վոլտմետր

Վոլտմետրը սարք է, որը թույլ է տալիս չափել լարումը (կամ էլեկտրական պոտենցիալի տարբերությունը) երկու կետերի միջեւ, քանակ, որի չափման միավորը վոլտն է (V)։

Ընթացիկ չափիչ սարքերի ճնշող մեծամասնությունը կառուցված է թվային վոլտմետրի շուրջ, իսկ ֆիզիկական քանակը, որը պետք է չափել, փոխակերպվում է լարման՝ օգտագործելով համապատասխան սենսոր։

Սա այն թվային բազմաչափի դեպքն է, որը, բացի վոլտմետրի ֆունկցիան առաջարկելուց, ունի առնվազն մեկ հոսանքի լարման փոխակերպիչ, որը պետք է աշխատի այն ամմետրով եւ մշտական հոսանքի գեներատորով, որը պետք է աշխատի օհմմետրում։

Սովորաբար դրանք բաղկացած են միլլիմետրից, որը բարձր դիմադրողականություն ունի։

Անալոգային վոլտմետրեր

Դրանք անհետանում են, թեեւ դեռեւս օգտագործվում են որպես չափված լարման մեծության կամ փոփոխականության կարգի արագ ցուցիչներ։ Սովորաբար դրանք բաղկացած են միլիմետրանոց շարքից՝ բարձր դիմադրողականությամբ։ Սակայն մի քանի kΩ կարգի այս դիմադրությունը շատ ավելի ցածր է, քան թվային վոլտմետրերի ներքին դիմադրությունը, որը սովորաբար հավասար է 10 MΩ-ի։

Այդ իսկ պատճառով անալոգային վոլտմետրերը ավելի մեծ խռովություն են առաջ բերում այն շրջաններում, որտեղ դրանք ներկայացվում են, քան թվային վոլտմետրերը։
Այս խանգարումը սահմանափակելու համար մենք այնքան հեռու գնացինք, որ օգտագործեցինք գալվանոմետրեր, որոնք ունեն 15 միկրո-ամպերի զգայունություն բարձր մակարդակի համընդհանուր վերահսկիչների (համակցված voltmeter-micro-ammeter-ohmmeter-capacimeter) ամբողջական մասշտաբի համար : (Métrix MX 205 A օրինակ)

Այն բաղկացած է գալվանոմետրից շարքի մեջ, որի լրացուցիչ դիմադրությունը բարձր արժեք ունի

Մագնետոէլեկտրական վոլտմետրեր

Մագնիսաէլեկտրական վոլտմետրը իրենից ներկայացնում է գալվանոմետր, հետեւաբար շատ զգայուն մագնիսաէլեկտրական միլիմետր, շարքի մեջ՝ բարձր արժեքի լրացուցիչ դիմադրությունով (մի քանի kΩ-ից մինչեւ մի քանի հարյուր kΩ) :
Վոլտմետրը, որը ունի մի քանի չափիչ չափիչ, իրականացվում է լրացուցիչ դիմադրության արժեքի փոփոխությամբ։ AC չափումների համար դիոդային ռեկտիֆերային կամուրջը ինտերսպերսացված է, սակայն այս մեթոդը թույլ է տալիս միայն չափել սինուսոիդային լարումները։ Սակայն նրանք ունեն մի շարք առավելություններ. նրանք չեն պահանջում մարտկոց աշխատելու համար :

Բացի այդ, նույն գնով, նրանց bandwidth-ը շատ ավելի լայն է, այդպիսով թույլ տալով AC չափումները մի քանի հարյուր կիլոհերցում, որտեղ ստանդարտ թվային մոդելը սահմանափակվում է մի քանի հարյուր հերցով :
Հենց այդ պատճառով է, որ դրանք դեռեւս լայնորեն կիրառվում են բարձր հաճախականությամբ աշխատող էլեկտրոնային սարքավորումների փորձարկումների ժամանակ (HI-FI)

Ֆերոէլեկտրիկ վոլտմետրեր

Ֆերոէլեկտրիկ վոլտմետրը իրենից ներկայացնում է ֆերոէլեկտրական միլիմետր շարքի մեջ՝ բարձր արժեքի լրացուցիչ դիմադրությունով (մի քանի հարյուր Ω մինչեւ մի քանի հարյուր kΩ)։ Ինչպես նույն տեսակի ամմետրերը կատարում են հոսանքների համար, այնպես էլ դրանց շնորհիվ հնարավոր է լինում չափել ցանկացած ձեւի լարումների արդյունավետ արժեքը (բայց ցածր հաճախականության դեպքում < 1 kHz).

