전자 전압계

전자 전압계의 정의 및 작동 원리

정의: 전자 전압계는 감도를 향상시키기 위해 증폭기를 사용하는 종류의 전압계입니다. 이는 교류(AC)와 직류(DC) 장치 모두에서 전압을 측정하도록 설계된 다목적 도구입니다. 높은 입력 저항 덕분에 전자 전압계는 정확한 전압 값을 제공할 수 있어 다양한 전기 및 전자 응용 분야에서 선호되는 선택입니다.

전통적인 이동 코일 전압계는 낮은 전압 신호를 감지하는 데 어려움을 겪곤 합니다. 전자 전압계는 이러한 제한을 효과적으로 극복합니다. 높은 입력 임피던스로 인해 매우 약한 전기 신호를 감지할 수 있어 정밀한 측정이 가능합니다. 높은 임피던스는 입력 공급에 대해 상당한 저항을 제공하므로, 테스트 중인 회로에 대한 로딩 효과를 최소화합니다.

전자 전압계는 트랜지스터나 진공관을 활성 구성 요소로 사용할 수 있습니다. 트랜지스터형 전압계(TVMs)는 일반적으로 높은 저항 특성을 나타내며, 이를 통해 직접 전류 측정에는 적합하지 않습니다. 반면, 진공관 전압계(VVMs)는 상대적으로 낮은 저항을 가지므로, 전압 측정 외에도 특정 전류 측정 작업에 더 적합합니다.

전자 전압계의 작동 원리

전자 전압계의 기본 작동 원리는 측정된 전압의 크기가 계기의 포인터 변위와 직접적으로 비례한다는 원칙에 기반합니다. 포인터는 교정된 스케일에 장착되어 있으며, 그가 변위하는 위치는 입력 전압의 크기를 정확히 표시합니다.

측정 회로부터 상대적으로 많은 전력을 소모하여 측정값에 오류를 초래할 수 있는 이동 코일 전압계와 달리, 전자 전압계는 이 문제를 효과적으로 해결합니다. 높은 임피던스 설계로 인해 테스트 중인 회로부터 최소한의 전력만 추출하므로, 광범위한 응용 분야에서 정확하고 신뢰할 수 있는 전압 측정이 가능합니다.

전자 전압계: 작동 및 분류

전자 전압계에서는 포인터의 변위가 보조 증폭기 회로에 의해 구동됩니다. 이 증폭기의 출력 전압은 시험 회로의 전압 수준과 매우 유사합니다. 중요한 점은 추가적인 전력이 변위 메커니즘을 통과하는 양이 매우 적다는 것입니다. 이러한 설계 특징으로 인해 미터는 전력 관련 간섭이나 측정 중인 회로에 대한 로딩 효과로 인한 오류를 줄여서 매우 정확한 측정 결과를 제공할 수 있습니다.

전자 전압계의 종류

전자 전압계는 크게 두 가지 유형으로 분류할 수 있습니다:

아날로그 전자 전압계

아날로그 전자 전압계는 포인터가 교정된 스케일 위에서 변위함으로써 출력을 표시하는 특징을 가지고 있습니다. 이 종류의 전압 측정 도구는 높은 회로 임피던스를 자랑하며, 이를 통해 테스트 중인 회로에 미치는 영향을 최소화합니다. 이는 전자 증폭기를 사용하여 입력 신호를 효과적으로 조절하고 처리합니다.

아날로그 전자 전압계는 측정하는 전압의 종류에 따라 더 세분화할 수 있습니다:

• 교류 아날로그 전자 전압계: 교류 전압을 측정하기 위해 특별히 설계되었으며, 교류 신호의 변동성을 정확하게 캡처하여 스케일 위의 해당 포인터 변위로 변환합니다.

• 직류 아날로그 전자 전압계: 직류 전압을 측정하기 위해 특별히 설계되었으며, 일정한 전압 수준을 안정적이고 신뢰성 있게 표시하여 다양한 DC 전원을 사용하는 전기 시스템 및 구성 요소에 적합합니다.

디지털 전자 전압계 및 전자 전압계의 장점

디지털 전자 전압계

디지털 전자 전압계는 측정된 전압을 숫자 형식으로 디지털 출력을 제공하는 종류의 도구입니다. 스케일 위의 포인터를 수동으로 해석할 필요가 없어, 특히 시차 오류를 효과적으로 줄입니다. 읽기는 숫자로 직접 표시되므로, 더욱 정밀하고 명확한 전압 측정이 가능합니다.

전자 전압계의 장점

전자 전압계는 전기 및 전자 측정에서 필수적인 도구로, 다음과 같은 여러 가지 중요한 이점을 제공합니다:

• 낮은 수준의 신호 검출: 증폭기를 장착한 전자 전압계는 로딩 오류를 최소화하도록 설계되어 매우 약한 전기 신호를 감지할 수 있습니다. 이러한 증폭기는 약 50μA의 전류를 생성하는 신호까지 감지할 만큼 민감합니다. 낮은 수준의 신호를 감지하는 능력은 노이즈나 다른 간섭으로 실제 전압 값이 가려질 수 있는 응용 분야에서 정확하고 신뢰할 수 있는 측정을 위해 중요합니다. 이러한 민감도 덕분에 가장 작은 전압 변화도 정확하게 측정할 수 있어 전기 회로의 동작에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다.

• 낮은 전력 소비: 전자 전압계는 증폭 특성을 갖춘 진공관 또는 트랜지스터를 사용합니다. 측정된 전압에만 의존하는 대신, 보조 전원을 사용하여 포인터 변위 메커니즘을 구동합니다. 측정된 전압의 크기가 감지 요소의 변위를 제어하므로, 테스트 중인 회로부터 소비되는 전력이 줄어듭니다. 결과적으로 전자 전압계 회로의 전체 전력 소비는 매우 낮게 유지됩니다. 이러한 에너지 효율적인 설계는 도구의 수명을 연장하고, 측정 중인 회로에 미치는 영향을 최소화하여, 특히 전력 절약이 중요한 응용 분야에서도 적합합니다.

• 넓은 주파수 범위: 트랜지스터를 사용함으로써 전자 전압계의 작동은 특정 주파수 범위에 제한되지 않습니다. 이러한 다재다능한 도구는 매우 낮은 주파수부터 매우 높은 주파수까지 광범위한 주파수에서 정확하게 전압을 측정할 수 있습니다. 이 넓은 주파수 범위의 능력은 전력 시스템 분석, 신호 처리 회로, 고속 디지털 전자 제품 등 다양한 응용 분야에서 전자 전압계를 사용할 수 있게 합니다. 느리게 변하는 DC 구성 요소든 빠르게 진동하는 AC 신호든, 전자 전압계는 신뢰성 있고 정밀한 전압 값을 제공하여 전자 기술 분야에서 일하는 엔지니어와 기술자에게 필수적인 도구가 됩니다.

전자 전압계는 회로가 폐쇄되고 전류가 미터를 통해 흐를 때에만 전력을 측정할 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 이러한 작동 요구 사항은 정확한 전력 측정을 위해서는 올바른 회로 구성 및 연결이 필요하다는 것을 강조합니다.