفف، محدد الوضع، وحدة الجهد المرجعي ) إجراء القياسات المباشرة. تتم مزامنة جميع الكتل بواسطة إشارات من مولد الساعة.

يسمح تضمين المعالج الدقيق وعدد من المحولات الإضافية في دائرة الفولتميتر بتصحيح الأخطاء تلقائيًا والمعايرة التلقائية وتشخيص الأخطاء.

المعلمات الرئيسية لأجهزة قياس الفولتميتر الرقمية هي دقة التحويل، ووقت التحويل، وحدود تغيير قيمة الإدخال، والحساسية.

دقة التحويليتم تحديده من خلال مستوى خطأ التكميم، الذي يتميز بعدد البتات في كود الإخراج.

خطأ الفولتميتر الرقمي له مكونان. المكون الأول (المضاعف) يعتمد على القيمة المقاسة، المكون الثاني (المضاف) لا يعتمد على القيمة المقاسة.

يرتبط هذا التمثيل بالمبدأ المنفصل لقياس الكمية التناظرية، لأنه أثناء عملية التكميم ينشأ خطأ مطلق بسبب عدد محدود من مستويات التكميم. يتم التعبير عن الخطأ المطلق لقياس الجهد كـ

علامات) أو (علامات)، (3.27)

أين هو خطأ القياس النسبي الفعلي؟

— قيمة الجهد المقاس.

— القيمة النهائية عند حد القياس المحدد؛

تالعلامات - القيمة التي تحددها وحدة الرقم الأقل أهمية في CI (خطأ التمييز الإضافي). يمكن تقديم خطأ القياس النسبي الفعلي الرئيسي في شكل آخر:

أين أ، ب -أرقام ثابتة تميز فئة دقة الجهاز.

مصطلح الخطأ الأول (أ)لا يعتمد على قراءات الصك، والثانية (ب)يزيد عندما يتناقص .

وقت التحويلهو الوقت المستغرق لإكمال تحويل واحد لقيمة تناظرية إلى رمز رقمي.

حدود تغيير قيمة المدخلات — هذه هي نطاقات تحويل قيمة الإدخال، والتي يتم تحديدها بالكامل من خلال عدد الأرقام و"وزن" أصغر رقم.

حساسية(الدقة) هي أصغر تغيير في قيمة كمية الإدخال التي يمكن تمييزها بواسطة المحول.

تتضمن الخصائص المترولوجية الرئيسية لأجهزة قياس الفولتميتر التي تحتاج إلى معرفتها لتحديد الجهاز بشكل صحيح الخصائص التالية:

معلمة الجهد المقاس (جذر متوسط ​​المربع، السعة)؛

نطاق قياس الجهد.

نطاق الترددات؛

خطأ القياس المسموح به؛

مقاومة المدخلات() .

وترد هذه الخصائص في الوصف الفنيوجواز سفر الجهاز.

في ممارسة راديو الهواة، هذا هو النوع الأكثر شيوعًا للقياس. على سبيل المثال، عند إصلاح جهاز تلفزيون، يتم قياس الفولتية في النقاط المميزة للجهاز، أي عند أطراف الترانزستورات والدوائر الدقيقة. إذا كان لديك مخطط دائرة في متناول اليد، ويظهر أوضاع الترانزستورات والدوائر الدقيقة، فابحث عن الخطأ إلى سيد من ذوي الخبرةلن يكون صعبا.

عند إنشاء الهياكل التي يتم تجميعها بنفسك، من المستحيل الاستغناء عن قياس الضغوط. الاستثناءات الوحيدة هي المخططات الكلاسيكية، والتي يكتبون عنها شيئًا مثل هذا: "إذا تم تجميع التصميم من أجزاء صالحة للخدمة، فلن يلزم أي تعديل، وسيعمل على الفور".

كقاعدة عامة، هذه هي الدوائر الإلكترونية الكلاسيكية، على سبيل المثال، . يمكن أيضًا تطبيق نفس الأسلوب على مضخم الصوت إذا تم تجميعه على شريحة متخصصة. كيف مثال واضح TDA 7294 والعديد من الدوائر الدقيقة في هذه السلسلة. لكن جودة مكبرات الصوت "المدمجة" منخفضة، ويقوم الخبراء الحقيقيون ببناء مكبرات الصوت الخاصة بهم على ترانزستورات منفصلة، ​​وأحيانًا على أنابيب مفرغة. وهنا من المستحيل الاستغناء عن الإعداد وقياسات الجهد ذات الصلة.

