Υπολογιστής Τάσης με Κενό (VTVM)

Ορισμός και Επισκόπηση του Μετρητή Τάσης με Κενό Λαμπύρη (VTM)

Ο Μετρητής Τάσης με Κενό Λαμπύρη (VTM) ορίζεται ως είδος μετρητή τάσης που χρησιμοποιεί κενολαμπύρια για την ενίσχυση των μεταβαλλόμενων (AC) και σταθερών (DC) τάσεων που μετρούνται. Η ενσωμάτωση των κενολαμπύριων ενισχύει σημαντικά τη ευαισθησία του μετρητή τάσης, επιτρέποντάς του να ανιχνεύει εξαιρετικά αδύναμα ηλεκτρικά σήματα με εξαιρετική ακρίβεια.

Οι ηλεκτρονικοί μετρητές τάσης, συμπεριλαμβανομένου του VTM, είναι πολυλειτουργικά όργανα που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση διάφορων πτυχών της ηλεκτρικής τάσης, όπως η σταθερή τάση, η τάση RMS (root - mean - square) και η κορυφαία τάση ενός ηλεκτρικού συστήματος. Τα κενολαμπύρια παρέχουν πολλά σαφή πλεονεκτήματα, συμπεριλαμβανομένης της υψηλής εισόδου αντίστασης, της ευρείας διαφοράς συχνοτήτων και της εξαιρετικής ευαισθησίας.

Ενα από τα πιο σημαντικά πλεονεκτήματα του VTM είναι ο ελάχιστος ρεύματος που απαιτεί σε σύγκριση με άλλους τύπους μετρητών. Σε ένα VTM, το μέτρημα σήματος εισάγεται άμεσα στο κενό λαμπύρι του συστήματος. Το κενό λαμπύρι ενισχύει το σήμα και το μεταβιβάζει στον μετρητή απόκλισης, ο οποίος εμφανίζει την τιμή της μετρημένης τάσης.

Τύποι Μετρητή Τάσης με Κενό Λαμπύρη

Ο Μετρητής Τάσης με Κενό Λαμπύρη μπορεί να κατηγοριοποιηθεί στους ακόλουθους τύπους:

Διόδου

Μετρητής Κορυφαίας Τιμής Διόδου με Κενό Λαμπύρη

Μονοτριώδης

• Τύπος Ισορροπημένης Τριώδης

• Τύπος Παραγωγού Ορθογωνίου

• Τύπος Παραγωγού Ορθογωνίου

• Απλός Τύπος Μετρητή Τάσης Διόδου

Κύκλωμα Μετρητή Τάσης Διόδου

Το κύκλωμα ενός μετρητή τάσης διόδου συνήθως περιλαμβάνει ένα μέτρημα PMMC (Permanent - Magnet Moving - Coil), έναν φορτίζοντα αντιστάτη και ένα κενό λαμπύρι διόδου. Το κενό λαμπύρι διόδου, όταν συνδέεται σε σειρά με έναν αντιστάτη, χρησιμοποιείται για την ενίσχυση της δύναμης αδύναμων ηλεκτρικών σημάτων. Λόγω της παρουσίας του κενού λαμπύρι, το σύνολο του συστήματος γίνεται πολύ πιο ευαίσθητο από έναν τυπικό μετρητή τάσης.

Για την εξασφάλιση ακριβών μετρήσεων τάσης από τον μετρητή, είναι ζωτικής σημασίας η άμεση αναλογική σχέση μεταξύ ρεύματος και τάσης. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω της χρήσης ενός αντιστάτη σε σειρά, ο οποίος βοηθά στην γραμμικοποίηση της απόκρισης του μετρητή. Το διάγραμμα κυκλώματος του μετρητή τάσης διόδου με κενό λαμπύρη είναι απεικονισμένο στο παρακάτω σχήμα, παρέχοντας μια οπτική αναπαράσταση της διάταξης των συστατικών του και των λειτουργικών αρχών του.

Χαρακτηριστικά και Περιορισμοί του Μετρητή Τάσης Διόδου με Κενό Λαμπύρη

Σε έναν μετρητή τάσης διόδου με κενό λαμπύρη, η αντίσταση του αντιστάτη σε σειρά είναι σημαντικά υψηλότερη από την αντίσταση του κενού λαμπύρι διόδου. Ως αποτέλεσμα, η αντίσταση του κενού λαμπύρι μπορεί να αγνοηθεί. Αυτή η διάταξη επιτρέπει την εγκαθίδρυση μιας γραμμικής σχέσης μεταξύ τάσης και ρεύματος στο κύκλωμα. Όταν εφαρμόζεται η εισόδου εφοδιασμού, προκαλεί την απόκλιση του δείκτη του μετρητή PMMC, με τη θέση του δείκτη να δείχνει τη μέγεθος της μετρημένης τάσης.

