Spanningsmeter: Werkprinsipe & Skets
Wat is 'n Spanningsmeter
'n spanningsmeter is 'n weerstand wat gebruik word om spanning op 'n voorwerp te meet. Wanneer 'n buitekrag op 'n voorwerp aangebring word, veroorsaak dit 'n vervorming in die vorm van die voorwerp. Hierdie vervorming, sowel kompressief as tensiel, word spanning genoem en word deur die spanningsmeter gemeet. Wanneer 'n voorwerp binne die grense van elastisiteit vervorm, word dit óf smal en langer óf korter en breër. As gevolg hiervan is daar 'n verandering in weerstand van eind tot eind.
Die spanningsmeter is sensitief vir klein veranderinge in die geometrie van 'n voorwerp. Deur die verandering in weerstand van 'n voorwerp te meet, kan die hoeveelheid geïnduseerde spanning bereken word.
Die verandering in weerstand het gewoonlik 'n baie klein waarde, en om hierdie klein verandering te waarnem, het die spanningsmeter 'n lang, dun metalliese strook in 'n zigzag patroon op 'n nie-leidend materiaal, bekend as die dragaar, gerangskik, soos hieronder getoon, sodat dit die klein hoeveelheid spanning in 'n groep parallellyne kan vergroot en met hoë akkuraatheid gemete kan word. Die meter word letterlik aan die toestel geklee met 'n lijm.
Wanneer 'n voorwerp fisiese vervorming wys, verander sy elektriese weerstand en word daardie verandering dan deur die gage gemeet.
Spanningsmeterbrugkring
Spanningsmeterbrugkring wys die gemeete spanning deur die mate van onevenwichtigheid, en gebruik 'n voltmeter in die middel van die brug om 'n akkurate meting van daardie onbalans te gee:
In hierdie kring is R1 en R3 die verhoudingsarmme wat gelyk aan mekaar is, en R2 is die rheostaatarm met 'n waarde gelyk aan die spanningsmeterweerstand. Wanneer die meter ongespan is, is die brug gebalanseerd, en wys die voltmeter 'n nulwaarde. Soos daar 'n verandering in weerstand van die spanningsmeter is, raak die brug ongebanseerd en produseer 'n aanwyser by die voltmeter. Die uitvoerspanning van die brug kan verder versterk word deur 'n differensiaalamplifikator.
Variasiemoediging van Temperatuur van Spanningsmeter
'n Ander faktor wat die weerstand van die meter beïnvloed, is temperatuur. Indien die temperatuur hoër is, sal die weerstand hoër wees, en indien die temperatuur laer is, sal die weerstand laer wees. Dit is 'n algemene eienskap van alle geleiders. Ons kan hierdie probleem oorkom deur spanningsmeters te gebruik wat self-temperatuur-kompenseer of deur 'n namaakspanningsmetertechniek.
Die meeste spanningsmeters word gemaak van constantanlegering wat die effek van temperatuur op die weerstand kanselleer. Maar sommige spanningsmeters is nie van 'n isoelastiese legering nie. In sulke gevalle word 'n namaakmeter gebruik in die plek van R2 in die kwartbrugspanningsmeterkring wat as 'n temperatuurkompensasietoestel funksioneer.
Wanneer die temperatuur verander, verander die weerstand in dieselfde proporsie in albei armme van die rheostaat, en die brug bly in 'n gebalanseerde toestand. Die effek van temperatuur word nul. Dit is goed om die spanningsmeter se selfverwarming te vermy deur die spantoevoer laag te hou. Selfverwarming van die meter hang af van sy meganiese gedrag.
Hierdie rangskikking word beskou as 'n kwartbrug. Daar is twee meer rangskikkinge, halwe-brug en volle-brug konfigurasies, wat groter sensitiwiteit oor die kwartbrugkring gee. Nogtans word die kwartbrugkring wyd gebruik in spanningmeetstelsels.
Gebruik van Spanningsmeter
In die veld van meganiese ingenieursweseontwikkeling.
Om die spanning wat deur masjienerie gegenereer word, te meet.
In die veld van komponentetoetsing van lugvaartuie soos; skakeling, strukturele skade ens.
Verklaring: Respekteer die oorspronklike, goeie artikels is waardoor gedeel te word, indien daar inbreuk is maak asb. kontak vir verwydering.
