Wat is een differentiële voltmeter

Wat is een differentiële voltmeter?

Definitie: Een voltmeter die het verschil meet tussen een bekende spanning en een onbekende spanning wordt een differentiële voltmeter genoemd. Het werkt op basis van het principe van vergelijken van de referentiespanning met de onbekende spanning.

De differentiële voltmeter biedt een zeer hoge nauwkeurigheid. Het werkingsprincipe is vergelijkbaar met dat van een potentiometer, en daarom wordt het ook wel een potentiometervoltmeter genoemd.

Opbouw van een differentiële voltmeter
Hieronder is het schema van de differentiële voltmeter weergegeven. Er wordt een nulmeter geplaatst tussen de onbekende spanningsbron en de precisiedeler. De uitgang van de precisiedeler is verbonden met de bekende spanningsbron. De precisiedeler wordt afgesteld totdat de nulmeter nulafwijking aangeeft.

Wanneer de meter nulafwijking aangeeft, betekent dit dat de grootte van zowel de bekende als de onbekende spanningsbron gelijk is. Op dit moment van nulafwijking sturen noch de bekende, noch de onbekende bron stroom naar de meter, en presenteert de voltmeter een hoge impedantie voor de gemeten bron.

De nulmeter geeft slechts het resterende verschil aan tussen de bekende en de onbekende spanningsbron. Om het verschil tussen de bronnen nauwkeurig te bepalen, wordt een gevoeligere meter gebruikt.

Als referentiespanning wordt een laagspannings DC standaardbron of een laagspannings Zener-gecontroleerde precisievoeding gebruikt. Hoogspanningsvoedingen worden gebruikt voor het meten van hoge spanningen.

Soorten differentiële voltmeters
Er zijn twee soorten differentiële voltmeters:

• AC differentiële voltmeter

• DC differentiële voltmeter

AC differentiële voltmeter
De AC differentiële voltmeter is een verbeterde versie van DC instrumenten. De onbekende AC spanningsbron wordt toegepast op een rectifier, die de AC spanning omzet in een DC spanning van gelijke grootte. De resulterende DC spanning wordt vervolgens ingevoerd in een potentiometer voor vergelijking met de bekende spanningsbron. Het blokschema van de AC differentiële voltmeter is hieronder weergegeven.

De gerectificeerde AC spanning wordt vergeleken met de standaard DC spanning. Wanneer hun groottes gelijk zijn, toont de meter nulafwijking. Op deze manier wordt de waarde van de onbekende spanning bepaald.

DC differentiële voltmeter
De onbekende DC bron dient als invoer voor de versterkersectie. Een deel van de uitgangsspanning wordt via een delernetwerk teruggevoerd naar de ingangsspanning. Een ander deel van de deler levert een fractie van de ingang voor de meterversterker.

De meter is ontworpen om het verschil te meten tussen de feedbackspanning en de referentiespanning. Wanneer de groottes van zowel de onbekende spanning als de referentiespanning nul zijn, geeft de nulmeter nulafwijking aan.