Βασικά Χαρακτηριστικά του Μετρητή Τάσης Διόδου με Κενό Λαμπύρη

Εισόδου Αντίσταση: Η εισόδου αντίσταση του μετρητή τάσης είναι ισοδύναμη με την τιμή του αντιστάτη σε σειρά. Παρ' όλο που χρησιμοποιούνται αντιστάτες υψηλής τάσης, αυτοί στην πραγματικότητα μειώνουν την ευαισθησία του μετρητή. Αυτή η σχέση μεταξύ αντίστασης και ευαισθησίας είναι μια κρίσιμη πτυχή του σχεδιασμού και λειτουργίας του μετρητή.

Πεδίο Συχνοτήτων: Το πεδίο συχνοτήτων του μετρητή διόδου είναι άμεσα επηρεασμένο από την τιμή του αντιστάτη σε σειρά. Μια υψηλότερη τιμή του αντιστάτη σε σειρά οδηγεί σε μείωση του πεδίου συχνοτήτων του μετρητή. Αυτή η αντίστροφη σχέση σημαίνει ότι η προσαρμογή του αντιστάτη σε σειρά μπορεί να ελέγξει το πεδίο συχνοτήτων που μπορεί να μετρήσει ακριβώς ο μετρητής.

Περιορισμοί Εφαρμογής: Λόγω της σχετικά χαμηλής εισόδου αντίστασης και του περιορισμένου πεδίου συχνοτήτων, ο μετρητής τάσης με κενό λαμπύρη χρησιμοποιείται μόνο σε περιορισμένο αριθμό εφαρμογών. Αυτοί οι περιορισμοί τον καθιστούν λιγότερο κατάλληλο για σενάρια που απαιτούν μετρήσεις υψηλής ευαισθησίας σε ευρύ φάσμα συχνοτήτων.

Μετρητής Κορυφαίας Τιμής Διόδου με Κενό Λαμπύρη

Αυτός ο τύπος μετρητή τάσης περιλαμβάνει ένα καταναλωτή στο κύκλωμά του. Όταν ο καταναλωτής συνδέεται σε σειρά με τον αντιστάτη, η συνδυασμένη διάταξη ονομάζεται Μετρητής Κορυφαίας Τιμής Διόδου με Κενό Λαμπύρη σε σειρά. Αντίθετα, στον μετρητή τάσης τύπου επιδοτημένης παράλληλης, ο καταναλωτής συνδέεται παράλληλα με τον αντιστάτη σε σειρά. Αυτές οι διαφορετικές διατάξεις του καταναλωτή και του αντιστάτη παράγουν διαφορετικά λειτουργικά χαρακτηριστικά και δυνατότητες μέτρησης για κάθε τύπο μετρητή κορυφαίας τιμής, επιτρέποντάς τους να εφαρμοστούν σε διάφορα σενάρια ηλεκτρικής μέτρησης όπου απαιτείται η καθορίση της κορυφαίας τάσης.

Λειτουργία και Εξέλιξη των Μετρητών Κορυφαίας Τιμής Διόδου με Κενό Λαμπύρη

Οι λειτουργικές αρχές τόσο των μετρητών κορυφαίας τιμής διόδου με κενό λαμπύρη σε σειρά όσο και σε παράλληλη είναι πολύ παρόμοιες. Κατά τη λειτουργία, ο καταναλωτής στο κύκλωμα φορτώνεται μέχρι την θετική κορυφαία τάση της εφοδιασμού AC. Στη συνέχεια, ξεφορτώνεται μέσω του παράλληλου αντιστάτη, προκαλώντας μείωση της τάσης του. Η τάση επεξεργάζεται από τον μετρητή PMMC, ο οποίος είναι συνδεδεμένος σε σειρά με τον αντιστάτη. Σημαντικά, η κορυφαία τάση του εισερχόμενου σήματος AC είναι άμεσα ανάλογη με την εξόδου τάση του ορθογωνίου, επιτρέποντας ακριβείς μετρήσεις κορυφαίων τιμών.

Ιστορικά, οι μετρητές τάσης με κενό λαμπύρη έπαιξαν σημαντικό ρόλο στη μέτρηση ηλεκτρικής τάσης. Ωστόσο, με την πρόοδο της ηλεκτρονικής τεχνολογίας, έχουν κυρίως αντικατασταθεί από πιο σύγχρονες εναλλακτικές. Σήμερα, οι μετρητές τάσης με τρανζίστορ (TVM) και μετρητές τάσης με πεδιακό εφέκτη (FETVM) έχουν γίνει η προτιμώμενη επιλογή για τα καθήκοντα μέτρησης τάσης. Αυτά τα νέα όργανα παρέχουν βελτιωμένα χαρακτηριστικά επιδόσεων, όπως υψηλότερη εισόδου αντίσταση, ευρύτερη απόκριση συχνοτήτων, καλύτερη σταθερότητα και βελτιωμένη ακρίβεια. Επιπλέον, είναι πιο κομψά, ενεργειακά αποδοτικά και αξιόπιστα, καθιστώντας τα καλύτερα εξοπλισμένα για τις απαιτήσεις των σύγχρονων εφαρμογών ηλεκτρονικής και ηλεκτροτεχνίας.