Voltmetro - Sapere tutto !

Il voltmetro è un dispositivo che misura la tensione tra due punti
Il voltmetro è un dispositivo che misura la tensione tra due punti

Voltmetro

Il voltmetro è un dispositivo che misura la tensione (o differenza di potenziale elettrico) tra due punti, una quantità la cui unità di misura è il volt (V).

La stragrande maggioranza dei dispositivi di misurazione della corrente sono costruiti attorno a un voltmetro digitale, con la quantità fisica da misurare che viene convertita in tensione utilizzando un sensore adatto.

È il caso del multimetro digitale che, oltre ad offrire la funzione voltmetro, ha almeno un convertitore di corrente di tensione per azionarlo come amperometro e un generatore di corrente costante per funzionare come ohmmetro.
Di solito consistono in un amperometro millimetrico in serie con alta resistenza.
Di solito consistono in un amperometro millimetrico in serie con alta resistenza.

Voltmetri analogici

Sono in pericolo, sebbene siano ancora utilizzati come indicatori rapidi dell'ordine di grandezza o della variazione della tensione misurata. Di solito consistono in un millimetro in serie con alta resistenza. Tuttavia, questa resistenza, dell'ordine di pochi kΩ, è significativamente inferiore alla resistenza interna dei voltmetri digitali, solitamente pari a 10 MΩ.

Per questo motivo, i voltmetri analogici introducono un disturbo maggiore nei circuiti in cui vengono introdotti rispetto ai voltmetri digitali.
Per limitare questo disturbo, siamo arrivati al punto di utilizzare galvanometri con una sensibilità di 15 microamplifiche per il fondo scala su controller universali di fascia alta (combinazione voltmetro-micro-amperometro-ohmmetro-capacimetro). (Metrix MX 205 A per esempio)
È costituito da un galvanometro in serie con una resistenza aggiuntiva di alto valore
È costituito da un galvanometro in serie con una resistenza aggiuntiva di alto valore

Voltmetri magnetoelettrici

Un voltmetro magnetoelettrico è costituito da un galvanometro, quindi un millimetro magnetoelettrico molto sensibile, in serie con una resistenza aggiuntiva di alto valore (da pochi kΩ a poche centinaia di kΩ).
Un voltmetro con diversi misuratori viene realizzato modificando il valore della resistenza aggiuntiva. Per le MISURE IN CORRENTE ALTERNATA, un ponte raddrizzatore a diodi è intervallato, ma questo metodo può misurare solo tensioni sinusoidali. Tuttavia, hanno una serie di vantaggi : non richiedono una batteria per funzionare.

Inoltre, allo stesso prezzo, la loro larghezza di banda è molto più ampia, consentendo misurazioni CA superiori a diverse centinaia di kilohertz in cui un modello digitale standard è limitato a poche centinaia di hertz.
È per questo motivo che sono ancora ampiamente utilizzati nei test su apparecchiature elettroniche operanti ad alte frequenze (HI-FI)

Voltmetri ferroelettrici

Un voltmetro ferroelettrico è costituito da un amperometro millimetrico ferroelettrico in serie con una resistenza aggiuntiva di alto valore (da poche centinaia di Ω a poche centinaia di kΩ). Come fanno gli amometri dello stesso tipo per le correnti, consentono di misurare il valore effettivo di tensioni di qualsiasi forma (ma di bassa frequenza) < 1 kHz).

Con convertitore analogico-digitale a doppia rampa
Con convertitore analogico-digitale a doppia rampa

Voltmetri digitali

Di solito consistono in un convertitore analogico-digitale a doppia rampa, un sistema di elaborazione e un sistema di visualizzazione.

Misurazione dei valori effettivi dei DSD

Voltmetro di base

Può essere utilizzato solo per la misurazione di tensioni sinusoidali nella gamma di frequenza delle reti di distribuzione elettrica. La tensione da misurare viene raddrizzata da un ponte a diodi e quindi trattata come tensione CC. Il voltmetro visualizza quindi un valore pari a 1,11 volte il valore medio della tensione rettificata. Se la tensione è sinusoidale, il risultato visualizzato è il valore effettivo della tensione; se non lo è, non ha senso.
TRMS :  vera radice quadrata media - RMS :  radice quadrata media
TRMS : vera radice quadrata media - RMS : radice quadrata media

Voltmetro vero efficace

La maggior parte dei dispositivi sul merca
RCA
La presa RCA, nota anche come fonografo o presa cinch, è un tipo molto comune di connessione elettrica. Creato nel 1940, si trova ancora oggi nella maggior parte delle case. Trasmette segnali audio e video. L'acronimo di RCA sta per Radio Corporation of America. Originariamente, la spina RCA è stata progettata per sostituire le vecchie prese telefoniche delle centrali telefoniche manuali.
È stato lanciato sul me
to esegue questa misurazione in tre fasi :

1 - La tensione viene aumentata al quadrato da un moltiplicatore analogico di precisione.
2 - Il dispositivo esegue la conversione analogico-digitale della media del quadrato della tensione
3 - La radice quadrata di questo valore viene quindi eseguita numericamente.

Poiché il moltiplicatore analogico di precisione è un componente costoso, questi voltmetri sono da tre a quattro volte più costosi dei precedenti. La digitalizzazione quasi totale del calcolo riduce i costi migliorando al contempo la precisione.

Vengono utilizzati anche altri metodi di misurazione, ad esempio :

- Conversione analogico-digitale della tensione da misurare, quindi elaborazione completamente digitale del calcolo della "radice quadrata del quadrato medio".
- Equalizzazione dell'effetto termico generato dalla tensione variabile e di quello generato da una tensione DC che viene poi misurata.

Esistono due tipi di voltmetri "veramente efficaci" :

- TRMS (dall'inglese True Root Mean Square che significa "vera radice quadrata media") - Misura il vero valore effettivo di una tensione variabile.
- RMS (dall'inglese Root Mean Square che significa "media radice quadrata") - Il valore RMS è ottenuto attraverso un filtraggio che elimina la componente dc (valore medio) della tensione, e permette di ottenere il valore effettivo dell'ondulazione di tensione.

Storico

Il primo voltmetro digitale è stato progettato e costruito da Andy Kay nel 1953.
La misurazione con un voltmetro viene effettuata collegandolo in parallelo alla porzione del circuito la cui differenza di potenziale è desiderata.
Quindi, in teoria, in modo che la presenza del dispositivo non cambi la distribuzione di potenziali e correnti all'interno del circuito, nessuna corrente dovrebbe fluire nel suo sensore. Ciò implica che la resistenza interna di detto sensore è infinita, o almeno è la più grande possibile rispetto alla resistenza del circuito da misurare.

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