Voltmetre electrònic

Definició i funcionament del voltmetre electrònic

Definició: Un voltmetre electrònic és un tipus de voltmetre que utilitza un amplificador per augmentar la seva sensibilitat. És un instrument versàtil dissenyat per mesurar tensions en dispositius d'altern corrent (AC) i corrent contínua (DC). Gràcies a la seva alta resistència d'entrada, el voltmetre electrònic pot proporcionar lectures de tensió precises, cosa que el converteix en una opció preferida en diverses aplicacions elèctriques i electròniques.

Els voltmetres de bobina mòbil tradicionals sovint tenen dificultats per detectar senyals de baixa tensió. El voltmetre electrònic supera eficientment aquesta limitació. La seva alta impedància d'entrada li permet detectar senyals elèctrics extremadament febles, assegurant així mesures precises. L'alta impedància implica que el voltmetre presenta una oposició significativa a l'aportació d'entrada, minimitzant l'efecte de càrrega al circuit sota prova.

Els voltmetres electrònics poden utilitzar transistors o tubs de buit com a components actius. Els voltmetres de transistor (TVMs) solen presentar característiques de resistència elevada, cosa que els fa inapropiats per a la mesura de corrent contínua. En canvi, els voltmetres de tub de buit (VVMs) tenen una resistència relativament menor, fent-los més adequats per a certes tasques de mesura de corrent, a més de la mesura de tensió.

Funcionament del voltmetre electrònic

El funcionament bàsic d'un voltmetre electrònic es basa en el principi segons el qual la magnitud de la tensió mesurada és directament proporcional a la desviació del punter de l'instrument. El punter està muntat en una escala calibrada, i la posició a la qual es desvia indica precisament la magnitud de la tensió d'entrada.

En contrast amb els voltmetres de bobina mòbil, que consumen una quantitat relativament gran d'energia del circuit mesurat, potencialment conduint a errors en les lectures degut a la càrrega del circuit, els voltmetres electrònics resolen efectivament aquest problema. El seu disseny d'alta impedància assegura una extracció mínima d'energia del circuit sota prova, permetent així mesures de tensió precises i fiables en una àmplia gamma d'aplicacions.

Voltmetre electrònic: Operació i classificació

En un voltmetre electrònic, la desviació del punter està alimentada per un circuit d'amplificador auxiliar. Les tensions de sortida d'aquest amplificador reflecteixen de manera propera els nivells de tensió del circuit de prova. Essencialment, passa una quantitat mínima addicional d'energia a través del mecanisme de desviació. Aquesta característica de disseny assegura que el comptador pugui proporcionar lectures molt precises, ja que reduïx la possibilitat d'errors causats per interferències relacionades amb l'energia o efectes de càrrega al circuit que s'està mesurant.

Tips de voltmetre electrònic

Els voltmetres electrònics es poden classificar en dos tipus distintos:

Voltmetre electrònic analògic

Un voltmetre electrònic analògic es caracteritza pel fet que la seva sortida s'indica mitjançant la desviació d'un punter en una escala calibrada. Aquest tipus d'instrument de mesura de tensió disposa d'una alta impedància de circuit, el que minimitza el seu impacte en el circuit sota prova. Utilitza un amplificador electrònic per regular i processar els senyals d'entrada de manera eficient.

El voltmetre electrònic analògic es pot subdividir més endavant en funció del tipus de tensió que mesura:

• Voltmetre electrònic analògic AC: Dissenyat específicament per mesurar tensions d'altern corrent, captura amb precisió la naturalesa fluctuant dels senyals AC i els tradueix en una desviació corresponent del punter en l'escala.

• Voltmetre electrònic analògic DC: Adaptat per a la mesura de tensions de corrent contínua, proporciona una indicació estable i fiable de nivells de tensió constants, fent-lo adequat per a una àmplia gama de sistemes i components elèctrics alimentats amb DC.

Voltmetre electrònic digital i avantatges dels voltmetres electrònics

Voltmetre electrònic digital

Un voltmetre electrònic digital és un tipus d'instrument que proporciona una sortida digital per a la tensió mesurada, presentant el resultat en un format numèric. Eliminant la necessitat d'interpretació manual d'un punter en una escala, els instruments electrònics digitals reduïxen eficientment els errors induïts per humans, especialment els errors de paral·lax. Com que les lectures es mostren directament com a números, ofereixen major precisió i claredat, assegurant mesures de tensió més precises i coherents.

Avantatges del voltmetre electrònic

Els voltmetres electrònics ofereixen diversos avantatges significatius que els converteixen en eines indispensables en la mesura elèctrica i electrònica:

• Detecció de senyals de baix nivell: Equipats amb amplificadors, els voltmetres electrònics estan dissenyats per minimitzar els errors de càrrega, permetent-los detectar senyals elèctrics extremadament febles. Aquests amplificadors són suficientment sensibles per identificar senyals que produeixen una corrent tan baixa com aproximadament 50μA. La capacitat de detectar tals senyals de baix nivell és crucial per obtenir mesures precises i fiables, especialment en aplicacions on el valor real d'una tensió pot estar amagat per soroll o altres interferències. Aquesta sensibilitat assegura que fins i tot les més petites fluctuacions de tensió es puguin mesurar amb precisió, proporcionant valioses visións sobre el comportament dels circuits elèctrics.

• Baix consum d'energia: Els voltmetres electrònics incorporen tubs de buit o transistors, ambdós amb propietats d'amplificació. En lloc de depenir únicament de la tensió mesurada per a la seva operació, utilitzen una font d'energia auxiliar per alimentar el mecanisme de desviació del punter. La magnitud de la tensió mesurada controla la desviació de l'element de detecció, reduint la corrent extreta del circuit sota prova. Com a resultat, el consum total d'energia del circuit del voltmetre electrònic roman extremadament baix. Aquest disseny energèticament eficient no només allarga la vida útil de l'instrument, sinó que també minimitza el seu impacte en el circuit que s'està mesurant, fent-lo adequat per a una àmplia gamma d'aplicacions, incloent aquelles on la conservació d'energia és crítica.

• Ampli rang de freqüències: Gràcies a l'ús de transistors, l'operació dels voltmetres electrònics no està limitada per un rang de freqüències específic. Aquests instruments versàtils poden mesurar tensions amb precisió en un ampli espectre, des de freqüències molt baixes a freqüències extremadament altes. Aquesta capacitat de freqüència amplia permet als voltmetres electrònics ser utilitzats en diverses aplicacions, com l'anàlisi de sistemes d'energia, circuits de processament de senyals i electrònica digital d'alta velocitat. Tant si es mesuren components de corrent contínua que varien lentament com senyals AC que oscil·len ràpidament, els voltmetres electrònics poden proporcionar lectures de tensió fiables i precises, fent-los una eina essencial per a enginyers i tècnics que treballen en diversos camps de l'electrònica.

Cal tenir en compte que els voltmetres electrònics només poden mesurar potència quan el circuit està tancat i hi ha corrent fluixant a través del comptador. Aquest requisit operatiu destaca la necessitat d'una configuració i connectivitat del circuit adequades per obtenir mesures de potència precises amb aquests instruments.