Вакуумен тръбен волтметър (VTVM)

Дефиниция и обзор на вакуумен лампов волтметър (VTM)

Вакуумен лампов волтметър (VTM) се дефинира като вид волтметър, който използва вакуумни лампи за увеличаване на постоянното (DC) и променливото (AC) напрежение, което се измерва. Интегрирането на вакуумни лампи значително подобрява чувствителността на волтметъра, позволявайки му да детектира изключително слаби електрически сигнали с удивителна точност.

Електронните волтметри, включително VTM, са универсални инструменти, използвани за измерване на различни аспекти на електрическото напрежение, такива като постоянното напрежение, кореново-средно-квадратично (RMS) напрежение и пиковото напрежение в електрическа система. Вакуумните лампи предлагат няколко специфични предимства, включително високо входно импеданс, широк диапазон на честоти и изключителна чувствителност.

Едно от най-значимите предимства на VTM е минималната му потребление на ток в сравнение с други видове метри. В VTM измервателният сигнал се подава директно в вакуумната лампа на устройството. Вакуумната лампа после увеличава сигнала и го прехвърля към отклоняващия метър, който показва стойността на измереното напрежение.

Типове вакуумни лампови волтметри

Вакуумният лампов волтметър може да бъде класифициран в следните типове:

Диоден тип

Пиков диоден вакуумен лампов волтметър

Един триод

• Балансиран триоден тип

• Преобразувател усилвателен тип

• Усилвател преобразувателен тип

• Прост диоден тип волтметър

Диоден волтметър цепь

Цепът на диодния волтметър обикновено съдържа перманентно магнитен движещ се катушков (PMMC) метър, заредителен резистор и вакуумна лампова диода. Вакуумната лампова диода, когато е свързана в série с резистор, служи за увеличаване на силата на слабите електрически сигнали. Благодарение на наличието на вакуумната лампа, общата система става много по-чувствителна от стандартния волтметър.

За да се гарантират точни измервания на напрежението от волтметъра, е важно тока и напрежението да имат пряка пропорционална връзка. Това се постига чрез използване на сериен резистор, който помага за линеаризация на отговора на метъра. Схемата на диодния вакуумен лампов волтметър е показана на фигурата по-долу, предоставяща визуално представяне на разположението на компонентите и операционните принципи.

Характеристики и ограничения на диодния вакуумен лампов волтметър

В диодния вакуумен лампов волтметър, съпротивлението на сериен резистор е значително по-високо от това на вакуумната лампова диода. В резултат, съпротивлението на лампата може да бъде ефективно пренебрегнато. Тази конфигурация позволява установяването на линейна връзка между напрежението и тока в цепа. Когато се приложи входната храна, тя причинява отклонението на указателя на перманентно магнитния движещ се катушков (PMMC) метър, с положението на указателя, което показва големината на измереното напрежение.

Основни характеристики на диодния вакуумен лампов волтметър

Входно съпротивление: Входното съпротивление на волтметъра е равно на стойността на сериен резистор. Въпреки че се използват високонапреженчески резистори, те всъщност намаляват чувствителността на метъра. Тази връзка между съпротивлението и чувствителността е важен аспект от конструкцията и функционирането на метъра.

Честотен диапазон: Честотният диапазон на диодния волтметър е директно влияет от стойността на сериен резистор. По-висока стойност на сериен резистор води до намаление на честотния диапазон на метъра. Тази обратна връзка означава, че регулирането на сериен резистор може да контролира диапазона на честоти, които волтметърът може да измерва точно.

Ограничения в приложение: Заради относително ниското входно съпротивление и ограничен честотен диапазон, вакуумният лампов волтметър се използва само в ограничен брой приложения. Тези ограничения го правят по-малко подходящ за сценарии, които изискват високочувствителни измервания в широк спектър от честоти.

Пиков диоден вакуумен лампов волтметър

Този вид волтметър интегрира кондензатор в своята цепна конструкция. Когато кондензаторът е свързан в série със съпротивлението, резултатната конфигурация се нарича сериен тип пикумен диоден вакуумен волтметър. Напротив, в компенсиран тип шунтов волтметър, кондензаторът е свързан паралелно с сериен резистор. Тези различни разположения на кондензатора и резистора дават различни операционни характеристики и способности за измерване за всеки тип пикумен волтметър, позволявайки им да се използват в различни електрически измервания, където е необходима определена пикумена напрегнатост.

Функциониране и развитие на пикумен диоден вакуумен лампов волтметър

Операционните принципи на както сериен, така и шунтов тип пикумен диоден вакуумен лампов волтметър са доста подобни. При функциониране, кондензаторът в цепа се зарежда до положителния пикумен напряг на променливото напрежение (AC). След това, той се разтоварва през шунтовия резистор, причинявайки намаление на напрежението му. Напрежението е после преобразувано от перманентно магнитния движещ се катушков (PMMC) метър, който е свързан в série с резистора. Забележително, пикумената напрегнатост на входния AC сигнал е директно пропорционална на изходното напрежение на преобразувателя, позволявайки точни измервания на пикумените стойности.

Исторически, вакуумните лампови волтметри играли значителна роля в измерването на електрическото напрежение. Обаче, с развитието на електронната технология, те са били заменени от по-модерни алтернативи. Днес, транзисторните волтметри (TVM) и полеви-ефектните волтметри (FETVM) са станали предпочитания избор за задачи по измерване на напрежението. Тези нови инструменти предлагат подобрени характеристиките, такива като по-високо входно импеданс, по-широк честотен диапазон, по-добро стабилност и подобрена точност. Те също са по-компактни, енерго-ефективни и надеждни, правейки ги по-подходящи за нуждите на съвременните електрически и електронни инженерни приложения.