كيف وماذا لقياس

يظهر في الشكل 1.

الصورة 1.

ربما يقول قائل ما الذي يمكن قياسه هنا؟ وما الفائدة من تجميع مثل هذه السلسلة؟ نعم، تطبيق عمليربما يكون من الصعب العثور على واحد لمثل هذا المخطط. ولأغراض تعليمية فهي مناسبة تماما.

بادئ ذي بدء، يجب الانتباه إلى كيفية توصيل الفولتميتر. بما أن الشكل يوضح دائرة تيار مباشر، فإن الفولتميتر متصل وفقًا للقطبية الموضحة على الجهاز في شكل علامات زائد وناقص. في الأساس، هذه الملاحظة صحيحة بالنسبة لأداة المؤشر: إذا لم تتم ملاحظة القطبية، فسوف ينحرف السهم في الاتجاه المعاكس، نحو القسمة الصفرية للمقياس. إذن سيكون الناتج صفرًا سالبًا.

تعتبر الأدوات الرقمية وأجهزة القياس المتعددة أكثر ديمقراطية في هذا الصدد. حتى إذا كان متصلاً في قطبية عكسية، فسيظل الجهد قابلاً للقياس، ولن تظهر سوى علامة ناقص على المقياس أمام النتيجة.

شيء آخر يجب الانتباه إليه عند قياس الفولتية هو نطاق قياس الجهاز. إذا كان الجهد المتوقع في النطاق، على سبيل المثال، 10...200 مللي فولت، فإن مقياس الجهاز يتوافق مع هذا النطاق البالغ 200 مللي فولت، ومن غير المرجح أن يعطي قياس الجهد المذكور على مقياس 1000 فولت نتيجة واضحة.

وينبغي أيضًا تحديد نطاق القياس في حالات أخرى. بالنسبة للجهد المقاس 100 فولت، فإن نطاق 200 فولت وحتى 1000 فولت مناسب تمامًا. وستكون النتيجة نفسها. هذا هو ما يهم.

إذا تم إجراء القياسات باستخدام أداة مؤشر قديمة جيدة، لقياس جهد 100 فولت، يجب عليك تحديد نطاق القياس عندما تكون القراءات في منتصف المقياس، مما يسمح بقراءة أكثر دقة.

وهناك توصية كلاسيكية أخرى لاستخدام الفولتميتر، وهي: إذا كانت قيمة الجهد المقاس غير معروفة، فيجب أن تبدأ القياسات بضبط الفولتميتر على أعلى نطاق. بعد كل شيء، إذا كان الجهد المقاس هو 1 فولت، والنطاق 1000 فولت، فإن الخطر الأكبر يكمن في القراءات غير الصحيحة من الجهاز. إذا اتضح العكس - نطاق القياس هو 1 فولت، والجهد المقاس هو 1000، فلا يمكن تجنب شراء جهاز جديد.

ماذا سيظهر الفولتميتر؟

لكن، ربما، دعونا نعود إلى الشكل 1 ونحاول تحديد ما سيظهره كلا الفولتميتر. من أجل تحديد هذا، سيكون عليك. يمكن حل المشكلة في عدة خطوات.

أولا، حساب التيار في الدائرة. للقيام بذلك، تحتاج إلى تقسيم جهد المصدر (في الشكل، هذه بطارية كلفانية بجهد 1.5 فولت) على مقاومة الدائرة. عندما يتم توصيل المقاومات على التوالي، فإن هذا سيكون ببساطة مجموع مقاوماتها. في شكل صيغة، تبدو كالتالي: I = U / (R1 + R2) = 4.5 / (100 + 150) = 0.018 (A) = 180 (mA).

ملاحظة صغيرة: إذا تم نسخ التعبير 4.5 / (100 + 150) إلى الحافظة، ثم لصقه في نافذة حاسبة Windows، فبعد الضغط على مفتاح "يساوي"، سيتم الحصول على نتيجة الحساب. ومن الناحية العملية، يتم تقييم التعبيرات الأكثر تعقيدًا التي تحتوي على أقواس مربعة وأقواس متعرجة وقوى ووظائف.

