Digitalni voltmeter: vrste, shema, opis
Digitalni voltmeter je precej priljubljena naprava. Namenjen je izključno za določanje napetosti, ki je na voljo v električni tokokrog. Digitalni voltmeter lahko priključite na dva načina. V prvem izvedbenem primeru je nameščen vzporedno s tokokrogom. Druga metoda vključuje priključitev naprave neposredno na vir električne energije. Posebnost digitalnih voltmetrov je enostavnost uporabe. Poleg tega imajo precej velik indikator notranjega upora. To je zelo pomembno, saj ta parameter vpliva na točnost naprave.
Katere vrste so tam?
Vse voltmetre lahko delimo glede na vrsto izmerjene vrednosti. Glavne vrste naprav so DC in AC. Prvi tip je razdeljen tako na usmernik kot tudi na kvadratne naprave. Poleg tega obstajajo impulzni voltmetri. Njihova posebnost je merjenje radijskih impulznih signalov. V tem primeru lahko meritev napetosti izvaja tako direktni kot izmenični tok.
Digitalno vezje voltmetra
Konvencionalni digitalni voltmetrski tokokrog temelji na diskretnih vrednostih. Pomembno vlogo pri tem ima vhodna naprava. V tem primeru upravljalna naprava sodeluje z digitalno bralno enoto v decimalnih številkah. Značilnost vhodne naprave je visokonapetostni delilnik. Če je delo odvisno od definicije AC, potem deluje kot običajen pretvornik. V tem primeru je izhod enosmerni tok
Trenutno je centralna enota vključena v analogni signal. V tem sistemu je predstavljen v obliki digitalne kode. Postopek pretvorbe je značilen ne samo za voltmetre, ampak tudi za multimetre. Nekateri modeli naprav uporabljajo binarno kodo. V tem primeru je proces sprejemanja signala zelo poenostavljen, pretvorba pa je veliko hitrejša. Stari modeli voltmetrov so delovali izključno z decimalnimi števili. V tem primeru je bila zabeležena merilna vrednost. Poleg tega ima digitalni voltmetrski krog centralno enoto, ki je odgovorna za vse pomembne komponente naprave.
Digitalni pretvorniki voltmetra
Do danes je na voljo veliko različnih tipov pretvornikov, ki so nameščeni v voltmetrih. Najpogostejši so časovni impulzni modeli. Poleg tega obstajajo tudi kodni impulzni pretvorniki.
Posebnost teh naprav pri drugih napravah je zmožnost uvajanja izravnave enega po enega. Trenutno pulzni frekvenčni modeli nimajo takega privilegija. Lahko pa se uporabljajo za prostorsko kodiranje, kar je lahko v nekaterih študijah zelo pomembno. To še posebej velja za meritve napetosti v zaprtih električnih tokokrogih.
Samodejni voltmetri
Voltmeter (digitalni) to storite sami. Najprej se izbere detektor, ki naj bi določil povprečno popravljeno vrednost. V tem primeru je praviloma nameščen v bližini AC pretvornika. Detektor minimalne napetosti se določi iz 100 MV, vendar nekateri modeli prepoznajo jakosti toka do 1000 MV. Poleg tega, da bi naredili voltmeter (digitalno) z lastnimi rokami, boste potrebovali tranzistor, ki vpliva na občutljivost naprave, in sicer na njen prag. Povezan je z nivojem amplitude kvantne napetosti. Občutljivost naprave vpliva tudi na občutljivost. Če je napetost manjša od 100 MW, se bo stopnja upora zagotovo povečala in sčasoma znašala 10 ohmov.
Odpornost električnega tokokroga
Upor, ki se oblikuje v sistemu, je odvisen od števila znakov v vezju. V tem primeru je treba razumeti, da so lahko lestvice voltmetrov zelo različne. Razmerje izmerjene vrednosti je neposredno sorazmerno z napetostjo. Poleg tega morate upoštevati tudi odpornost proti hrupu, ki vpliva tudi na odpornost naprave. Tu je treba opozoriti, da je digitalni vgrajeni voltmeter velik amplitud.
