Из чего состоит вольтметр: Вольтметр М4200

что он измеряет, как выглядит, какие значения показывает

Что такое вольтметр и его назначение

Определение

Вольтметр — это электроизмерительный прибор, который используется для измерения ЭДС в электрических цепях или напряжения.

Единица измерения — вольт.

Предельное напряжение, измеряемое вольтметром, имеют приблизительное значение.

Примечание

Считается, что вольтметр изобрел физик Майкл Фарадей в 1830 году.

Для того чтобы работать с вольтметром, его необходимо присоединить к участку замкнутой электрической цепи с помощью зажимов, параллельно источнику электрической энергии или нагрузке.

По назначению вольтметры делятся следующим образом:

• постоянное напряжение;
• переменное напряжение;
• импульсные;
• фазовые;
• селективные;
• универсальные.

Вольтметры постоянного напряжения применяются в сетях с постоянным током и обычно используются для проверки оборудования или проводки.

Вольтметры переменного напряжения применяются в сетях с переменным током. Фактически, прибор похож на вольтметр постоянного напряжения, но при этом он имеет систему для преобразования параметров электричества. Прибор преобразовывает параметры из переменных в постоянные, на выходе проводится усиление сигнала.

Импульсные вольтметры предназначены для снятия показателей коротких импульсных напряжений, чтобы найти импульсные помехи. Такие приборы применяют при тестировании электропроводки автомобилей, микросхем.

Фазовые вольтметры предназначены для снятия измерений квадратурных составляющих первой гармоники. Данные приборы практически не востребованы из-за ненадобности. (Например, однофазный вольтметр — его используют для фиксации напряжения).

Селективные вольтметры могут выделять гармонические составляющие сложных сигналов. Конструкция такого прибора имеет схожую конструкцию с радиоприемниками, которые ловят частоты сигналов.

Универсальные вольтметры являются многофункциональными, их используют для снятия показателей напряжения в любых электрических сетях.

Примечание

Вольтметр постоянного тока имеет знаки полярности. Необходимо подключить клемму полюса вольтметра к верхней точке потенциала, а клемму полюса минуса к нижней точке потенциала.

Если вольтметр разомкнуть, то он будет показывать значение ЭДС, если замкнуть, то прибор показывает падение напряжения на внешнем сопротивлении.

Через идеальный вольтметр не будет течь ток, так как он имеет бесконечно большое внутреннее сопротивление.

Устройство и принцип работы

Самый простейший вольтметр, как и амперметр, состоит из трех блоков: электромеханического преобразователя (ЭЛМП), измерительного механизма (ИМ) и стрелочного механизма (СМ).

Электромеханический преобразователь предназначен для преобразования энергии магнитного поля в механическую энергию.

Измерительный механизм состоит из неподвижных и подвижных частей. Сила тока, действуя на данный механизм, создает вращательный момент, который воздействует на подвижную часть. Этот механизм отклоняется на угол, равный электрическим силам и силам механики. Эти силы пропорциональны. Данные передаются стрелочному механизму, показывающему количество вольт в цифрах.

Вольтметр также может содержать усилители. В таком случае прибор будет называться электронным. Данный прибор отличается тем, что входное устройство помогает поддерживать высокое сопротивление (Ом) вольтметра и увеличивать предел измерений в большую сторону. Далее следует усилитель постоянного тока, увеличивающий значение сигнала до тех величин, которые необходимы для точных измерений.

Перед нами схема вольтметра. Чтобы измерить напряжение, нам нужно включить источник, подключить туда ключ (для замыкания или размыкания) цепи и провести эксперимент с помощью рейки. 

Рейка — измерительное устройство, используемое при нивелировании.

Источник: koledj.ru

Особенности и технические характеристики

На схемах сети вольтметры обозначаются латинской буквой «V», вписанной в окружность. На русских схемах обозначение может быть буквой «В». Также в обозначении может присутствовать цифра после буквы, которая характеризует тип и специфику использования устройства. Выглядит это так:

• «В2» — вольтметр для постоянного тока;
• «В3» — вольтметр для переменного тока;
• «В4» — вольтметр для импульсного тока;
• «В5» — вольтметр фазочувствительный;
• «В6» — вольтметр селективный;
• «В7» — вольтметр универсальный.

