Elektronikus voltmérő

Elektronikus feszültségmérő definíciója és működése

Definíció: Az elektronikus feszültségmérő olyan feszültségmérő, amely erősítőt alkalmaz érzékenységének növelésére. Ez egy sokoldalú eszköz, amely kifejezetten az alternátoros (AC) és egyirányú áramú (DC) eszközökben lévő feszültségek mérésére tervezett. A magas beviteli ellenállását köszönhetően az elektronikus feszültségmérő pontos feszültség-értékeket szolgáltat, ezzel választott eszközzé téve számos elektromos és elektronikus alkalmazásban.

A hagyományos mozgócsapattyús feszültségmérések gyakran nehézségekbe ütköznek alacsony feszültségű jelek detektálásában. Az elektronikus feszültségmérő hatékonyan legyőzi ezt a korlátot. Magas beviteli impedanciája lehetővé teszi, hogy rendkívül gyenge elektromos jeleket is érzékeljen, így megbízható méréseket biztosít. A magas impedancia azt jelenti, hogy a feszültségmérő jelentős ellenállást mutat az beviteli ellátásra nézve, minimalizálva a tesztelt áramkör terhelését.

Az elektronikus feszültségmérések tranzisztorokat vagy vakuumröhöket használhatnak aktív alkatrészekként. A tranzisztor típusú feszültségmérések (TVM-ek) általában magas ellenállás jellemzőit mutatják, ami nem alkalmas közvetlen árammérésre. Másrészről, a vakuumröhöt tartalmazó feszültségmérések (VVM-ek) viszont relatíve alacsonyabb ellenállást mutatnak, ami megfelel bizonyos árammérési feladatokhoz, valamint a feszültségméréshez is.

Az elektronikus feszültségmérő működése

Az elektronikus feszültségmérő alapvető működése azon elv alapján történik, hogy a mérni kívánt feszültség nagysága arányos a mutató eltérésével az eszközön. A mutató egy kalibrált skálára van raktárva, és a pozíció, amibe eltér, pontosan jelezzi a beviteli feszültség nagyságát.

Ellentétben a mozgócsapattyús feszültségmérésekkel, amelyek viszonylag nagy mennyiségű energiát vesznek fel a mérni kívánt áramkörből, ami hibákat okozhat a mérésekben a terhelés miatt, az elektronikus feszültségmérések hatékonyan kezelik ezt a problémát. Magas-impedanciás dizájnuk minimalizálja a teljesítmény kivonását a tesztelt áramkörből, így lehetővé téve a pontos és megbízható feszültségméréseket széles körben.

Elektronikus feszültségmérő: Működés és osztályozás

Az elektronikus feszültségmérőben a mutató eltérését egy segéd erősítő áramkör vezeti. Ez az erősítő áramkör kimeneti feszültségei szorosan tükrözik a tesztáramkör feszültség-szintjeit. Fontos, hogy minimális további energia halad át a deflektori mechanizmuson. Ez a tervezési jellemző biztosítja, hogy a mérő nagyon pontos adatokat tudjon szolgáltatni, mivel csökkenti a hiba potenciálját, amelyet a teljesítmény-szerű zavar vagy a terhelési hatások okozhatnának a mérni kívánt áramkörön.

Az elektronikus feszültségmérő típusai

Az elektronikus feszültségmérések két különböző típusba sorolhatók:

Analog elektronikus feszültségmérő

Az analóg elektronikus feszültségmérőt a mutató eltérésével jelzett kimenet jellemezzi egy kalibrált skálán. Ez a feszültség-mérő eszköz magas áramkör-impedanciával rendelkezik, ami minimalizálja hatását a tesztelt áramkörre. Elektronikus erősítőt alkalmaz a beviteli jelek hatékony szabályozására és feldolgozására.

Az analóg elektronikus feszültségmérő további részletezhető a mérni kívánt feszültség típusa szerint:

• Alternátoros analóg elektronikus feszültségmérő: Kifejezetten alternátoros feszültségek mérésére tervezett, pontosan lefoglalja az AC jelek hegyzelt természetét, és ezeket a megfelelő mutató eltérésével fejezi ki a skálán.

