الفولتميتر
ما هو الفولتميتر؟
الفولتميتر هو أداة تستخدم لقياس فرق الجهد أو الجهد الكهربائي بين نقطتين في الدوائر الكهربائية الأساسية . تقوم الفولتميتر التناظري بتحريك مؤشر عبر مقياس يتناسب مع جهد الدائرة. قد يكون لمقاييس الفولتميتر دقة في نسبة مئوية قليلة من المقياس الكامل ، وتستخدم مع الفولتية من جزء صغير من الفولت إلى عدة آلاف من الفولتات.
قياسان شائعان للجهد هما التيار المباشر (DC) والتيار المتردد (AC). على الرغم من أن قياسات الجهد هي أبسط الأنواع المختلفة للقياسات التناظرية ، إلا أنها تمثل تحديات فريدة بسبب اعتبارات الضوضاء. تقوم الفولتميتر التناظري بتحريك مؤشر عبر مقياس بما يتناسب مع جهد الدائرة تعطي الفولتميتر الرقمي عرضًا رقميًا للجهد باستخدام محول. أنواع مختلفة من الفولتميتر
1. الفولتميتر التناظري
2. VTVMs و FET VMs
3. الفولتميتر الرقمي
1. الفولتميتر التناظري
يتضمن الفولتميتر التناظري نوعًا منحرفًا لمقاييس الفولتميتر. هذه تشبه الحديد المتحرك ، والملف المتحرك ، والأنواع الكهروستاتيكية من الفولتميتر. أدوات الملف المتحرك من نوعين هما المغناطيس الدائم وأنواع مقياس الدينامو
أجهزة لفائف متحركة مع مجال مغناطيسي دائم يستجيب فقط للتيار المباشر. تتكون أدوات الملف المتحرك من مغناطيس دائم لإنتاج مجال مغناطيسي ، وملف يتم جرحه على قطعة حديدية ناعمة ويدور حول محوره الرأسي. عندما يبدأ التيار في التدفق عبر هذا الملف ، يتم إنتاج عزم الانحراف وفقًا لمعادلة قوة لورنز. هذا العزم يتناسب طرديا مع الجهد عبر تلك الدائرة المعينة.
يتم إنشاء مقياس الفولتميتر DC عن طريق توصيل المقاوم في سلسلة هذه الأداة وأيضًا مقاومة عالية جدا بالتوازي مع الدائرة حيث نريد قياس الجهد. تتكون أداة الملف المتحرك من نوع متر دينامو من ملفين أحدهما ثابت والآخر يدور. ينتج عن تفاعل الحقلين الناتج عن زوج الملف الثابت والملف المتحرك عزم دوران منحرف. تستخدم هذه في دوائر قياس التيار المستمر فقط وهذا يجعل هذه الأداة أقل استخدامًا.
متحرك لفائف الفولتميتر
مزايا نقل أدوات الملف
- المقياس موحد
- يمتد بسهولة للقياسات متعددة النطاقات.
- استهلاك منخفض للطاقة
- تيارات الحمل الطائشة صغيرة جدًا مقارنة بأدوات الحديد المتحركة.
نقل الفولتميتر الحديد
في حين تتحرك أدوات الحديد تستخدم في دوائر التيار المتردد. تنقسم الأدوات الكهرومغناطيسية إلى الحديد المتحرك البسيط ونوع مقياس الدينامو وأنواع الأدوات الحثية. مرة أخرى يتحرك الحديد المصنف على أنه أنواع أدوات الجذب والتنافر. يتكون هذا أيضًا من الحديد اللين وهو عبارة عن ملفات متحركة وثابتة. ينتج عن تفاعل التدفقات الناتجة عن هذين العنصرين عزم الدوران المنحرف. يتم تمديد نطاقات هذه الأدوات عن طريق الحفاظ على المقاومات في سلسلة مع الملف. بعض العيوب هي مقياس غير منتظم ، وتأثيرات مجال شاردة على الجهاز وما إلى ذلك.
مزايا تحريك أدوات الحديد
- هذه تستخدم لقياسات AC و DC.
- تكلفة منخفضة مقارنة بتحريك أدوات الحديد.