У всех вольтметров есть общие критерии по характеристикам:

1. Диапазон измерений. Он ограничивается наименьшим и наибольшим показателем, который способен измерить аппарат (диапазон от милливольт до киловольт).
2. Точность измерений. Оно зависит от внутреннего сопротивления. Современные новые вольтметры обладают маленькими погрешностями измерений.
3. Диапазон частот. Показывает чувствительность прибора к сигналам с разными частотами.
4. Температура. Она определяет показатель, при которой прибор обладает минимальной погрешностью измерений.
5. Внутреннее сопротивление (импеданс). Чем выше параметр сопротивления, тем вольтметр будет точнее в показателях измерения.

Некоторые характеристики вольтметра можно узнать с помощью шкалы стрелочного вольтметра.

Классификация и свойства вольтметров

Классификация у вольтметров разная. Она делится:

• по принципу действия;
• по назначению;
• по конструкции и способу применения.

По принципу действия вольтметры бывают электромеханические (электромагнитные, магнитоэлектрические, электростатические, электродинамические, термоэлектрические) и электронные (аналоговые и цифровые).

По назначению, как писалось выше, вольтметры разделяются на приборы для измерения постоянного тока, переменного тока, импульсные, фазовые, селективные и универсальные.

По конструкции вольтметры бывают щитовыми, переносными и стационарными.

Нормальная работа вольтметра возможна при температуре воздуха не превышающая 25–30 °C при атмосферном давлении 630–800 мм ртутного столба с относительной влажностью воздуха до 80%. Частота питающей цепи должна быть 50 Гц и с напряжением 200 В (частотой до 400 Гц).

Вольтметр, амперметр Э8035-М1

Срок доставки: 

5 – 15 дней

Цена:

По запросу

Амперметр и вольтметр Э8035-М1 являются электроизмерительными приборами, предназначенными для замера силы тока и напряжения в сетях с переменным током. Они используются на транспортных средствах и стационарных объектах правоохранительных органов и других силовых структур.

Технические характеристики

Тип изделия	Наименование параметра
	Класс точности	Верхний предел диапазона измерений	Способ включения	Нормальная частота и нормальная область частот
Амперметр	1,5	0,1; 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 5; 10; 20; 30 и 50 А	непосредственный	50; 60; 200; 400-500; 800 и 1000 Гц
		10; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 600; 800; 1000; 1500; 2000; 3000; 4000 и 5000 А	через трансформатор тока I/5А
Вольтметр		7,5; 10; 30; 50; 100; 150 и 250 В	непосредственный
		150 В		400 и 1000 Гц
		500 и 600 В	с индивидуальным добавочным сопротивлением Р85	50; 60; 200; 400-500; 800 и 1000 Гц

Амперметр и вольтметр Э8035-М1 изготовлены в соответствии с требованиями ГОСТ В 20.

39.304-76 и предназначен для эксплуатации при температуре от -50C° до +60C° при относительной влажности не более 95% и атмосферном давлении не более 795 мм. ртутного столба. Прибор выдерживает вибрационные нагрузки в 5 G при их частоте от 6,5 до 100 Герц.

Устройство и принцип работы

Приборы Э8035-М1 ― аналоговые показывающие устройства, работающие по электромагнитному принципу и предназначенные для установки на приборные щиты и панели.

Основным принципом работы амперметра и вольтметра Э8035-М1 является использование сил, возникающих при протекании тока по виткам катушки. Ток в обмотке намагничивает подвижный сердечник, и он начинает втягиваться в катушку. Чем больше сила протекающего тока, тем на больший угол поворачивается подвижная система, с которой считываются показания прибора. Сам измерительный механизм состоит из движущейся части, катушки, обоймы и регулировочного шунта.

Все узлы вольтметров и амперметров расположены в пластмассовом корпусе, через который выходят контакты для подключения в электрическую цепь. В нижней части корпуса крепятся сопротивления, которые прикрываются кожухом. На крышке прибора имеется корректирующий механизм для точной настройки прибора на ноль.