ثانياً، احصل على نتائج القياس مع انخفاض الجهد عبر كل مقاومة:

U1 = أنا * R1 = 0.018 * 100 = 1.8 (V)،

U2 = أنا * R2 = 0.018 * 150 = 2.7 (V)،

للتحقق من صحة الحسابات، يكفي إضافة كل من قيم انخفاض الجهد الناتج. يجب أن يكون المبلغ مساوياً لجهد البطارية.

ربما قد يكون لدى شخص ما سؤال: "ماذا لو لم يكن المقسم يتكون من مقاومتين، بل ثلاثة أو حتى عشرة؟ كيفية تحديد انخفاض الجهد عبر كل منهم؟ بالضبط نفس كما في الحالة الموصوفة. تحتاج أولاً إلى تحديد المقاومة الإجمالية للدائرة وحساب التيار الإجمالي.

وبعد ذلك يتم ضرب هذا التيار المعروف بالفعل. في بعض الأحيان يجب إجراء مثل هذه الحسابات، ولكن هناك أيضًا مشكلة واحدة هنا. لكي لا نشكك في النتائج التي تم الحصول عليها، ينبغي استبدال التيار في الصيغ بالأمبير، والمقاومة بالأوم. ومن ثم، وبدون أدنى شك، ستكون النتيجة بالفولت.

الآن اعتاد الجميع على استخدام الأجهزة الصينية الصنع. ولكن هذا لا يعني أن جودتها سيئة. كل ما في الأمر هو أنه لم يفكر أحد في بلدنا في إنتاج أجهزة القياس المتعددة الخاصة به، ويبدو أنهم نسوا كيفية صنع أجهزة اختبار المؤشر. إنه مجرد عار على البلاد.

أرز. 2. المتر المتعدد DT838

ذات مرة، أشارت التعليمات الخاصة بالأجهزة إلى وجودها تحديد. على وجه الخصوص، بالنسبة لأجهزة قياس الفولتميتر وأجهزة اختبار المؤشر، كانت هذه هي مقاومة الإدخال، وتمت الإشارة إليها بالكيلومتر/الفولت. وكانت هناك أجهزة ذات مقاومة 10 ك/فولت و20 ك/فولت. تم اعتبار الأخير أكثر دقة، لأنه أضاف أقل إلى الجهد المقاس وأظهر نتيجة أكثر دقة. ويمكن تأكيد ذلك من خلال الشكل 3.

الشكل 3.

الجهد الفعال U هو 0.707 جهد السعة Um.

U = Um/√2 = 0.707 * Um، ومن هنا يمكننا أن نستنتج أن U = U * √2 = 1.41 * U

ومن المناسب إعطاء مثال مستخدم على نطاق واسع هنا. عند قياس الجهد المتردد، أظهر الجهاز 220 فولت، مما يعني أن قيمة السعة حسب الصيغة ستكون

Um = U * √2 = 1.41 * U = 220 * 1.41 = 310 فولت.

يتم تأكيد هذا الحساب في كل مرة يتم فيها تصحيح جهد التيار الكهربائي بواسطة جسر صمام ثنائي متبوعًا بجسر واحد على الأقل مكثف كهربائيا: إذا قمت بقياس الجهد الثابت عند مخرج الجسر، فسيظهر الجهاز 310 فولت بالضبط. يجب أن نتذكر أن هذا الرقم يمكن أن يكون مفيدًا في تطوير وإصلاح مصادر الطاقة.

هذه الصيغة صالحة لجميع الفولتية إذا كان لها شكل جيبي. على سبيل المثال، بعد محول التنحي هناك 12 فولت تيار متردد. ثم بعد التصحيح والتمهيد على المكثف سيكون

12*1.41 = 16.92 تقريبا 17 فولت. ولكن هذا إذا كان الحمل غير متصل. مع الحمل المتصل، سينخفض ​​جهد التيار المستمر إلى 12 فولت تقريبًا. وفي الحالة التي يكون فيها شكل الجهد غير موجة جيبية، فإن هذه الصيغ لا تعمل، ولا تظهر الأجهزة ما هو متوقع منها. عند هذه الفولتية، يتم إجراء القياسات بواسطة أجهزة أخرى، على سبيل المثال، راسم الذبذبات.

