Идеальный вольтметр должен обладать бесконечно большим внутренним сопротивлением. Поэтому чем выше внутреннее сопротивление в реальном вольтметре, тем меньше влияния оказывает прибор на измеряемый объект и, следовательно, тем выше точность и разнообразнее области применения.
По принципу действия вольтметры разделяются на:
• электромеханические;
• магнитоэлектрические;
• электромагнитные;
• электродинамические;
• электростатические;
• выпрямительные;
• термоэлектрические;
• электронные;
• аналоговые и цифровые.
По назначению: постоянного тока; переменного тока; импульсные; фазочувствительные; селективные; универсальные.
По конструкции и способу применения: щитовые; переносные; стационарные .
Аналоговый вольтметр
Аналоговые электронные вольтметры переменного тока и характер их шкал в основном определяются схемой электронного преобразователя (детектора). Различают преобразова тели пикового, средневыпрямленного, среднеквадратичного значений, осуществляющие преобразование переменного напряжения в постоянное, пропорциональное соответственно пиковому (максимальному), средневыпрямленному и среднеквадратичному значениям измеряемого напряжения.
Аналоговый вольтметр
Технические характеристики вольтметра
Нормальная работа вольтметра возможна при температуре воздуха, не превышающей 25–30о С с относительной влажностью воздуха до 80 % при атмосферном давлении 630–800 мм рт. ст. Частота питающей сети 50 Гц и с напряжением 220 В (частотой до 400 Гц). На измерение большое влияние оказывает форма кривой переменного напряжения питающей сети – синусоида с коэффициентом гармоник не более 5 %.
Достоинства. Электронные вольтметры обладают высокой чувствительностью, высоким входным сопротивлением, широким диапазоном измеряемых напряжений, могут работать в широком диапазоне частот.
Недостатками вольтметров являются трудность изменения предела измерений, из-за чего приборы выполняются, как правило, однопредельными, и низкая чувствительность (верхний предел измерений не менее десятков вольт), что определяет преимущественное их использование для измерения высоких напряжений. Необходимость питания от стабильных источников постоянного или переменного напряжения; необходимость в электрической установке стрелки измерителя на нуль или калибровке вольтметра перед началом измерений; сравнительно большая погрешность измерений (до 3–5%). Шкалу любого электронного вольтметра градуируют в среднеквадра тических (действующих) значениях напряжения синусоидальной формы. Исключение составляют импульсные вольтметры, шкалу которых градуируют в амплитудных значениях.
Рис. 1. Аналитическая диаграмма характеристик цифрового и аналогового вольтметров
Свойства. Диапазон измерения напряжения, допустимые погрешности и класс точности, диапазон рабочих частот.
Применение. Вольтметр предназначается для измерения напряжения или электродвижущей силы (ЭДС) на участках электрических цепей. Подключение прибора к нагрузке производится параллельно.
Факторы. Солнечные лучи. Влага. Высокая и низкая температура.
Цифровой вольтметр
Нормальная работа вольтметра возможна при температуре воздуха, не превышающей 25–30о С с относительной влажностью воздуха до 80 % при атмосферном давлении 630–800 мм рт. ст. Частота питающей сети 50 Гц и с напряжением 220 В (частотой до 400 Гц). На измерение большое влияние оказывает форма кривой переменного напряжения питающей сети – синусоида с коэффициентом гармоник не более 5 %.
Достоинства: очень высокий класс точности; обладает широким показанием измерения, чувствительностью, быстродействием;
удобство считывания показаний.
Недостатки: сложность схемы; большие габариты; высокая стоимость.
Свойства: имеют систему управления; высокая точность измерения; индикация резисторного измерения в цифровой форме. Воз можность автоматического выбора шкал и полярности, подключения цифропечатающего устройства для механической регистрации результата, ввода информации об измеряемых величинах в ПК, применения для телеизмерений, превращения в измеритель сопротивлений или измеритель отношений двух напряжений.
Применение. Для измерения в цепях постоянного и переменного напряжения до 1000 В и сопротивлений до 10 Ом.
Принцип работы. Вольтметры этого типа более точно измеряют напряжение в сравнении с аналоговыми. Принцип действия основан на преобразовании аналогового входного напряжения в цифровой код, поступающий на цифровое отсчетное устройство, которое преобразует полученный двоичный код в десятичную цифру, отображаемую на табло. Точность измерения напряжения зависит от дискретности входящего в состав прибора аналого-цифрового преобразователя.
Факторы: солнечные лучи; влажность; температура.
Сравнивая характеристики цифрового и аналогового вольтметров, установлено, что цифровой вольтметр по своим характеристикам и параметрам наиболее эффективен, чем аналоговый.