Mikä on differentiaalivoltmetri?

Mitä on differentiaalivoltmetri?

Määritelmä: Voltmetri, joka mitataan tuntemattoman ja tiedetyn jännitelähteen välisen eron, kutsutaan differentiaalivoltmetriksi. Se toimii vertaamalla tunnetun jännitelähteen tuntemattomaan jännitelähteeseen.

Differentiaalivoltmetri tarjoaa erittäin korkeaa tarkkuutta. Toimintaperiaatteen sille on samankaltainen kuin potentiometrilla, ja siksi sitä kutsutaan myös potentiometrivoltmetriksi.

Differentiaalivoltmetrin rakenne
Differentiaalivoltmetrin piirikaavio on esitetty alla. Nolla-anturi on sijoitettu tuntemattoman jännitelähteen ja tarkkajakajan välille. Tarkkajakajan ulostulo on yhdistetty tunnettuun jännitelähteeseen. Tarkkajakajaa säädellään kunnes nolla-anturi osoittaa nollan poikkeaman.

Kun anturi osoittaa nollan poikkeaman, se tarkoittaa, että tunnetun ja tuntemattoman jännitelähteen suuruudet ovat yhtä suuret. Tällöin nollan poikkeamassa ei ole virtaa jommastakummasta lähteestä anturissa, ja voltmetri esittää suuren impedanssin mittaustekijälle.

Nolla-anturi ilmaisee vain residuaalierän tunnetun ja tuntemattoman jännitelähteen välillä. Jotta erotus voidaan määrittää tarkasti, käytetään herkkäämpää anturia.

Tietystä jännitteestä käytetään alhaisjänniteistä DC-standardilähdettä tai alhaisjännitteistä Zener-valvotun tarkkanopeuden lähdettä. Korkeajännitteisiä lähteitä käytetään korkeiden jännitteiden mittaamiseen.

Differentiaalivoltmetrien tyypit
On olemassa kaksi differentiaalivoltmetrin tyyppiä:

• AC-differentiaalivoltmetri

• DC-differentiaalivoltmetri

AC-differentiaalivoltmetri
AC-differentiaalivoltmetri on paranneltu versio DC-laitteista. Tuntematon AC-jännitelähde kytketään suodattimeen, joka muuntaa AC-jänniten DC-jänniteeksi vastaavaan suuruuteen. Tuloksena oleva DC-jännite syötetään potentiometriin vertailusta tunnetun jänniteen kanssa. AC-differentiaalivoltmetrin lohkodiagrammi on esitetty alla.

Suodatettu AC-jännite verrataan standardi-DC-jännitteeseen. Kun niiden suuruudet ovat yhtä suuret, anturi osoittaa nollan poikkeaman. Näin määritetään tuntematon jännite.

DC-differentiaalivoltmetri
Tuntematon DC-lähde toimii vahvistinsektion syötteenä. Osa ulostulovoltagesta palautetaan jakaja-verkon avulla syöttöjännitteeseen. Jakajaverkon toinen osa tarjoaa osittaisen syötteen mittari-vahvistimelle.

Mittari on suunniteltu mitatmaan palautusjännitteen ja viitejännitteen välisen erotuksen. Kun tuntematon jännite ja viitejännite ovat molemmat nollia, nolla-anturi osoittaa nollan poikkeaman.