Երկակի ramp անալոգ-to-digital converter-ով

Թվային վոլտմետրեր

Սովորաբար դրանք բաղկացած են կրկնակի ramp անալոգից թվային փոխարկիչից, մշակման համակարգից եւ ցուցադրման համակարգից։

Այլընտրանքային լարումների արդյունավետ արժեքների չափում

Հիմնական վոլտմետր

Այն կարող է օգտագործվել միայն էլեկտրական բաշխիչ ցանցերի հաճախականության տիրույթում սինուսոիդային լարումների չափման համար։ Չափելու համար նախատեսված լարումը ուղղվում է դիոդային կամրջով, այնուհետեւ վերաբերվում է որպես DC լարման։ Այնուհետեւ վոլտմետրը ցույց է տալիս ուղղված լարման միջին արժեքից 1,11 անգամ հավասար արժեք : Եթե լարումը սինուսոիդային է, արդյունքը, որը ցուցադրվում է, հանդիսանում է լիցքի արդյունավետ արժեքը; եթե դա այդպես չէ, իմաստ չունի :

TRMS : True square root mean - RMS : քառակուսի արմատը նշանակում է

True արդյունավետ voltmeter

Շուկայում սարքերի մեծ մասը կատարում է այս չափումը երեք փուլով.

1 - Լարումը քառակուսի է ճշգրիտ անալոգ բազմապատկիչով :
2 - Սարքը կատարում է լարման քառակուսու միջինի անալոգային-թվային փոխակերպումը
3 - Այս արժեքի քառակուսային արմատը այնուհետեւ կատարվում է քանակական առումով :

Քանի որ ճշգրիտ անալոգային բազմանդամը թանկարժեք բաղադրիչ է, այդ վոլտմետրերը երեքից չորս անգամ ավելի թանկ են, քան նախորդները։ Հաշվարկի մոտավոր թվայնացումը նվազեցնում է ծախսը՝ միաժամանակ բարձրացնելով ճշգրտությունը :

Կիրառվում են նաեւ չափման այլ մեթոդներ, օրինակ՝

- լարման անալոգ-թվային փոխակերպումը չափելու համար, ապա լրիվ թվային մշակում «միջին քառակուսու քառակուսի արմատի» հաշվարկման համար :
- փոփոխական լարման արդյունքում առաջացած ջերմային էֆեկտի հավասարումը եւ որը առաջանում է dc լարմամբ, որն այնուհետեւ չափվում է :

Գոյություն ունեն երկու տեսակի «իսկական արդյունավետ» վոլտմետրեր.

- TRMS (անգլերենից True Root Mean Square նշանակում է "true mean square root") - այն չափում է փոփոխական լիցքի իրական արդյունավետ արժեքը :
- RMS (անգլերենից Root Mean Square նշանակում է քառակուսային արմատ) - արժեքը RMS ստացվում է ֆիլտրման միջոցով, որը վերացնում է լարման dc բաղադրիչը (միջին արժեքը), եւ թույլ է տալիս ստանալ լարման ռիփլեյի արդյունավետ արժեքը :

պատմական

Առաջին թվային վոլտմետրը նախագծվել եւ կառուցվել է Էնդի Քեյի կողմից 1953 թվականին։
Վոլտմետրով չափումն իրականացվում է նրան զուգահեռ միացնելով շրջանագիծը, որի հնարավոր տարբերությունը ցանկանում ենք իմանալ :
Այսպիսով, տեսականորեն, որպեսզի սարքի առկայությունը չփոխի պոտենցիալների եւ հոսանքների բաշխումը շրջանառու ներսում, ոչ մի հոսանք չպետք է շրջանառվի իր սենսորում : Սա ենթադրում է, որ այդ սենսորի ներքին դիմադրությունը անսահման է, կամ առնվազն ամենամեծն է, որ կարելի է չափել շրջանի դիմադրության համեմատ :

Վոլտմետր - Այն ամենը, ինչ պետք է իմանալ !