Sähköinen volttimittari

Sähköisen volttimittarin määritelmä ja toiminta

Määritelmä: Sähköinen volttimittari on tyyppi volttimittarista, joka käyttää vahvistinta herkkyytensä parantamiseen. Se on monipuolinen laite, joka on suunniteltu vaihtovirta- (AC) ja suoravirtalaitteiden (DC) jännitteiden mittaamiseen. Korkean syöteen vastuksen ansiosta sähköinen volttimittari voi antaa tarkkoja jännitetiedotuksia, mikä tekee siitä suosittun valinnan erilaisissa sähkö- ja elektroniikkasovelluksissa.

Perinteisillä liukukierroksilla varustetut volttimittarit usein kamppailevat alhaisen jännitteen signaalien havaitsemisessa. Sähköinen volttimittari ylittää tehokkaasti tämän rajoituksen. Sen korkea syöttöimpedanssi mahdollistaa erittäin heikkojen sähkösignaalien havaitsemisen, mikä taataan tarkat mittaukset. Korkea impedanssi tarkoittaa, että volttimittari esittää merkittävän vastustuksen syötteen virtayhteydelle, vähentäen siten testattavan piirin kuormitusvaikutusta.

Sähköiset volttimittarit voivat käyttää transistoreita tai tyhjiölaitteita aktiivisinä komponenttina. Transistorityypiset volttimittarit (TVMs) tyypillisesti näyttävät korkean vastusominaisuudet, mikä tekee niistä soveltuvin suoravirtajännitteen mittaamiseen. Toisaalta tyhjiölaitetyypiset volttimittarit (VVMs) ovat suhteellisen pienempiä vastusominaisuuksia, mikä tekee niistä soveluvin joillekin sähkövirran mittaamistehtäville lisäksi jännitteen mittaamiseen.

Sähköisen volttimittarin toiminta

Sähköisen volttimittarin perustavanlaatuinen toiminta perustuu siihen periaatteeseen, että mitattavan jännitteen suuruus on suoraan verrannollinen laitteen osoittimen poikkeamaan. Osoitin on asennettu kalibroidulle skaalalle, ja sen poikkeaman paikka ilmaisee tarkasti mitattavan syöttöjännitteen suuruuden.

Liukukierrosvarustettujen volttimittariin verrattuna, jotka vetävät suhteellisen paljon energiaa mitattavasta piiristä, mikä saattaa johtaa lukuvirheisiin piirin kuormitusvaikutuksen vuoksi, sähköiset volttimittarit käsittelevät tätä ongelmaa tehokkaasti. Niiden korkean impedanssin suunnitelma varmistaa, että vähän energiaa otetaan pois mitattavasta piiristä, mikä mahdollistaa tarkat ja luotettavat jännitteen mittaukset laajassa sovellusalassa.

Sähköinen volttimittari: Toiminta ja luokittelu

Sähköisessä volttimittarissa osoittimen poikkeama on ohjattu apuvahvistinpiirillä. Tämän vahvistimen ulostulovoltit heijastavat tarkasti testattavan piirin voltitasoja. Olennaisesti, vain vähän lisäenergiaa kulkee deflektorijärjestelmään. Tämä suunnittelumuoto varmistaa, että mittari voi tarjota erittäin tarkkoja lukemia, koska se vähentää virheiden mahdollisuutta, jotka aiheutuvat energiavaikutuksista tai kuormitusvaikutuksista mitattavaan piiriin.

Sähköisten volttimittarien tyypit

Sähköiset volttimittarit voidaan pääasiassa luokitella kahdeksi erilliseksi tyypiksi:

Analoginen sähköinen volttimittari

Analoginen sähköinen volttimittari on luonteenomainen sen tuloksen osoittamisella, joka ilmoitetaan osoittimen poikkeamana kalibroidulla skaalalla. Tämäntyyppinen jännitteen mittaaminen laite on huomioitu korkean piirinvastuksen, joka vähentää sen vaikutusta mitattavaan piiriin. Se käyttää sähköistä vahvistinta syöttösignaalien säätämiseen ja käsittelyyn.

Analoginen sähköinen volttimittari voidaan edelleen jakaa sen mukaan, mitä jännitettä se mittailee:

• AC-analoginen sähköinen volttimittari: Erikoisesti suunniteltu vaihtovirtajännitteen mittaamiseen, se tarkasti kuvaa vaihtovirtasignaalien vaihtelevan luonteen ja kääntää ne vastaavaksi osoittimen poikkeamaksi skaalalla.

