الميتر الإلكتروني للجهد

تعريف وعمل الفولتميتر الإلكتروني

التعريف: الفولتميتر الإلكتروني هو نوع من الفولتمترات يستخدم مكبرًا لزيادة حساسيته. إنه أداة متعددة الاستخدامات مصممة لقياس الجهد في الأجهزة ذات التيار المتردد (AC) والتيار المستمر (DC). بفضل مقاومته العالية للدخول، يمكن للفولتميتر الإلكتروني تقديم قراءات دقيقة للجهد، مما يجعله الخيار المفضل في العديد من التطبيقات الكهربائية والإلكترونية.

غالبًا ما يواجه الفولتميترات التقليدية ذات اللوحة المتحركة صعوبة في اكتشاف الإشارات ذات الجهد المنخفض. يتغلب الفولتميتر الإلكتروني بشكل فعال على هذا القيود. تمكنه مقاومة الدخول العالية من رصد الإشارات الكهربائية الضعيفة جدًا، مما يضمن القياسات الدقيقة. تعني المقاومة العالية أن الفولتميتر يقدم مقاومة كبيرة للإمداد بالدخول، مما يقلل من تأثير التحميل على الدائرة التي يتم اختبارها.

يمكن للفولتميترات الإلكترونية استخدام الترانزستورات أو الأنابيب الشفافة كمكونات نشطة لها. غالبًا ما تتميز فولتميترات الترانزستور (TVMs) بخصائص المقاومة العالية، مما يجعلها غير مناسبة لقياس التيار المستمر. من ناحية أخرى، تتميز فولتميترات الأنابيب الشفافة (VVMs) بمقاومة أقل نسبيًا، مما يجعلها أكثر ملاءمة لمجموعة متنوعة من مهام قياس التيار بالإضافة إلى قياس الجهد.

عمل الفولتميتر الإلكتروني

يعتمد التشغيل الأساسي للفولتميتر الإلكتروني على مبدأ أن مقدار الجهد المقاس يتناسب طرديًا مع انحراف المؤشر على الجهاز. يتم تثبيت المؤشر على مقياس محدد، والموقع الذي ينحرف إليه يشير بدقة إلى مقدار الجهد الداخل.

على عكس الفولتميترات ذات اللوحة المتحركة، والتي تستهلك كمية كبيرة نسبيًا من الطاقة من الدائرة المقاسة، مما قد يؤدي إلى أخطاء في القراءات بسبب تحميل الدائرة، تعالج الفولتميترات الإلكترونية هذه المشكلة بشكل فعال. تصميمها ذو المقاومة العالية يضمن استخراج القليل من الطاقة من الدائرة تحت الاختبار، مما يمكّن من قياسات الجهد الدقيقة والموثوقة عبر مجموعة واسعة من التطبيقات.

الفولتميتر الإلكتروني: التشغيل والتصنيف

في الفولتميتر الإلكتروني، يتم تشغيل انحراف المؤشر بواسطة دارة مساعدة للمكبر. تتقارب جهود الخرج لهذا المكبر بشكل كبير مع مستويات الجهد في دائرة الاختبار. بشكل أساسي، يمر القليل جدًا من الطاقة الإضافية عبر آلية الانحراف. تضمن هذه خاصية التصميم أن يمكن للمقياس تقديم قراءات دقيقة للغاية، حيث تقلل من احتمال حدوث أخطاء ناجمة عن التداخل المرتبط بالطاقة أو تأثيرات التحميل على الدائرة المقاسة.

أنواع الفولتميتر الإلكتروني

يمكن تقسيم الفولتميترات الإلكترونية بشكل عام إلى نوعين مختلفين:

الفولتميتر الإلكتروني التناظري

يتميز الفولتميتر الإلكتروني التناظري بإظهار خروجه من خلال انحراف مؤشر على مقياس محدد. هذا النوع من أجهزة قياس الجهد يتمتع بمقاومة عالية للدائرة، مما يقلل من تأثيره على الدائرة تحت الاختبار. يستخدم مكبرًا إلكترونيًا لتنظيم ومعالجة الإشارات الداخلة بشكل فعال.

يمكن تقسيم الفولتميتر الإلكتروني التناظري بشكل أكبر بناءً على نوع الجهد الذي يقيسه:

• الفولتميتر الإلكتروني التناظري للتيار المتردد: مصمم خصيصًا لقياس جهود التيار المتردد، يقوم بدقة بتسجيل الطبيعة المتغيرة للإشارات المتناوبة ويترجمها إلى انحراف مقابل للمؤشر على المقياس.