هناك عامل آخر يؤثر على قراءات الفولتميتر وهو التردد. على سبيل المثال، المتر الرقمي DT838، وفقا لخصائصه، يقيس الفولتية المتناوبة في نطاق التردد 45…450 هرتز. يبدو اختبار مؤشر TL4 القديم أفضل إلى حد ما في هذا الصدد.

في نطاق الجهد الذي يصل إلى 30 فولت، يكون نطاق التردد الخاص به 40...15000 هرتز (يمكن استخدام النطاق الصوتي بأكمله تقريبًا عند إعداد مكبرات الصوت)، ولكن مع زيادة الجهد، ينخفض ​​التردد المسموح به. في نطاق 100 فولت يكون 40...4000 هرتز، 300 فولت 40...2000 هرتز، وفي نطاق 1000 فولت يكون 40...700 هرتز فقط. هذا هو النصر الذي لا جدال فيه على الجهاز الرقمي. هذه الأرقام صالحة أيضًا فقط للجهود الجيبية.

على الرغم من أنه في بعض الأحيان لا توجد بيانات حول الشكل والتردد وسعة الفولتية المتناوبة. على سبيل المثال، كيفية تحديد ما إذا كان المذبذب المحلي لجهاز استقبال الموجات القصيرة يعمل أم لا؟ لماذا لا "يلتقط" المتلقي أي شيء؟

اتضح أن كل شيء بسيط للغاية إذا كنت تستخدم جهاز المؤشر. تحتاج إلى تشغيله إلى أي حد لقياس الفولتية المتناوبة ولمس أطراف ترانزستور المذبذب المحلي بمسبار واحد (!). إذا كانت هناك تذبذبات عالية التردد، فسيتم اكتشافها بواسطة الثنائيات داخل الجهاز، وسوف تنحرف الإبرة عن جزء من المقياس.

في الآونة الأخيرة، سمع أحد معارفه كلمة "الفولتميتر" في بعض المحادثات غير الرسمية وسأل ما هو عليه. لذلك، دعونا تحديث المعرفة مدرستنا.

في الوقت الحاضر، في منزلنا وفي العمل وفي الشارع، كل شيء يعتمد على الكهرباء. نحن نستخدم التيار الكهربائي باستمرار - بالتناوب والمباشر. التيار هو الحركة الموجهة لحاملات الشحنة تحت تأثير المجال الكهربائي. إذن، الجهد، أو فرق الجهد، هو كمية فيزيائية تساوي الشغل الذي يبذله المجال الكهربائي عند نقل وحدة الشحن من مكان إلى آخر.

عندما نتحدث عن خلية كلفانية، حيث تحدث عمليات كيميائية داخلية، أو عنفة، تدور بفعل مياه النهر، فمن غير الصحيح استخدام عبارة "فرق الجهد"، لأن عمل تحريك الشحنة يتم بواسطة قوى خارجية ذات طبيعة كيميائية أو ميكانيكية. في مثل هذه الحالات، يتم استخدام مفهوم القوة الدافعة الكهربائية (EMF). هذا هو المؤشر المكتوب على البطاريات التي يتم بيعها عند الخروج في المتجر، وعندما نقوم بتوصيل الفولتميتر بالمحطات دون توصيل الدائرة بالحمل، فسنرى ذلك بالضبط.

يتم قياس كل من EMF والجهد بالفولت. رسميًا، يتم شرح بُعد هذه الوحدة على النحو التالي: فرق الجهد بين النقطتين A وB يساوي 1 فولت، إذا لنقل شحنة قدرها 1 كولوم من النقطة A إلى النقطة B فإننا ننفق 1 جول من الشغل. ومن هذه الوحدة - فولت - يأتي الاسم اليومي للجهد عند قياسه: الجهد.

كيف يعمل الفولتميتر؟

إذا أردنا قياس الجهد، فعلينا التأكد من عدم مرور أي تيار عبر جهاز القياس. ولذلك نقوم بتوصيل الجهاز على التوازي مع دائرة التشغيل. تستمر الدائرة في العمل، ويجب أن يتمتع جهاز القياس بمقاومة متسلسلة عالية جدًا حتى تكون قراءاته دقيقة قدر الإمكان. يتكون الجهاز في أبسط صوره من نظام مغناطيسي يوجد فيه ملف إطار متحرك. يتم ربط النوابض الحلزونية بهذا الإطار، مما يخلق عزمًا وسهمًا متعارضين.

