Vakuumrørvoltmeter (VTVM)

Definisjon og oversikt over vakuumrørvoltmåler (VTM)

En vakuumrørvoltmåler (VTM) er definert som en type voltmåler som bruker vakuumrør for å forsterke den målte alternerende strømmen (AC) og direkte strøm (DC). Ved å inkludere vakuumrør økes voltmålerens følsomhet betydelig, noe som gjør at den kan oppdage ekstremt svake elektriske signaler med imponerende nøyaktighet.

Elektroniske voltmålere, herunder VTM, er flerbruksgrene instrumenter brukt til å måle ulike aspekter av elektrisk spenning, som direkte spenning, kvadratrot av middelverdien (RMS) spenning, og toppspenning i et elektrisk system. Vakuumrør gir flere distinkte fordeler, inkludert høy inngangsimpedans, bred frekvensområde, og utmerket følsomhet.

En av de mest merkelige fordeler med VTM er dens minimalistiske strømforbruk sammenlignet med andre typer målere. I en VTM føres det målte signalet direkte inn i vakuumrøret i enheten. Vakuumrøret forsterker deretter signalet og sender det videre til avlesningsmåleren, som viser den målte spenningsverdien.

Typer vakuumrørvoltmåler

Vakuumrørvoltmåler kan kategoriseres inn i følgende typer:

Diodetype

Topplesing diode vakuumrørvoltmåler

Enkel triode

• Balansert triodetype

• Rektifier forsterker type

• Forsterker rektifier type

• Enkel diodetype voltmåler

Diodemålerkrets

Kretsen til en diodemåler består typisk av en Permanent - Magnet Moving - Coil (PMMC) måler, en lastmotstand, og en vakuumrørdiode. Når vakuumrørdioden kobles i serie med en motstand, bidrar den til å forsterke styrken av svake elektriske signaler. Takk til vakuumrøret blir det totale systemet langt mer følsomt enn en standard voltmåler.

For å sikre nøyaktige spenningslesinger fra voltmåleren, er det viktig at strøm og spenning har en direkte proporsjonal relasjon. Dette oppnås ved bruk av en seriemotstand, som hjelper til å linearisere målerens respons. Kretsskjemaet for diode vakuumrørvoltmåler illustreres nedenfor, og gir en visuell representasjon av komponentenes plassering og driftsprinsipper.

Egenskaper og begrensninger for diode vakuumvoltemeter

I en diode vakuumvoltemeter er motstanden til seriemotstanden betydelig høyere enn vakuumrørdioden. Dermed kan motstanden til røret effektivt ignoreres. Denne oppsettet tillater et lineært forhold mellom spenning og strøm i kretsen. Når inngangsforsyningen settes på, forårsaker dette pekeren på Permanent - Magnet Moving - Coil (PMMC) måleren å avvikle, med pekerposisjonen som indikerer størrelsen på den målte spenningen.

Nøkkelfunksjoner for diode vakuumvoltemeter

Inngangsimpedans: Inngangsimpedansen til voltmåleren er lik verdien av seriemotstanden. Selv om høy-spenningsmotstander benyttes, reduserer de faktisk målerens følsomhet. Forholdet mellom motstand og følsomhet er en viktig del av målerens design og drift.

Frekvensområde: Frekvensområdet til diodemåleren påvirkes direkte av verdien av seriemotstanden. En høyere verdi av seriemotstanden fører til en reduksjon i målerens frekvensområde. Dette inverse forholdet betyr at justering av seriemotstanden kan kontrollere frekvensområdet som voltmåleren kan måle nøyaktig.

Anvendelsesbegrensninger: På grunn av sin relativt lave inngangsimpedans og begrenset frekvensområde, finnes bruken av vakuumrørvoltmåler bare i et begrenset antall anvendelser. Disse begrensningene gjør den mindre egnet for scenarier som krever høyfølsomhet over et bredt frekvensspekter.

Topplesing diode vakuumrørvoltmåler

Denne typen voltmåler inkluderer en kondensator i sitt kretsdesign. Når kondensatoren kobles i serie med motstanden, kalles konfigurasjonen for Serietype topplesing diode vakuumvoltemeter. Omvendt, i den kompenserte shunttype voltmåler, kobles kondensatoren parallelt med seriemotstanden. Disse ulike arrangementene av kondensator og motstandkomponenter gir opphav til distinkte driftsegenskaper og målingskapasiteter for hver type topplesing voltmåler, noe som gjør dem egnet for ulike elektriske målingssituasjoner der toppspenning måles.

Drift og evolusjon av topplesing diode vakuumrørvoltmålere

Operasjonsprinsippene for både serietyper og shunttypetopplesing diode vakuumrørvoltmålere er ganske lik. Under drift lades kondensatoren i kretsen opp til den positive toppspenningen av den alternerende strømmen (AC). Etterpå slipper den strøm gjennom shuntmotstanden, noe som fører til en nedgang i spenningen. Spenningen rektifiseres deretter av Permanent - Magnet Moving - Coil (PMMC) måleren, som er koblet i serie med motstanden. Merk at toppspenningen av inngangs-AC-signalet er direkte proporsjonalt med utgående spenning fra rektifieren, noe som gjør at man kan måle toppverdier nøyaktig.

Historisk sett har vakuumrørvoltmålere spilt en betydelig rolle i elektrisk spenningsmåling. Imidlertid, med fremkomsten av elektronikkteknologi, har de stor del blitt erstattet av mer moderne alternativer. I dag er transistorvoltemetre (TVM) og felt-effektvoltemetre (FETVM) foretrukket valg for spenningsmåling. Disse nye instrumentene tilbyr forbedrede ytelsesegenskaper, som høyere inngangsimpedans, bredere frekvensrespons, bedre stabilitet, og forbedret nøyaktighet. De er også ofte mer kompakte, energieffektive, og pålitelige, noe som gjør dem bedre egnet til kravene i moderne elektriske og elektroniske ingeniøranvendelser.