• الفولتميتر الإلكتروني التناظري للتيار المستمر: مصمم خصيصًا لقياس جهود التيار المستمر، يوفر إشارة ثابتة وموثوقة لمستويات الجهد الثابتة، مما يجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من الأنظمة والأجزاء الكهربائية الم alimentada por corriente continua.

الفولتميتر الإلكتروني الرقمي ومزايا الفولتميترات الإلكترونية

الفولتميتر الإلكتروني الرقمي

الفولتميتر الإلكتروني الرقمي هو نوع من الأجهزة يوفر خروجًا رقميًا للجهد المقاس، ويقدم النتيجة في شكل رقمي. من خلال إلغاء الحاجة لتفسير المؤشر على المقياس يدويًا، تقلل الأجهزة الإلكترونية الرقمية بشكل فعال من الأخطاء البشرية، خاصة أخطاء الظل. بما أن القراءات تعرض مباشرة كأرقام، فإنها توفر دقة وأمانة أكبر، مما يضمن قياسات جهد أكثر دقة وثباتًا.

مزايا الفولتميتر الإلكتروني

تقدم الفولتميترات الإلكترونية العديد من المزايا الهامة التي تجعلها أدوات لا غنى عنها في القياس الكهربائي والإلكتروني:

• اكتشاف الإشارات ذات المستوى المنخفض: مجهزة بمكبرات، تم تصميم الفولتميترات الإلكترونية لتقليل أخطاء التحميل، مما يسمح لها باكتشاف الإشارات الكهربائية الضعيفة جدًا. هذه المكبرات حساسة بما يكفي لتحديد الإشارات التي تنتج تيارًا يصل إلى حوالي 50μA. تعتبر القدرة على اكتشاف هذه الإشارات ذات المستوى المنخفض ضرورية للحصول على قياسات دقيقة وموثوقة، خاصة في التطبيقات حيث قد يكون القيمة الحقيقية للجهد مخفية بواسطة الضوضاء أو التداخلات الأخرى. هذه الحساسية تضمن أنه حتى أصغر تقلبات الجهد يمكن قياسها بدقة، مما يوفر رؤى قيمة حول سلوك الدوائر الكهربائية.

• استهلاك طاقة منخفض: تحتوي الفولتميترات الإلكترونية على أنابيب شفافة أو ترانزستورات، وكلاهما يمتلك خصائص تكبير. بدلاً من الاعتماد فقط على الجهد المقاس للتشغيل، تستخدم مصدر طاقة مساعد لدفع آليات انحراف المؤشر. يتحكم مقدار الجهد المقاس في انحراف العنصر الحساس، مما يقلل من الطاقة المستهلكة من الدائرة تحت الاختبار. نتيجة لذلك، يبقى استهلاك الطاقة الكلي لدارة الفولتميتر الإلكتروني منخفضًا جدًا. هذا التصميم الموفر للطاقة لا يمدد فقط عمر الجهاز ولكن أيضًا يقلل من تأثيره على الدائرة المقاسة، مما يجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك تلك التي تكون فيها محفوظة الطاقة حيوية.

• نطاق ترددي واسع: بفضل استخدام الترانزستورات، فإن تشغيل الفولتميترات الإلكترونية ليس محدودًا بمدى ترددي معين. يمكن لهذه الأجهزة المتنوعة قياس الجهود بدقة عبر نطاق واسع، من الترددات المنخفضة جدًا إلى الترددات العالية جدًا. هذه القدرة الواسعة على التردد تسمح للفولتميترات الإلكترونية بأن تكون مستخدمة في تطبيقات متنوعة، مثل تحليل أنظمة الطاقة ودوائر معالجة الإشارات والإلكترونيات الرقمية عالية السرعة. سواء كان القياس يتعلق بمركبات التيار المستمر البطيئة التغير أو الإشارات المتناوبة السريعة التذبذب، يمكن للفولتميترات الإلكترونية تقديم قراءات دقيقة وجيدة للجهد، مما يجعلها أداة أساسية للمهندسين والفنيين العاملين في مجالات مختلفة من الإلكترونيات.

من المهم ملاحظة أن الفولتميترات الإلكترونية يمكنها قياس الطاقة فقط عندما تكون الدائرة مغلقة ويجري تدفق التيار عبر المقياس. يبرز هذا الشرط التشغيلي الحاجة إلى تكوين دارة صحيح واتصال للحصول على قياسات دقيقة للطاقة باستخدام هذه الأجهزة.