عادة ما يشاهد الجميع مثل هذه الأجهزة الكهرومغناطيسية البسيطة في مرحلة الطفولة. بالمناسبة، تم تصميم جهاز قياس التيار - مقياس التيار الكهربائي - بنفس الطريقة، فقط الحمل فيه صغير ويتم وضعه بالتوازي، ويتم وضع الجهاز نفسه في الدائرة على التوالي.

هناك أيضًا أجهزة كهرومغناطيسية (حيث يتفاعل ملف ثابت ونواة متحركة) وأجهزة كهروديناميكية (حيث يعمل ملفان).

بالإضافة إلى هذه الأنواع الثلاثة، يتم أيضًا استخدام الفولتميتر مع مخططات دوائر أخرى، ولكن لها مجالات تطبيق أضيق. وتشمل هذه الأجهزة الكهروحرارية (التي تستخدم خاصية التيار لتسخين موصل) والمقوم (الذي يجمع بين مقوم الصمام الثنائي وآلية مغناطيسية كهربائية).

تشترك كل هذه الأجهزة في شيء واحد، وهو المقياس الذي نرى عليه نتائج القياس. كلما كانت المعلمة التي يتم قياسها أكبر، كلما انحرفت الإبرة. تسمى الأجهزة من هذا النوع التناظرية. عيبهم واضح: مع الاستخدام المطول، تميل الآلية إلى التآكل، وغالبا ما تعتمد القراءات على الظروف بيئة، وهو أكثر ملاءمة لإدراك المعلومات من الشاشة، حيث يتم عرض الأرقام التي نحتاجها. وهنا تأتي أجهزة قياس الفولتميتر الرقمية لمساعدتنا.

مبدأ عرض نتائج القياس

من مميزات أدوات القياس الرقمية أن الإشارة التناظرية (إذا عرضتها على رسم بياني، فستحصل على خط مستقيم عند جهد ثابت، وموجة جيبية عند جهد متناوب) يتم تحويلها إلى إشارة رقمية، وبعد ذلك تذهب إلى العداد والشاشة، حيث نرى نتيجة القياس. يتم تنفيذ هذا المخطط باستخدام الدوائر الدقيقة، التي يسمح نطاقها حاليًا بإنتاج مجموعة واسعة من الأجهزة - على سبيل المثال، لقياس سعة الجهد المتردد، والنبض، وحساسة الطور، وما إلى ذلك.

تصنيف

مع كل تنوعها، يمكن تصنيف أدوات القياس هذه وفقًا لعدة معايير. سيساعدك هذا في اختيار المنتج الذي تحتاجه إذا كنت تخطط لشرائه.

لذلك يمكن تصنيف الفولتميتر حسب:

وفقًا لمبدأ التشغيل ، تكون أجهزة قياس الفولتميتر كهروميكانيكية وإلكترونية. الأول يشمل أجهزة بسيطة، الموصوفة في الفصل السابق - الكهرومغناطيسية، والكهروديناميكية، والكهرومغناطيسية، والكهروحرارية، والتصحيح، والكهروستاتيكية. والثاني يشمل الأجهزة التي تحتوي على تحويل الإشارات الرقمية والتناظرية وإخراجها إلى اللوحة.

وفقًا لنطاق تطبيقها، يتم تصنيع الأجهزة لقياس التيار المباشر والتيار المتردد والعالمي والنبضي والحساس للطور والانتقائي.

حسب التصميم، يمكن أن تكون محمولة، وهي عبارة عن أجهزة بها "مشابك التمساح" (يمكن وضعها في حقيبة، أو حتى في الجيب) وثابتة، تُستخدم في الداخل. تتضمن الأخيرة أيضًا لوحات لوحة: فهي مصممة للتثبيت الدائم في لوحة القيادة.

فئة الدقة في أدوات القياسيتم تمييزها برقم، ولا ينتبه إليها الجميع، ولكن دون جدوى. في بعض الأحيان تكون دقة الجهاز ذات أهمية أساسية.

