Cos'è un voltmetro differenziale?
Definizione: Un voltmetro che misura la differenza tra una sorgente di tensione nota e una sorgente di tensione sconosciuta è chiamato voltmetro differenziale. Funziona in base al principio del confronto tra la sorgente di riferimento di tensione e la sorgente di tensione sconosciuta.
Il voltmetro differenziale offre un'elevata precisione. Il suo principio di funzionamento è simile a quello di un potenziometro, pertanto è anche noto come voltmetro potenziometrico.
Costruzione del voltmetro differenziale
Il diagramma a circuito del voltmetro differenziale è mostrato di seguito. Un galvanometro a zero è posizionato tra la sorgente di tensione sconosciuta e il divisore di precisione. L'uscita del divisore di precisione è collegata alla sorgente di tensione nota. Il divisore di precisione viene regolato fino a quando il galvanometro a zero non indica deflessione zero.
Quando il galvanometro indica deflessione zero, ciò indica che le magnitudini sia della sorgente di tensione nota che della sorgente di tensione sconosciuta sono uguali. In questo momento di deflessione zero, né la sorgente nota né quella sconosciuta inviano corrente al galvanometro, e il voltmetro presenta un'impedenza elevata alla sorgente misurata.
Il galvanometro a zero indica semplicemente la differenza residua tra la sorgente di tensione nota e la sorgente di tensione sconosciuta. Per determinare con precisione la differenza tra le sorgenti, viene utilizzato un galvanometro più sensibile.
Viene utilizzata una sorgente standard a bassa tensione DC o una sorgente di precisione controllata da Zener a bassa tensione come sorgente di riferimento di tensione. Le sorgenti ad alta tensione vengono utilizzate per misurare alte tensioni.
Tipi di voltmetro differenziale
Esistono due tipi di voltmetri differenziali:
Voltmetro differenziale AC
Il voltmetro differenziale AC è una versione migliorata degli strumenti DC. La sorgente di tensione AC sconosciuta viene applicata a un rettificatore, che converte la tensione AC in una tensione DC di magnitudine equivalente. La tensione DC risultante viene poi alimentata a un potenziometro per il confronto con la sorgente di tensione nota. Il diagramma a blocchi del voltmetro differenziale AC è mostrato di seguito.
La tensione AC rettificata viene confrontata con la tensione DC standard. Quando le loro magnitudini sono uguali, il galvanometro indica deflessione zero. In questo modo, si determina il valore della tensione sconosciuta.
Voltmetro differenziale DC
La sorgente DC sconosciuta serve come ingresso per la sezione dell'amplificatore. Una frazione della tensione di uscita viene retroalimentata alla tensione di ingresso mediante una rete di divisione. Un'altra parte della rete di divisione fornisce un ingresso frazionale all'amplificatore del galvanometro.
Il galvanometro è progettato per misurare la differenza tra la tensione di retroazione e la tensione di riferimento. Quando le magnitudini sia della tensione sconosciuta che della tensione di riferimento sono zero, il galvanometro a zero indica deflessione zero.
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