• DC-analoginen sähköinen volttimittari: Suunniteltu suoravirtajännitteen mittaamiseen, se tarjoaa vakavan ja luotettavan viittauksen vakiojännitetasoille, mikä tekee siitä sopivan valinnan laajaan kirjoon suoravirtavaltaisia sähköjärjestelmiä ja komponentteja.

Digitaalinen sähköinen volttimittari ja sähköisten volttimittarien etumatkat

Digitaalinen sähköinen volttimittari

Digitaalinen sähköinen volttimittari on tyyppi laitteesta, joka tarjoaa digitaalisen ulostulon mitatulle jännitteelle, esittäen tuloksen numeerisessa muodossa. Poistamalla tarpeen manuaaliselle tulkinnalle osoittimelle skaalalla, digitaaliset sähköiset laitteet tehokkaasti vähentävät ihmispäivitystä aiheutuvia virheitä, erityisesti parallaksivirheitä. Koska lukemat näkyvät suoraan numeroina, ne tarjoavat suurempaa tarkkuutta ja selkeyttä, varmistamalla tarkemmat ja yhtenäisemmät jännitteen mittaukset.

Sähköisten volttimittarien etumatkat

Sähköiset volttimittarit tarjoavat useita merkittäviä etuja, jotka tekevät niistä olennaisia välineitä sähkö- ja elektroniikan mittaamiseen:

• Alhaisen tason signaalien havaitseminen: Vahvistimilla varustettuina sähköiset volttimittarit on suunniteltu minimoimaan kuormitusvirheitä, mikä mahdollistaa niiden havaitseman äärimmäisen heikot sähkösignaalit. Nämä vahvistimet ovat riittävän herkkiä havaitsemaan signaaleja, jotka tuottavat noin 50μA:n suuruisen sähkövirran. Tällaisen alhaisen tason signaalien havaitseminen on olennainen tarkkojen ja luotettavien mittauksien saamiseksi, erityisesti sovelluksissa, joissa jännitteen todellinen arvo saattaa hämärtää melun tai muiden häiriöiden takia. Tämä herkkys varmistaa, että jopa pienimmät jännitteen fluktuoinnit voidaan tarkasti mittailla, tarjoten arvokasta tietoa sähköpiirien käyttäytymisestä.

• Alhainen energiankulutus: Sähköiset volttimittarit sisältävät tyhjiölaitteita tai transistoreita, joilla molemmilla on vahvistuss ominaisuudet. Kun ei ole riippuvainen pelkästään mitatusta jännitteestä toimintaan, ne käyttävät apuvirtalähdettä osoittimen poikkeamajärjestelmän ajamiseen. Mitan jännitteen suuruus ohjaa sensorielementin poikkeamista, vähentäen virtaa, joka vedetään mitattavasta piiristä. Tämän seurauksena sähköisen volttimittarin piirin kokonaisenergiankulutus pysyy erittäin alhaisena. Tämä energiatehokas suunnitelma ei ainoastaan pidentä laitteen käyttöikää, mutta myös vähentää sen vaikutusta mitattavaan piiriin, tekemässä siitä soveltuvan laajaan kirjaan sovelluksiin, mukaan lukien ne, joissa energiansäästö on kriittinen.

• Laaja taajuusalue: Kiitos transistoreiden käytön, sähköisten volttimittarien toiminta ei ole rajoitettu tietylle taajuusalueelle. Nämä monipuoliset laitteet voivat tarkasti mitata jännitteitä laajalta spektriltä, erittäin matalista taajuudesta erittäin korkeisiin taajuuksiin. Tämä laaja taajuusalue mahdollistaa sähköisten volttimittarien käytön monipuolisissa sovelluksissa, kuten voimasysteemien analysointiin, signaalinkäsittelypiireihin ja nopeisiin digitaalisiin elektroniikkajärjestelmiin. Riippumatta siitä, mitätilanteessa mitataan hitaasti vaihtelevia DC-ominaisuuksia tai nopeasti värähteliä AC-signaaleja, sähköiset volttimittarit voivat tarjota luotettavia ja tarkkoja jännitteen lukemia, tekevänsä niistä olennaisen työkalun insinööreille ja teknikoille eri aloilla elektroniikassa.

On tärkeää huomioida, että sähköiset volttimittarit voivat mitata virtaa vain, kun piiri on suljettu ja virta virtaa mittarin läpi. Tämä toimintovaatimus korostaa asianmukaisen piirisuunnittelun ja -yhteyden tarvetta tarkkojen tehojen mittaamiseksi näillä laitteilla.