الرقم غير محاط بدائرة يدل على خطأ القياس النسبي، ويعطى كنسبة مئوية. توجد في روسيا الفئات التالية من دقة الأجهزة عن طريق الخطأ النسبي: 6، 4، 2.5، 1.5، 1.0، 0.5، 0.2، 0.1، 0.05، 0.02، 0.01، 0.005، 0.002، 0.001. يوضح الشكل المشار إليه النسبة المئوية التي قد تختلف بها قراءات الجهاز عن القيمة الحقيقية للقيمة المقاسة. ومن المهم أن يكون ذلك مناسبًا ضمن نطاق تشغيل الجهاز، ويجب الإشارة إلى هذا النطاق على الجهاز. ولا يتزامن دائمًا مع علامة الصفر على المقياس: بالنسبة للقيم القريبة من الصفر، فإن احتمال الخطأ يميل إلى ما لا نهاية.

إذا كان الجهاز يحتوي على مقياس غير متساو، فسيتم الإشارة إلى فئة الدقة بالرقم الذي تظهر تحته علامة الزاوية. وهذا يعني أن الخطأ يُعطى بأجزاء من طول المقياس.

يُظهر تعيين الكسر الخطأ في نهاية المقياس وفي بدايته.

الفرق بين الأجهزة الرقمية هو أن النطاق المُقاس فيها قابل للتعديل؛ وهذا يسمح بقياسات أكثر دقة.

اختيار الفولتميتر

إذا قررت أن تشتري لنفسك الفولتميتر، فإنك عليك أن تقرر ما يلي:

1. في أي النطاقات سيتم إجراء القياسات؟ أوافق، هناك فرق كبير بين العمل في محطة فرعية متدرجة، حيث يتراوح النطاق من 10 كيلو فولت إلى 380 فولت، وبين إصلاح الأجهزة المنزلية، حيث يتراوح هذا النطاق من 3 فولت إلى 220 فولت.
2. تحت أي ظروف سيتم استخدام الجهاز؟ هل سيكون منزلًا أم مختبرًا أم شارعًا أم أنك بحاجة إلى التنقل بين العملاء.
3. هل هناك حاجة لقياس المعلمات الأخرى؟ عادةً ما يكون موجودًا دائمًا، والسؤال الوحيد هو ما إذا كنت تريد شراء أجهزة منفصلة أو جهاز متعدد واحد.

إذا كنت تعمل بجهود عالية، فمن الأفضل أن تختار الشركات المصنعة لأجهزة قياس الكيلوفولتميتر الكهروميكانيكية. لديهم فئة دقة كافية للكميات الكبيرة، وفي الوقت نفسه لديهم ميزة واحدة لا شك فيها - الموثوقية. لا تزال الأجهزة الإلكترونية التي تعمل بالإلكترونيات الدقيقة تواجه مشكلة في هذا: فهي تتفاعل بشكل سيء مع الأحمال الزائدة وتتعطل. يقدم السوق إصدارات محمولة ومثبتة على اللوحة من هذه الأجهزة.

يفضل استخدام الأجهزة الثابتة في المختبر أو الورشة. يتم تمثيلهم بمجموعة كبيرة إلى حد ما - الكهروميكانيكية والرقمية.

يحتاج بعض الأشخاص الذين يعيشون في القطاع الخاص إلى الفولتميتر لتثبيته في اللوحة (عادةً ما يكون على عمود بالقرب من المنزل). تم تصميم أجهزة قياس الفولتميتر الموجودة على اللوحة لهذا الغرض، والتي يمكن تركيبها في سكة DIN - تمامًا كما يتم تركيب العدادات وRCD، على سبيل المثال. تكلف من 900 إلى 4000 روبل، وغالبًا ما يتم إنتاجها بنسخة رقمية، ولكن إذا كان الجهد الكهربائي في منطقتك معتادًا على "القفز"، فيمكنك أيضًا شراء جهد كهروميكانيكي - بالمناسبة، فهي أرخص.