Комплект поставки

Прибор поставляется потребителю в следующей комплектации:

1. Вольтметр или амперметр ― 1 шт.
2. Дополнительное сопротивление, применяемое при использовании вольтметров с высшей границей диапазона измерения равного 500 В и 600 В ― 1 шт.
3. Паспорт изделия ― 1 шт.
4. По специальному заказу устройства поставляются с руководством по эксплуатации ― 1 шт.

Вольтметр | Описание и характеристики | Электричество

Вольтметры – это приборы, используемые для измерения разности электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи. Чтобы найти разность потенциалов между любыми двумя точками в цепи, клеммы вольтметра соединяются между этими точками без разрыва или перерезания провода. Вольтметры включены параллельно. Они изготавливаются в самых разных стилях, некоторые питаются отдельно (например, от батареи), а другие питаются от самого источника измеряемого напряжения. Их функционал обычно встроен в современные мультиметры.

Идеальный вольтметр должен иметь бесконечное сопротивление, поэтому подключение его между двумя точками цепи не изменит ни один из токов. Настоящие вольтметры всегда имеют конечное сопротивление, но вольтметр должен иметь достаточно большое сопротивление, чтобы его подключение к цепи не изменило заметно другие токи. Вольтметры, которые могут измерять разность потенциалов в 1 мкВ, широко распространены, и может быть достигнута чувствительность до 10 ^-12 . Цифровые счетчики могут быть изготовлены с высокой точностью, обычно лучше 1%. Специально откалиброванные контрольно-измерительные приборы имеют более высокую точность.

Вольтметр — обозначение вольтметра

На принципиальных схемах вольтметр обозначается буквой V в круге с двумя выступающими линиями, представляющими две точки измерения.

Характеристики

Вольтметр и аналогия с гидравликой

Гидравлическая аналогия или аналогия с электрической жидкостью — это широко используемая аналогия между гидравликой и электричеством, которая является полезным инструментом для обучения и для тех, кто пытается понять, как работают электрические цепи. . его также можно применять к проблемам теплопередачи.

Поскольку электрический ток невидим, а процессы в электронике часто трудно продемонстрировать, различные электронные компоненты представлены гидравлическими эквивалентами. Соотношение между напряжением и током определяется (в омических устройствах, таких как резисторы) законом Ома. Закон Ома аналогичен уравнению Хагена-Пуазейля, поскольку обе модели представляют собой линейные модели, связывающие поток и потенциал в соответствующих системах.

Электричество (как и тепло) изначально считалось разновидностью жидкости, а названия некоторых электрических величин (таких как ток) произошли от гидравлических эквивалентов.

Напряжение  похоже на разницу давлений, которая проталкивает воду через шланг. Измеряется в вольтах (В). В этой модели предполагается, что вода течет горизонтально, поэтому силой тяжести можно пренебречь. Таким образом, этот вольтметр эквивалентен измерению перепада давления.

Как работает вольтметр?

Например, обычный аналоговый вольтметр, скорее всего, использует электромеханический механизм, который преобразует ток, протекающий по проводу, в показания напряжения. Аналоговый вольтметр обычно содержит встроенное постоянное сопротивление высокого значения и амперметр, измеряющий ток, проходящий через него. Затем ток, измеряемый амперметром, преобразуется в показания в вольтах. Его действие основано на идее закона Ома: «Напряжение на сопротивлении прямо пропорционально току, проходящему через него».

Закон Ома: V = I x R

Например, измеритель Д’Арсонваля или гальванометр работают, отклоняя стрелку в ответ на электрический ток, протекающий через катушку в постоянном магнитном поле. Гальванометр с подвижной катушкой можно использовать как вольтметр, если последовательно с прибором включить резистор. Гальванометр представляет собой катушку из тонкой проволоки, подвешенную в сильном магнитном поле. Когда подается электрический ток, взаимодействие магнитного поля катушки и неподвижного магнита создает крутящий момент, стремящийся заставить катушку вращаться. Крутящий момент пропорционален току через катушку. Катушка вращается, сжимая пружину, противодействующую вращению. Таким образом, отклонение катушки пропорционально току, который, в свою очередь, пропорционален приложенному напряжению, которое отображается стрелкой на шкале.