• Egyirányú áramú analóg elektronikus feszültségmérő: Egyirányú áramú feszültségek mérésére szabott, stabil és megbízható jelet ad a konstans feszültség-szintekről, ami széles körben alkalmazható DC-ellátású elektromos rendszerekben és komponensekben.

Digitális elektronikus feszültségmérő és az elektronikus feszültségmérések előnyei

Digitális elektronikus feszültségmérő

A digitális elektronikus feszültségmérő olyan eszköz, amely numerikus formában adja vissza a mérni kívánt feszültséget. Az analóg mutató manuális értelmezésének kiküszöbölésével a digitális elektronikus eszközök hatékonyan csökkentik a emberi hibákat, különösen a parallaxis hibákat. Mivel a mérések közvetlenül számokként jelennek meg, nagyobb pontosságot és világosságot nyújtanak, garantálva így pontosabb és konzisztensebb feszültségméréseket.

Az elektronikus feszültségmérések előnyei

Az elektronikus feszültségmérések több jelentős előnyt kínálnak, amelyek létfontosságú eszközt képeznek az elektromos és elektronikus mérésekben:

• Alacsony szintű jel detektálása: Erősítőket használva az elektronikus feszültségmérések minimalizálják a terhelési hibákat, lehetővé téve, hogy extrémül gyenge elektromos jeleket is detektáljanak. Ezek az erősítők olyan érzékenyek, hogy akár 50μA-os áramot is felismernek. Ennek a sebességnek a detektálása kulcsfontosságú a pontos és megbízható mérések eléréséhez, különösen abban az esetben, ha a feszültség valódi értéke zaj vagy más interferenciák miatt homályos. Ez az érzékenység biztosítja, hogy még a legkisebb feszültség-fluktuációkat is pontosan mérhetjük, értékes információkat nyújtva az elektromos áramkörök viselkedéséről.

• Alacsony energiaszükséglet: Az elektronikus feszültségmérések vakuumröhöket vagy tranzisztorokat használnak, mindkettőnek erősítő tulajdonságai vannak. Nem csak a mérni kívánt feszültségre támaszkodnak a működéshez, hanem segédenergiaforrást használnak a mutató eltérési mechanizmusának meghajtására. A mérni kívánt feszültség nagysága irányítja a detektáló elem eltérését, csökkentve a tesztelt áramkörből származó energiát. Így az elektronikus feszültségmérő áramkör teljes energiaszükséglete rendkívül alacsony marad. Ez a hatékony energiahasználat nem csak meghosszabbítja az eszköz élettartamát, de minimalizálja a hatását a mérni kívánt áramkörre, megfelelővé téve számos alkalmazást, beleértve azokat is, ahol az energia-megőrzés kritikus.

• Széles frekvencia-szpektrum: A tranzisztorok használatának köszönhetően az elektronikus feszültségmérések működése nem korlátozódik egy specifikus frekvencia-szintre. Ezek a sokoldalú eszközök széles spektrumon mérhetik a feszültségeket, nagyon alacsonytól a rendkívül magas frekvenciákig. Ez a széles frekvencia-kapacitás lehetővé teszi, hogy az elektronikus feszültségmérések számos alkalmazásban használhatók legyenek, mint például az energia-rendszer-analízis, a jel-feldolgozó áramkörök, és a nagy sebességű digitális elektronika. Legyen az lassan változó DC komponensek vagy gyorsan oszcilláló AC jelek mérésére, az elektronikus feszültségmérések megbízható és pontos feszültség-értékeket adhatnak, így fontos eszközzé téve őket a különböző elektrotechnikai területeken dolgozó mérnökök és technikusok számára.

Fontos megjegyezni, hogy az elektronikus feszültségmérések csak akkor mérhetik a teljesítményt, ha az áramkör zárt, és áram folyik a mérőn keresztül. Ez a működési követelmény hangsúlyozza a megfelelő áramkör-konfiguráció és -kapcsolódás szükségességét a pontos teljesítmény-mérések elvégzéséhez ezen eszközökkel.