أخيرًا، إذا قمت بأخذ قياسات على الطريق، فلن يكون الفولتميتر كافيًا بالنسبة لك. منذ التسعينيات من القرن الماضي، أصبحت أجهزة الاختبار أو أجهزة القياس المتعددة شائعة بين أولئك الذين يتضمن عملهم الحركة. لقد كانت موجودة من قبل، لكن دقتها تركت الكثير مما هو مرغوب فيه. الآن زاد اختيار هذه الأجهزة وجودتها بشكل ملحوظ، وأصبح سعرها منخفضًا نسبيًا. ما هي المزايا التي يتمتع بها المختبرون؟

يتم إنتاج كل من أجهزة الاختبار الرقمية والتناظرية. تعتبر الأخيرة أكثر موثوقية ولكنها أقل دقة: من وقت لآخر يتعين عليك إعادة السهم إلى مكانه.

كيف تستعمل

كيف يتم توصيل الفولتميتر؟ موازي! كان ينبغي تعلم هذه القاعدة في المدرسة.

تأكد من أن نطاق القياس يطابق جهد الدائرة المتوقع. إذا كان هذا النطاق كبيرًا (كيلو فولت)، فستتأثر الدقة؛ وإذا كان صغيرًا، فسيتأثر الجهاز.

إذا كان الفولتميتر كهروميكانيكيًا، فقم بتثبيته بشكل صحيح. تشير الشركة المصنعة إلى كيفية القيام بذلك. دقة القراءات تعتمد على هذا.

إذا كان الفولتميتر مصممًا لقياس جهد التيار المستمر، فلا تحاول استخدامه لقياس جهد التيار المتردد. إذا كان عالمي، فقم بالتبديل إلى الوضع المطلوب.

يجب ضبط الفولتميتر مع السهم على الوضع "0". يتم ذلك باستخدام مفك البراغي إذا لم يكن هناك مقبض خاص.

لا تمسك الأجزاء المكشوفة من المجسات بيديك العاريتين، خاصة إذا كان الجهد في الشبكة أكثر من 60 فولت. على الأقل، هذا أمر غير سار، بحد أقصى - أنت تفهم. العمل مع الفولتية العالية بالقفازات.

بأيديكم

على الرغم من أن اختيار الفولتميتر أصبح الآن ضخمًا، إلا أن هناك دائمًا أشخاصًا يريدون دائمًا القيام بكل شيء بأنفسهم. هناك آراء مختلفة حول ما يرتبط به هذا. لن أعلق على رغبة أحد، فهذا ليس موضوع المقال. لكنني سأخبرك بكيفية صنع الفولتميتر بيديك (أو إعادة صنع جهاز قديم). بعد كل شيء، لا شيء مستحيل هنا.

الفولتميتر الكهروميكانيكية

سوف تحتاج إلى المكونات التالية:

يُظهر الرسم البياني الأول مقياس جهد تيار مستمر بسيط بأربعة نطاقات قياس - يعتمد اختيار النطاق على الحمل الذي نضع المفتاح عليه. في المخططات الإضافية نرى: تركيبها يوسع استخدام الجهاز؛ والآن يمكنه قياس الجهد في شبكة التيار المتردد.

قبل التجميع، تأكد من أن الرأس المغناطيسي مع السهم في حالة جيدة، وأن نوابضه الحلزونية غير ممزقة وأن الإطار يتحرك بشكل طبيعي. بعد ذلك، يمكنك البدء في تثبيت الجسر، ثم توصيل مخزن المقاوم بالمفتاح. ستحتاج أيضًا إلى إنشاء مقياس جديد. للقيام بذلك، قم بتغطية الورقة القديمة بالورق، وقطعها على طول الكفاف ورسم 4 خطوط نصف دائرية عليها. بعد التجميع، يمكنك البدء في المعايرة. للقيام بذلك، تحتاج إلى قياس الجهد باستخدام جهاز اختبار، ثم تحويل المنتج الجديد إلى النطاق المطلوب، باستخدام جهازنا الجديد. ضع علامة على المقياس. وهكذا حتى يتم تخريج الميزان.

تحذير: قبل الاختبار الجهد العاليضع القفازات.

إذا رغبت في ذلك، يمكنك أيضًا إنشاء مقياس فولتميتر رقمي. هناك الكثير من المخططات على الشبكة لهذا الغرض، بالإضافة إلى المكونات. سأقدم إحدى الدوائر، على متحكم 8 بت، هنا. مصممة لقياس الفولتية حتى 30 فولت

بشكل عام، إذا كانت يديك ليست للملل، فافعل ذلك!