Типы вольтметров

Различные типы вольтметров определяются принципом конструкции и типами измерений, а именно:

• Вольтметр с подвижной катушкой на постоянных магнитах – PMMC
• Вольтметр с подвижным железом –

  Цифровой

00 0 ДВМ
• Электродинамометр
• Вольтметр выпрямительного типа
• Вольтметр индукционного типа
• Вольтметр электростатического типа

Применение вольтметра

Вы можете измерять напряжение бытовых цепей или аккумуляторов с помощью цифрового мультиметра, аналогового мультиметра или вольтметра. Большинство электриков и новичков предпочитают цифровой мультиметр, но вы также можете использовать аналоговый мультиметр.

Измерение напряжения важно в сочетании со всеми типами источников питания для проверки их работоспособности. Приборы, стационарно установленные на панели, используются для контроля генераторов или другого стационарного оборудования. Вольтметр также можно использовать для отображения выходных данных различных типов аналоговых датчиков, которые имеют выходное напряжение. Графический дисплей может использоваться в звуковом оборудовании для индикации уровня сигнала, который может быть пропорционален напряжению.

Аналоговый и цифровой вольтметр

Многие вольтметры цифровые, с числовым дисплеем для показаний. Вольтметры также предлагают аналоговые показания, перемещая указатель по шкале, чтобы указать напряжение; однако цифровые вольтметры обычно более точны, чем аналоговые приборы. Аналоговый щитовой измеритель показан на рисунке. Различные шкалы на циферблате соответствуют отдельным входным клеммам на задней панели устройства. Современные аналоговые вольтметры все еще производятся и могут быть дешевле, чем их цифровые аналоги. Цифровые вольтметры дают числовое отображение напряжения с помощью аналого-цифрового преобразователя. Однако цифровой вольтметр позволяет легче просматривать более широкий диапазон значений.

Разница между вольтметром постоянного и переменного тока

Вольтметр постоянного тока используется для измерения напряжения постоянного тока, тогда как вольтметр переменного тока используется для измерения напряжения переменного тока. Пиковое значение напряжения постоянного тока измеряется вольтметром постоянного тока, тогда как среднеквадратичное значение напряжения переменного тока измеряется вольтметром переменного тока. Выпрямитель не используется перед многокаскадным усилителем в вольтметре постоянного тока, но вольтметр переменного тока измеряет среднеквадратичное значение напряжения переменного тока.

Типичные напряжения

Для облегчения сравнения различных порядков в следующем списке описаны типичные уровни напряжения.

• 1,5 В (постоянного тока) — обычное напряжение разомкнутой цепи для неперезаряжаемых щелочных батарей (например, элементы AAA, AA и C).
• 3,8 В (постоянный ток) — почти все аккумуляторы для смартфонов работают на 3,8 вольт . Чтобы ток шел от зарядного устройства к аккумулятору, должна быть разность потенциалов. Поэтому зарядные устройства или USB почти для всех смартфонов обеспечивают напряжение 5V .
• 12 В (постоянный ток) — обычное напряжение для автомобильных аккумуляторов составляет 12 вольт (постоянный ток).
• 110 — 120 В (переменный ток) — самая распространенная электрическая розетка в любом доме. На американском континенте используется напряжение от 110 до 120 вольт (переменного тока), а в Европе, Азии и Африке — от 220 до 240 вольт (переменного тока).
• 3 кВ — напряжение, необходимое для создания каждого 1 мм электрической дуги. Воздух является очень плохим проводником электричества и обладает высокой диэлектрической прочностью. Диэлектрическая прочность воздуха почти 3000 В/мм .
• 110 кВ — напряжение в линиях электропередач, используемых для распределения электроэнергии от электростанций, может в несколько сотен раз превышать напряжение потребителей, обычно от 110 до > 500 кВ (переменного тока).
• 300 МВ — типичная вспышка молнии составляет около 300 миллионов вольт и около 30 000 ампер.

Часто задаваемые вопросы

Какой самый распространенный вольтметр?

