Voltmetre de Tub al Vacum (VTVM)

Definició i visió general del Voltmetre de Tub al Vací (VTM)

Un Voltmetre de Tub al Vací (VTM) es defineix com un tipus de voltmetre que utilitza tubs al vací per amplificar les tensions en corrent altern (CA) i corrent contínua (CC) que s'estan mesurant. L'incorporació de tubs al vací augmenta significativament la sensibilitat del voltmetre, permetent detectar senyals elèctrics extremadament febles amb una precisió remarcable.

Els voltmetres electrònics, inclos el VTM, són instruments versàtils utilitzats per mesurar diversos aspectes de la tensió elèctrica, com la tensió directa, la tensió mitjana quadràtica (RMS) i la tensió pícnica dins d'un sistema elèctric. Els tubs al vací ofereixen diverses avantatges distintius, incloent una impedància d'entrada elevada, un ample rang de freqüències i una excepcional sensibilitat.

Una de les principals avantatges del VTM és el seu baix consum de corrent comparat amb altres tipus de metres. En un VTM, el senyal de mesura es connecta directament al tub al vací del dispositiu. El tub al vací llavors amplifica el senyal i el passa al metre deflectiu, que mostra el valor de la tensió mesurada.

Tipus de Voltmetre de Tub al Vací

El Voltmetre de Tub al Vací es pot categoritzar en els següents tipus:

Tipus Diodi

Voltmetre de Tub al Vací de Lectura de Pícs de Diodi

Triode Únic

• Tipus Triode Equilibrat

• Tipus Amplificador Rectificador

• Tipus Rectificador Amplificador

• Voltmetre de Tipus Diodi Simple

Circuit del Voltmetre de Diodi

El circuit d'un voltmetre de diodi sol incloure un metre de Bobina Mòbil de Magnet Permanent (PMMC), un resistor de càrrega i un diodi de tub al vací. Quan el diodi de tub al vací es connecta en sèrie amb un resistor, serveix per augmentar la força dels senyals elèctrics febles. Gràcies a la presència del tub al vací, el sistema total es converteix en molt més sensible que un voltmetre estàndard.

Per assegurar lectures de tensió precises del voltmetre, és crucial que la corrent i la tensió tinguin una relació proporcional directa. Això es aconsegueix utilitzant un resistor en sèrie, que ajuda a linealitzar la resposta del metre. El diagrama de circuit del voltmetre de diodi de tub al vací es il·lustra a la figura inferior, proporcionant una representació visual de la disposició dels seus components i els seus principis operatius.

Característiques i Limitacions del Voltmetre de Diodi de Tub al Vací

En un voltmetre de diodi de tub al vací, la resistència del resistor en sèrie és significativament més alta que la del diodi de tub al vací. Com a resultat, la resistència del tub es pot ignorar efectivament. Aquesta configuració permet establir una relació lineal entre la tensió i la corrent dins del circuit. Quan es proporciona l'alimentació d'entrada, provoca la deflexió del punter del metre PMMC, amb la posició del punter indicant la magnitud de la tensió mesurada.

Característiques Clau del Voltmetre de Diodi de Tub al Vací

Resistència d'Entrada: La resistència d'entrada del voltmetre és equivalent al valor de la resistència en sèrie. Tot i que es fan servir resistors de tensió elevada, realment reduïxen la sensibilitat del metre. Aquesta relació entre resistència i sensibilitat és un aspecte crucial del disseny i funcionament del metre.

Rang de Freqüències: El rang de freqüències del voltmetre de diodi es veu influït directament pel valor de la resistència en sèrie. Un valor més alt de la resistència en sèrie porta a una reducció del rang de freqüències del metre. Aquesta relació inversa significa que ajustant la resistència en sèrie es pot controlar el rang de freqüències que el voltmetre pot mesurar amb precisió.

Limitacions d'Aplicació: Degut a la seva relativament baixa resistència d'entrada i rang de freqüències restringit, el voltmetre de tub al vací troba ús només en un nombre limitat d'aplicacions. Aquestes limitacions el fan menys adequat per a escenaris que requereixen mesures de alta sensibilitat a través d'un ampli espectre de freqüències.

Voltmetre de Tub al Vací de Lectura de Pícs de Diodi

Aquest tipus de voltmetre incorpora un condensador dins del seu disseny de circuit. Quan el condensador es connecta en sèrie amb la resistència, la configuració resultant s'anomena Voltmetre de Lectura de Pícs de Diodi en Sèrie. Al contrari, en el voltmetre de derivació compensada, el condensador es connecta en paral·lel amb el resistor en sèrie. Aquests diferents arregles del condensador i els components de resistència donen lloc a característiques operatives i capacitats de mesura distinctives per a cada tipus de voltmetre de lectura de pícs, permetent-ne l'ús en diversos escenaris de mesura elèctrica on es requereix la determinació de la tensió píc.

Funcionament i Evolució dels Voltmetres de Lectura de Pícs de Diodi de Tub al Vací

Els principis operatius tant dels voltmetres de lectura de pícs de diodi de tub al vací en sèrie com en derivació són bastant similars. En funcionament, el condensador dins del circuit es carrega fins al píc de tensió positiva de l'alimentació en corrent altern (CA). Després, es descarrega a través del resistor de derivació, causant una disminució de la seva tensió. La tensió llavors es rectifica pel metre PMMC, que està connectat en sèrie amb el resistor. Notablement, el píc de tensió de la senyal d'entrada en CA és directament proporcional a la tensió de sortida del rectificador, permetent una mesura precisa dels valors pícs.

Històricament, els voltmetres de tub al vací van tenir un paper significatiu en la mesura de tensions elèctriques. No obstant això, amb l'avance de la tecnologia electrònica, han estat en gran part substituïts per alternatives més modernes. Avui en dia, els voltmetres de transistor (TVM) i els voltmetres d'efecte de camp (FETVM) han esdevingut la preferència per a les tasques de mesura de tensió. Aquests nous instruments ofereixen característiques de rendiment millorades, com una major impedància d'entrada, un rang de freqüències més ample, millor estabilitat i precisió millorada. També tendeixen a ser més compactes, més eficients energèticament i més fiables, fent-los més adequats per als requisits de les aplicacions contemporànies d'enginyeria elèctrica i electrònica.