V tem primeru ima velik vpliv na pojav interference v tokokrogu. Najpogostejši vzrok ostrega skoka je napaka v napajanju. V tem primeru je lahko kršena povprečna frekvenca naprave. Tako je bilo na vhodu v vezje na primer 50 Hz, izhodna vrednost pa je bila 10 Hz. Posledično se v povezovalni žici oblikuje upor. Postopoma to vodi do puščanja, in to se dogaja na mestu, kjer se nahajajo terminali. V tem primeru je težavo mogoče rešiti z ozemljitvijo te strani. Posledica tega je, da hrup pride do vhodnega vezja in frekvenca v napravi se stabilizira.
Napake merjenja
Napaka merjenja voltmetra je neposredno povezana z vir energije. Hkrati je treba na izhodu upoštevati napetost. Najpogosteje motnje splošnega tipa spremenijo parametre upora. Posledično se lahko ta številka bistveno zmanjša. Do danes obstajajo trije dokazani načini za reševanje vseh vrst motenj v voltmetrih. Prva tehnika je uporaba zaščitenih žic. V tem primeru je vhod električnega tokokroga zelo pomemben za izolacijo od opreme.
Drugi način je, da imamo integracijski element. Posledično se lahko obdobje motenj znatno zmanjša. Nazadnje se šteje, da je vgradnja posebnih filtrov na voltmetrih zadnji korak. Njihova glavna naloga je povečati upor v električnem vezju. Posledično se amplituda motnje na izhodu po bloku bistveno zmanjša. Prav tako je treba opozoriti, da lahko številni pretvorniški sistemi znatno povečajo hitrost merjenja. Vendar pa se z izboljšano zmogljivostjo natančnost beleženja podatkov zmanjša. Posledično lahko taki pretvorniki povzročijo hrup v električnem tokokrogu.
Koda pulznih voltmetrov
Digitalni izmenični voltmeter s kodnim impulzom deluje po načelu enega na enega. V tem primeru se za te naprave uporablja metoda merjenja kompenzacijske napetosti. Postopek izračuna pa poteka z uporabo natančnega delilnika. Poleg tega se izračuna referenčna napetost v električnem tokokrogu.
Na splošno ima kompenziran tok več nivojev. Glede na kvantno teorijo se račun proizvaja v dvo-decimalnem sistemu. Če za avtomobil uporabite dvoštevilčni digitalni voltmeter, se zazna napetost do 100 V. Celoten proces se izvede z ukazi. Posebna pozornost pri delu si zasluži primerjavo napetosti. Temelji na principu kontrolnih impulzov in se pojavljajo v sistemu v določenih časovnih intervalih. Istočasno je možno preklopiti tudi upor enega delilnika.
Posledica tega je, da izhod spreminja omejitev frekvence. Hkrati je možno povezati ločeno napravo za primerjavo kazalnikov. Glavna stvar je, da ne pozabite upoštevati velikosti delilnika v povezavi. V tem primeru signala naprave morda ne boste sprejeli. Posledično lahko podatke primerjamo po ključnih položajih. Pravzaprav so koda, ki jo bere voltmeter.
Poenostavljen diagram impulznega voltmetra
Digitalni ampermeter DC voltmetra lahko shematsko predstavimo kot medsebojno delujoče elemente električnega tokokroga. Najpomembnejši je vhodna naprava, ki igra vlogo referenčnega napetostnega vira. Tako je natančni delilnik priključen na referenčno napravo.
Mehanizmi digitalnega odčitavanja pa kažejo upornost električnega tokokroga. Nadalje lahko krmilne naprave neposredno vplivajo na vhodno napravo in opravijo primerjave napetostnih indikatorjev omrežja. Najpreprostejši postopek merjenja je lahko predstavljen kot uteži. V tem primeru sistem pogosto ne uspe. Povezane so predvsem zaradi nepravilne primerjave.
