Vakuumski cjevni voltmetar (VTVM)

Definicija i pregled vakuumskog cjevničkog voltmetra (VTM)

Vakuumski cjevnički voltmeter (VTM) definira se kao vrsta voltmetera koja koristi vakuumsku cjevinu za pojačanje mjerene napona izmjenične (AC) i jednosmjerni struje (DC). Uključivanje vakuumskih cjevova značajno povećava osjetljivost voltmetera, omogućujući mu da detektira izuzetno slabe električne signale s izvanrednom preciznošću.

Elektronički voltmetri, uključujući VTM, su prilagodljivi instrumenti koji se koriste za mjerenje različitih aspekata električnog napon, kao što su jednosmjerni napon, efektivni (RMS) napon i vrhovni napon unutar električnog sustava. Vakuumski cjevovi nude nekoliko odvojena prednosti, uključujući visok ulazni impedans, široki opseg frekvencija i izuzetnu osjetljivost.

Jedna od najznačajnijih prednosti VTM-a jest njegov minimalni oduzim struje u usporedbi s drugim vrstama metara. U VTM-u mjereni signal je direktno preveden u vakuumsku cjevinu uređaja. Vakuumski cjev potom pojačava signal i prenosi ga na defleksioni metar, koji prikazuje vrijednost mjerene napona.

Vrste vakuumskog cjevničkog voltmetera

Vakuumski cjevnički voltmeter može se kategorizirati u sljedeće vrste:

Diodna vrsta

Vrhovni diodni vakuumski cjevnički voltmeter

Jedan triod

• Balansirani triodni tip

• Tip s pojačavajućim diodama

• Tip s diodnim pojačalo

• Jednostavni diodni tip voltmetera

Diodni voltmeterski krug

Krug diodnog voltmetera obično sastoji se od stalnog magneta sa pokretnim čvorom (PMMC), otpornika opterećenja i vakuumskog cjevnog dioda. Kada je vakuumski cjevni diod spojen serijalno s otpornikom, služi za jačanje slabi električnih signala. Zahvaljujući prisutnosti vakuumskog cjeva, ukupni sustav postaje daleko osjetljiviji od standardnog voltmetera.

Za osiguranje točnih čitanja napona s voltmetera, ključno je da struja i napon imaju direktnu proporcionalnu vezu. To se postiže upotrebom serijalnog otpornika, koji pomaže u linearizaciji odgovora metra. Shematski prikaz diodnog vakuumskog cjevničkog voltmetera ilustriran je na slici ispod, pružajući vizualni prikaz rasporeda komponenti i operativnih principa.

Karakteristike i ograničenja diodnog vakuumskog voltmetera

U diodnom vakuumskom voltmeteru, otpor serijalnog otpornika značajno je veći od otpora vakuumskog cjevnog dioda. Stoga se otpor cjeva može učinkovito zanemariti. Ova konfiguracija omogućuje postavljanje linearne relacije između napona i struje unutar kruga. Kada se primijeni ulazna snaga, uzrokuje defleksiju kazaljke stalnog magneta sa pokretnim čvorom (PMMC), gdje položaj kazaljke pokazuje veličinu mjerene napona.

Ključne karakteristike diodnog vakuumskog voltmetera

Ulazni otpor: Ulazni otpor voltmetera jednak je vrijednosti serijalnog otpornika. Iako se koriste visokonaponski otpornici, oni zapravo smanjuju osjetljivost metra. Ova relacija između otpora i osjetljivosti je ključni aspekt dizajna i rada metra.

Opseg frekvencija: Opseg frekvencija diodnog voltmetera direktan je utjecaj vrijednosti serijalnog otpornika. Veća vrijednost serijalnog otpornika dovodi do smanjenja opsega frekvencija metra. Ova obrnuta relacija znači da se podešavanjem serijalnog otpornika može kontrolirati opseg frekvencija koje voltmeter može točno mjeriti.

Ograničenja u primjeni: Zbog relativno niskog ulaznog otpora i ograničenog opsega frekvencija, vakuumski cjevnički voltmeter koristi se samo u ograničenom broju primjena. Ta ograničenja čine manje prikladnim scenarijima koji zahtijevaju visoku osjetljivost mjerenja na širokom spektru frekvencija.

Vrhovni diodni vakuumski cjevnički voltmeter

Ova vrsta voltmetera uključuje kondenzator u svom shematskom dizajnu. Kada je kondenzator spojen serijalno s otpornikom, rezultirajuća konfiguracija naziva se Serijski tip vrhovnog diodnog čitanja vakuumskog voltmetera. S druge strane, u kompenziranom paralelnom tipu voltmetera, kondenzator je spojen paralelno s serijalnim otpornikom. Te različite rasporede kondenzatora i otpornika komponenti stvaraju različite operativne karakteristike i sposobnosti mjerenja za svaki tip vrhovnog čitanja voltmetera, omogućujući njihovu primjenu u različitim električnim mjerenjima gdje je potrebno određivanje vrhovnog napona.

Funkcija i evolucija vrhovnog diodnog vakuumskog cjevničkog voltmetera

Operativni principi i serijalnog i paralelnog tipa vrhovnog diodnog vakuumskog cjevničkog voltmetera su vrlo slični. U funkciji, kondenzator unutar kruga nabavlja do pozitivnog vrha napona izmjenične (AC) snage. nakon toga, on se isprazni kroz paralelni otpornik, uzrokujući smanjenje njegova napona. Napon se tada praviljuje Permanent - Magnet Moving - Coil (PMMC) metrom, koji je spojen serijalno s otpornikom. Važno je napomenuti da je vrhovni napon ulaznog AC signala direktno proporcionalan izlaznom napona praviljača, omogućujući točno mjerenje vrhovnih vrijednosti.

Istorijat vakuumskih cjevničkih voltmetera igrao je značajnu ulogu u mjerenju električnog napona. Međutim, s napretkom elektroničke tehnologije, do velike mjeri su ih zamijenili moderniji alternativi. Danas, tranzistori voltmeteri (TVM) i poluprovodnički polje-efektni voltmeteri (FETVM) postali su preferirani izbor za zadatke mjerenja napona. Ti noviji instrumenti nude poboljšana performansna svojstva, poput višeg ulaznog impedansa, šireg opsega frekvencijske odziv, bolje stabilnosti i poboljšana točnost. Također ti su kompaktniji, energetski učinkovitiji i pouzdaniji, što ih čini bolje prilagođenima zahtjevima savremenih električnih i elektroničkih inženjerskih primjena.