Вы можете измерить напряжение бытовых цепей или аккумуляторов с помощью цифрового мультиметра, аналогового мультиметра или вольтметра. Большинство электриков и новичков предпочитают цифровой мультиметр, но вы также можете использовать аналоговый мультиметр.

Каковы основные характеристики вольтметров?

Идеальный вольтметр должен иметь бесконечное сопротивление, поэтому подключение его между двумя точками цепи не изменит ни один из токов. Настоящие вольтметры всегда имеют конечное сопротивление, но вольтметр должен иметь достаточно большое сопротивление, чтобы его подключение к цепи не изменило заметно другие токи.

Какие основные типы вольтметров существуют?

Наиболее распространенные типы вольтметров: Вольтметр с подвижной катушкой на постоянных магнитах – PMMC , Вольтметр с подвижным железом , Цифровой вольтметр – DVM , Электродинамометр , Вольтметр выпрямительного типа , Вольтметр индукционного типа и Вольтметр электростатического типа .

измерение напряжения – Как работает вольтметр?

спросил

11 лет, 4 месяца назад

Изменено 8 лет, 2 месяца назад

Просмотрено 19 тысяч раз

\$\начало группы\$

Допустим, у меня есть схема с двухполюсным эквивалентом Тевенина, имеющая разность напряжений постоянного тока U и выходное сопротивление Ro. Что делает вольтметр? Я предполагаю, что у него есть внутреннее очень большое сопротивление (Rv), которое подключено параллельно к Ro. Но что измеряется по Рв и как?

• измерение напряжения

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Фактическое измерение можно выполнить различными способами.

Одним из наиболее традиционных является микроамперметр с подвижной катушкой, состоящий из обмотки на железном сердечнике, который вращается между полюсами постоянного магнита, работающего против силы пружины. Схема измерителя и селектор соединяют различные резисторы для масштабирования входного напряжения до крошечного тока. Грубый родственный инструмент можно сделать, намотав несколько витков провода на магнитный компас с пластиковым корпусом, при этом введенное поле образует векторную сумму с полем Земли и дает новый угол стрелки.

Следующей крупной разработкой стало использование лампового усилителя с высоким импедансом между тестируемой схемой и движением измерителя, что привело к созданию лампового вольтметра или VTVM. Позже лампу заменили полевым транзистором.

Третьим важным усовершенствованием будет замена механизма счетчика аналого-цифровым преобразователем. Обычно он состоит из компаратора, который сравнивает неизвестный вход с известным эталонным напряжением; либо последовательно, когда опорное напряжение изменяется цифро-аналоговым преобразователем в соответствии с алгоритмом поиска, либо путем зарядки конденсатора при измерении времени, либо для высокоскоростных приложений с использованием ряда компараторов и источников напряжения, действующих параллельно для получения более быстрого ответ (хотя эта форма, скорее всего, будет найдена в быстродействующем приборе, таком как осциллограф, чем в типичном цифровом мультиметре).

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Вольтметры измеряют напряжение, которое они видят после того, как нагрузят его своим «входным сопротивлением».

Для счетчиков с электронной схемой это значение обычно находится в диапазоне 10 МОм. Таким образом, импеданс Ro напряжения источника и входной импеданс вольтметра образуют делитель напряжения, и вольтметр сообщает вам напряжение на выходе из этого делителя.

Пока импеданс напряжения источника существенно меньше входного импеданса вольтметра, вольтметр будет точно считывать напряжение. Вот почему более высокое входное сопротивление лучше для вольтметров. На практике большую часть времени нагрузка на что-либо с сопротивлением 10 МОм не изменит его напряжение до такой степени, которая вас волнует. Тем не менее, вы должны знать об ограничениях ваших инструментов, чтобы знать, когда они не дадут вам точных показаний.

\$\конечная группа\$

4

\$\начало группы\$

Вольтметр для расчета разности потенциалов между горячим проводом и нейтралью Поскольку ток течет от горячего к нейтральному 0-(-115)= 115 и 115 -0=115, нейтраль переменного тока остается на нуле, где горячий переходит от отрицательного горячего к положительному горячему.