Merilna natančnost
Merilna natančnost merilnika voltmetra je neposredno povezana s stabilnostjo referenčne napetosti. Poleg tega je treba upoštevati prag natančnosti delilnika v vhodni napravi. Upoštevana je tudi zaščita pred motnjami v verigi. Za to obstaja filter na samem začetku električnega tokokroga. Posledično se lahko kakovost laboratorijskega dela bistveno izboljša.
Voltmetri s časovno impulznimi tipi pretvornikov
Ti tipi voltmetrov uporabljajo posebne pretvornike, ki merijo napetost le v določenih časovnih intervalih. Pri tem se upoštevajo impulzna nihanja v električnem tokokrogu. Poleg tega se izračuna povprečna frekvenca napetosti v sistemu. Za stabilizacijo se praviloma uporabi diskretni signal, ki se pošilja iz izhodov pretvornika.
V tem primeru se lahko števni impulzi znatno zmanjšajo. Na napako merjenja voltmetrov vpliva veliko dejavnikov. Najprej gre za vzorčenje signalov. Problem je lahko tudi v nestabilnosti frekvence. Povezan je s pragom občutljivosti električnega tokokroga. Zato je primerjava napetosti naprave nelinearna.
Preprost voltmetrski ampermeter s pretvornikom
Digitalni merilnik voltmetra z frekvenčni pretvornik nujno vključuje generator, ki spremlja spremembe napetosti v električnem vezju. Ko se ta meritev izvaja v fazah v intervalih. Generator v električnem tokokrogu se uporablja linearni tip. Za primerjavo podatkov v napravi je sprožilec. Za izračun frekvence je pomembno, da uporabite števec, ki prejme diskretni signal. To se zgodi na izhodu pretvornika voltmetra-ampermetra. Pri tem se upošteva velikost mejne napetosti.
Neposredno informacije se vnesejo na vhod voltmetra-ampermetra. Na tej stopnji se izvede postopek primerjave in ko se pojavi impulz, sistem fiksira ničelno raven. Neposredno signal v voltmetru-ampermeter doseže sprožilec, rezultat pa je pozitivna napetost na izhodu. Impulz se vrne v prvotni položaj šele potem, ko je naprava primerjana. Pri tem se upoštevajo vse spremembe mejne frekvence, ki so nastale v danem časovnem obdobju. Upoštevan je tudi pretvorbeni faktor. Izračuna se na podlagi indikatorja moči signala.
Poleg tega ima formula štetni impulz, ki se pojavi na izhodu generatorja. Posledično se lahko napetost prikaže le, če se v električnem tokokrogu pojavijo določena nihanja. Navsezadnje mora signal doseči sprožilni izhod in se tam obravnavati. Število impulzov se zabeleži v voltmetru-ampermetru. Posledično se sproži indikator, ki kaže na prisotnost napetosti.
Voltmetri za dvojno integracijo
Digitalni dvo-voltni DC voltmeter deluje na principu periodičnega ponavljanja. V tem primeru se izvorna koda samodejno vrne v vezje. Ta sistem deluje izključno z enosmernim tokom. Frekvenca je vnaprej popravljena in napajana na izhodno napravo.
Napake vzorčenja v voltmetrih se ne upoštevajo. Tako lahko pride do trenutkov neusklajenosti štetnih impulzov. Posledično je lahko na začetku in koncu intervala zelo različen en parameter. Vendar pa praviloma napaka ni kritična zaradi delovanja pretvornika.
Poseben problem so motnje hrupa. Posledično lahko znatno izkrivlja kazalnik stresa. Navsezadnje najde svoj odsev v obsegu impulza, to je njegovo trajanje. Tako pri digitalnih voltmetrih ti tipi niso zelo priljubljeni.