voltmeter อิเล็กทรอนิกส์

คำจำกัดความและการทำงานของโวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์

คำจำกัดความ: โวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์เป็นประเภทหนึ่งของโวลต์มิเตอร์ที่ใช้อุปกรณ์ขยายเพื่อเพิ่มความไวของตัวเอง ซึ่งออกแบบมาเพื่อวัดแรงดันไฟฟ้าในอุปกรณ์ทั้งกระแสสลับ (AC) และกระแสตรง (DC) ด้วยความต้านทานทางเข้าสูง โวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์สามารถให้การอ่านค่าแรงดันไฟฟ้าที่แม่นยำ ทำให้เป็นตัวเลือกที่นิยมในหลากหลายการประยุกต์ใช้งานทางไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

โวลต์มิเตอร์แบบเคลื่อนที่แบบดั้งเดิมมักจะไม่สามารถตรวจจับสัญญาณแรงดันไฟฟ้าต่ำได้ โวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์สามารถแก้ไขข้อจำกัดนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ความต้านทานทางเข้าสูงช่วยให้สามารถตรวจจับสัญญาณไฟฟ้าที่อ่อนแอก็ตาม ทำให้การวัดมีความแม่นยำ ความต้านทานสูงหมายความว่าโวลต์มิเตอร์มีการต้านทานที่สำคัญต่อแหล่งจ่ายไฟ ลดผลกระทบจากการโหลดวงจรที่กำลังทดสอบ

โวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์สามารถใช้ทรานซิสเตอร์หรือหลอดสุญญากาศเป็นส่วนประกอบที่ทำงานได้ โวลต์มิเตอร์แบบทรานซิสเตอร์ (TVMs) มักมีคุณสมบัติความต้านทานสูง ทำให้ไม่เหมาะสมสำหรับการวัดกระแสตรง ในทางกลับกัน โวลต์มิเตอร์แบบหลอดสุญญากาศ (VVMs) มีความต้านทานค่อนข้างต่ำ ทำให้เหมาะสมสำหรับงานวัดกระแสบางอย่างนอกจากการวัดแรงดันไฟฟ้า

การทำงานของโวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์

หลักการพื้นฐานของการทำงานของโวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์คือ ขนาดของแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้มีความสัมพันธ์โดยตรงกับการเบี่ยงเบนของเข็มบนเครื่องมือ เข็มติดตั้งบนสเกลที่ได้รับการปรับเทียบ และตำแหน่งที่เข็มเบี่ยงเบนแสดงถึงขนาดของแรงดันไฟฟ้าที่นำเข้า

แตกต่างจากโวลต์มิเตอร์แบบเคลื่อนที่ ซึ่งใช้พลังงานค่อนข้างมากจากวงจรที่วัด อาจทำให้เกิดความผิดพลาดในการอ่านค่าเนื่องจากการโหลดวงจร โวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์แก้ปัญหานี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ การออกแบบความต้านทานสูงทำให้ใช้พลังงานจากวงจรที่กำลังทดสอบน้อยมาก ทำให้การวัดแรงดันไฟฟ้ามีความแม่นยำและเชื่อถือได้ในหลากหลายการประยุกต์ใช้งาน

โวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์: การทำงานและการจำแนก

ในโวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ การเบี่ยงเบนของเข็มขับเคลื่อนโดยวงจรขยายเสริม แรงดันไฟฟ้าที่ออกจากระบบขยายสะท้อนระดับแรงดันไฟฟ้าของวงจรทดสอบ สำคัญคือพลังงานเพิ่มเติมที่ผ่านระบบเบี่ยงเบนน้อยมาก การออกแบบนี้ทำให้เครื่องมือสามารถให้การอ่านค่าที่แม่นยำมาก เพราะลดโอกาสของความผิดพลาดที่เกิดจากความรบกวนหรือผลกระทบจากการโหลดวงจรที่กำลังวัด

ประเภทของโวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์

โวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์สามารถจำแนกได้เป็นสองประเภทหลัก:

โวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์อนาล็อก

โวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์อนาล็อกมีลักษณะโดยการอ่านค่าผ่านการเบี่ยงเบนของเข็มบนสเกลที่ได้รับการปรับเทียบ ชนิดนี้ของเครื่องมือวัดแรงดันไฟฟ้ามีความต้านทานวงจรสูง ทำให้ลดผลกระทบต่อวงจรที่กำลังทดสอบ ใช้ระบบขยายอิเล็กทรอนิกส์ในการควบคุมและประมวลผลสัญญาณที่นำเข้า

โวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์อนาล็อกสามารถแบ่งย่อยตามประเภทของแรงดันไฟฟ้าที่วัด:

• โวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์อนาล็อก AC: ออกแบบมาเฉพาะสำหรับวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ สามารถจับสัญญาณ AC ที่เปลี่ยนแปลงได้อย่างแม่นยำและแปลงเป็นการเบี่ยงเบนของเข็มบนสเกล

• โวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์อนาล็อก DC: ออกแบบมาสำหรับวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง ให้การอ่านค่าที่เสถียรและเชื่อถือได้สำหรับแรงดันไฟฟ้าคงที่ ทำให้เหมาะสมสำหรับระบบไฟฟ้าและส่วนประกอบที่ใช้กระแสตรงในวงกว้าง

โวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิตอลและข้อดีของโวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์

โวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิตอล

โวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิตอลเป็นประเภทของเครื่องมือที่ให้ผลลัพธ์การวัดแรงดันไฟฟ้าในรูปแบบดิจิตอล นำเสนอผลลัพธ์เป็นตัวเลข โดยการกำจัดความจำเป็นในการแปลผลเข็มบนสเกลด้วยตนเอง ทำให้ลดความผิดพลาดที่เกิดจากมนุษย์ เช่น ความผิดพลาดจากการมองเห็นที่ไม่ตรง ด้วยการแสดงผลเป็นตัวเลข ทำให้มีความแม่นยำและความชัดเจนมากขึ้น ทำให้การวัดแรงดันไฟฟ้ามีความแม่นยำและเชื่อถือได้มากขึ้น

ข้อดีของโวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์

โวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์มีข้อดีหลายประการที่ทำให้เป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้ในการวัดทางไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์:

• การตรวจจับสัญญาณต่ำ: โวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีระบบขยาย ออกแบบมาเพื่อลดความผิดพลาดจากการโหลด ทำให้สามารถตรวจจับสัญญาณไฟฟ้าที่อ่อนแอได้ ระบบขยายเหล่านี้มีความไวพอที่จะตรวจจับสัญญาณที่สร้างกระแสต่ำประมาณ 50μA ความสามารถในการตรวจจับสัญญาณต่ำนี้เป็นสิ่งสำคัญในการวัดที่แม่นยำและเชื่อถือได้ โดยเฉพาะในแอปพลิเคชันที่ค่าแรงดันไฟฟ้าจริงอาจถูกปกปิดด้วยเสียงรบกวนหรือการรบกวนอื่น ๆ ความไวนี้ทำให้สามารถวัดแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงเล็กน้อยได้อย่างแม่นยำ ให้ข้อมูลที่มีค่าเกี่ยวกับพฤติกรรมของวงจรไฟฟ้า

• การใช้พลังงานต่ำ: โวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ใช้หลอดสุญญากาศหรือทรานซิสเตอร์ ซึ่งมีคุณสมบัติในการขยาย แทนที่จะพึ่งพาแรงดันไฟฟ้าที่วัดเพียงอย่างเดียวในการทำงาน ใช้แหล่งพลังงานเสริมในการขับเคลื่อนระบบเบี่ยงเบนของเข็ม ขนาดของแรงดันไฟฟ้าที่วัดควบคุมการเบี่ยงเบนของอุปกรณ์ตรวจจับ ลดการใช้พลังงานจากวงจรที่กำลังทดสอบ ทำให้การใช้พลังงานรวมของวงจรโวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ต่ำมาก การออกแบบที่ประหยัดพลังงานนี้ไม่เพียงแต่ยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือเท่านั้น แต่ยังลดผลกระทบต่อวงจรที่กำลังวัด ทำให้เหมาะสมสำหรับการประยุกต์ใช้งานหลากหลาย รวมถึงการประยุกต์ใช้งานที่ต้องการการประหยัดพลังงาน

• ช่วงความถี่กว้าง: ด้วยการใช้ทรานซิสเตอร์ การทำงานของโวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ไม่ได้จำกัดอยู่ในช่วงความถี่เฉพาะ ชนิดนี้ของเครื่องมือสามารถวัดแรงดันไฟฟ้าได้ในช่วงความถี่ที่กว้าง ตั้งแต่ความถี่ต่ำมากจนถึงความถี่สูงมาก ความสามารถในการวัดในช่วงความถี่ที่กว้างนี้ทำให้โวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์สามารถใช้งานได้ในแอปพลิเคชันที่หลากหลาย เช่น การวิเคราะห์ระบบไฟฟ้า วงจรประมวลผลสัญญาณ และอิเล็กทรอนิกส์ดิจิตอลความเร็วสูง ไม่ว่าจะวัดส่วนประกอบ DC ที่เปลี่ยนแปลงช้าหรือสัญญาณ AC ที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว โวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์สามารถให้การอ่านค่าแรงดันไฟฟ้าที่เชื่อถือได้และแม่นยำ ทำให้เป็นเครื่องมือที่จำเป็นสำหรับวิศวกรและเทคนิคที่ทำงานในสาขาต่าง ๆ ของอิเล็กทรอนิกส์

ควรทราบว่าโวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์สามารถวัดกำลังได้เฉพาะเมื่อวงจรป้อนปิดและมีกระแสไหลผ่านเครื่องมือนี้ ความต้องการในการทำงานนี้เน้นความจำเป็นในการกำหนดโครงสร้างวงจรและเชื่อมต่ออย่างถูกต้อง เพื่อให้ได้การวัดกำลังที่แม่นยำโดยใช้เครื่องมือนี้