- نسبة عزم الدوران إلى الوزن عالية
الفولتميتر الالكتروستاتيكي
الفولتميتر الكهربائي تعمل على مبدأ الكهرباء الساكنة باستخدام التنافر المتبادل بين لوحين مشحونين لصرف المؤشر المرتبط بنابض. تستخدم هذه الأنواع من الأدوات الجهد العالي قياسات التيار المتردد وكذلك التيار المستمر. هؤلاء هم من مكثف نوع القرص الالكتروستاتيكي متصلة عبر الدائرة المراد قياسها. يمكن تصنيف الفولتميتر الكهروستاتيكي إلى ثلاثة أنواع بناءً على التكوين الميكانيكي. هذه هي النفور والجاذبية والتناظر. يتكون نظام الانحراف من عاكس يتم تعليقه من خيوط الالتواء أو يمكن تدويره بواسطة المحامل. يقوم بترتيب العناصر في هذا النوع من الأدوات مع بعض العناصر الخاصة مثل العناصر ذات السعة ، بما في ذلك الألواح المتوازية ، والأسطوانات المتحدة المركز ، واللوحات المفصلية ، وما إلى ذلك ، يتم توفير عزم دوران التخميد عن طريق الهواء أو السائل التخميد أو عن طريق التخميد الدوامة الحالية.
مزايا الأدوات الكهروستاتيكية
- هذه فقط التي ترسم التيارات في التيار المستمر هي تيار التسرب والتيار المطلوب لشحن العناصر السعوية
- حساسية عالية
- قادر على قياس جهد الشحن الأصغر
- مجموعة عالية من إمكانية قياس الجهد ما يقرب من 200KV
2. VTVMs و FET-VMs
مقياس الجهد الأنبوبي الفراغي (VTVM)
تتعامل هذه الأنواع من الأدوات مع قياسات الجهد المستمر والجهد المتناوب والمقاومة. في هذا النوع من جهاز قياس الجهد ، يتم استخدام مكبر إلكتروني بين المدخلات والمتر. بسبب هذا الترتيب ، يتم تقليل التيار المسحوب من الدائرة قيد الاختبار. ال مجموعة من المقاومات تستخدم في جانب الإدخال في نطاق 1-20 ميغا أوم. من خلال تباين المقاومات ، يمكننا تحديد النطاق المراد قياسه. إذا كانت هذه الأداة تستخدم الأنبوب المفرغ في مكبر الصوت ، فيُطلق عليها اسم الفولتميتر للأنبوب المفرغ. تستخدم هذه في قياسات التيار المتردد عالية الطاقة. كاختراع لأجهزة الحالة الصلبة المستخدمة في مكبرات الصوت ، فإن هذا النوع من الفولتميتر يسمى FET-VM.
مزايا
- هذه لها مقاومة عالية للإدخال وبالتالي يكون خطأ التحميل أقل
- يكاد يتم القضاء على اللاخطية
- القدرة على الإشارة إلى الفولتية المتغيرة ببطء.
3. الفولتميتر الرقمي
الفولتميتر الرقمي
تتأثر دقة الفولتميتر بالعديد من العوامل ، بما في ذلك التغيرات في درجة الحرارة والجهد الكهربائي. تعرض DVMs الجهد المقاس باستخدام شاشات LCD أو LED لعرض النتيجة في تنسيق النقطة العائمة. من الواضح ، إذا تم أخذ قياسات الجهد وعرض النتائج رقميًا باستخدام LED أو شاشات LCD ، يجب أن تحتوي الأداة على محول A / D. باستخدام وحدة تحكم دقيقة مبرمجة و ADC وشاشة LCD ، تكون الدائرة التالية جاهزة لتقديم عرض رقمي دقيق للقيم التناظرية من 0 إلى 15 فولت تيار مستمر. يتم استخدامها بسبب خصائص مثل الدقة والمتانة والميزات الإضافية. هذه تقضي تمامًا على أخطاء اختلاف المنظر. سيحول الإشارة قيد الاختبار ثم يضخمها.
مزايا الفولتميتر الرقمي
- يقلل من أخطاء اختلاف المنظر
- النطاق التلقائي
- قطبية آلية
- أداة عالية الدقة تتضمن دقة عالية.
مخطط دائرة الفولتميتر الإلكتروني الرقمي
مخطط الدائرة الإلكترونية الفولتميتر الرقمي
يستخدم تصميم الفولتميتر الرقمي متحكم دقيق يقال إنه ذو كفاءة عالية في التعامل مع عملية ناقل البيانات من حيث كونها أسرع وخالية من الأخطاء ودقيقة. بدلاً من استخدام الطرق التناظرية المطلقة لاكتشاف الفولتية ، يوفر الفولتميتر الرقمي قيمًا أكثر دقة ودقة للجهود في دائرة معينة في نطاق الفولتميتر.
شاهد الفيديو التالي لفهم وظائف الفولتميتر الرقمي:
قد تحصل على معرفة جيدة عن الدوائر الإلكترونية والعديد من الأفكار حول مشاريع الإلكترونيات من خلال زيارة هذه المدونة بانتظام. يمكنك الاشتراك في هذه المدونة للحصول على تحديثات منتظمة.
اعتمادات الصورة:
