Voltmetre

Bilgibank, Hoşgeldiniz
Gezinti kısmına atla Arama kısmına atla
Analog voltmetre

Voltmetre, bir elektrik devresindeki iki nokta arasındaki elektriksel potansiyel farkını ölçmek için kullanılan bir araçtır. Analog voltmetreler, göstergeyi devrenin voltajı ile orantılı bir ölçek üzerinde hareket ettirir; dijital voltmetreler, analog-dijital dönüştürücü kullanarak voltajın sayısal bir görüntüsünü verir.

Bir devre şemasındaki bir voltmetre, bir daire içindeki V harfi ile gösterilir.

Voltmetreler çok çeşitli stillerde üretilir. Bir panele kalıcı olarak monte edilmiş aletler, jeneratörleri veya diğer sabit cihazları izlemek için kullanılır. Genellikle bir multimetre şeklinde akım ve direnci ölçmek için de donatılmış olan taşınabilir aletler, elektrik ve elektronik işlerinde kullanılan standart test aletleridir. Gerilime dönüştürülebilen herhangi bir ölçüm, uygun şekilde kalibre edilmiş bir metrede gösterilebilir; örneğin, bir kimyasal işlem tesisinde basınç, sıcaklık, akış veya seviye gibi.

Genel amaçlı analog voltmetreler tam ölçeğin yüzde birkaçının doğruluğuna sahip olabilir ve bir volt oranından birkaç bin volta kadar olan voltajlarla kullanılır. Dijital sayaçlar yüksek doğrulukta ve tipik olarak %1'den daha iyi yapılabilir. Özel olarak kalibre edilmiş test cihazları daha yüksek hassasiyetlere sahiptir, milyonda birkaç parça doğruluğunu ölçebilen laboratuvar cihazları gibi. Amplifikatör kullanan sayaçlar, küçük mikro voltaj gerilimlerini ölçebilir.

Doğru bir voltmetre yapma probleminin bir kısmı, doğruluğunu kontrol etmek için yapılan kalibrasyondur. Laboratuvarlarda Weston Cell, hassas işler için standart bir voltaj olarak kullanılır. Elektronik devrelere dayanarak hassas gerilim referansları mevcuttur.

Analog voltmetre

Hareketli bir bobin galvanometre, cihazla seri şekilde bir direnç yerleştirilerek voltmetre olarak kullanılabilir. Galvanometrede güçlü bir manyetik alana asılı ince tel bobin vardır. Bir elektrik akımı uygulandığında, bobinin manyetik alanının ve sabit mıknatısın etkileşimi bobinin dönmesini sağlama eğiliminde bir tork oluşturur. Tork, bobin içinden geçen akımla orantılıdır. Rulo, dönmeye karşı çıkan bir yayı sıkıştırarak döner. Bobin sapması böylece, bir skaladaki bir işaretçi ile gösterilen, uygulanan voltajla orantılı olan akımla orantılıdır.

Cihazın tasarım hedeflerinden biri devreyi mümkün olduğunca az rahatsız etmektir ve bu nedenle cihaz çalışmak için minimum akım çekmelidir. Bu, yüksek dirençli seri olarak hassas bir galvanometre kullanılarak gerçekleştirilir ve daha sonra tüm cihaz incelenen devreye paralel olarak bağlanır.

Böyle bir metrenin hassasiyeti, "volt başına ohm", metre devresindeki ohm direnci sayısı ile ölçülen tam ölçek ölçülen değer olarak ifade edilebilir. Örneğin, volt başına 1000 ohm duyarlılığa sahip bir metre, tam ölçek voltajda 1 miliamper çekecektir; eğer tam ölçek 200 volt olsaydı, cihazın terminallerindeki direnç 200000 ohm olacaktır ve tam ölçekte ölçüm cihazı test edilen devreden 1 miliamper çekecektir. Çok menzilli enstrümanlar için, giriş direnci, enstrüman farklı menzillere geçirildiğinden değişir.

Sabit mıknatıslı bir alana sahip hareketli bobin aletleri sadece doğru akıma tepki verir. AC voltajının ölçülmesi, bobinin yalnızca bir yönde sapması için devrede bir doğrultucu gerektirir. Bazı hareketli bobin enstrümanları, bir ucunda değil, ölçeğin ortasında sıfır konumuyla yapılır; bunlar gerilim kutuplarını değiştirirse bunlar kullanışlıdır.

Elektrostatik prensipte çalışan oltmetreler, bir yaya bağlı imleci saptırmak için iki yüklü plaka arasında karşılıklı itme kullanır. Bu tip metreler ihmal edilebilir bir akım çeker ancak yaklaşık 100 volt üzerindeki voltajlara duyarlıdır ve alternatif veya doğru akımla çalışır.

VTVMs ve FET-VMs

Ölçüm aletini saptırmak için gereken akım, test edilen devre yerine bir amplifikatör ve güç kaynağı tarafından sağlanıyorsa, bir voltmetrenin hassasiyeti ve giriş direnci arttırılabilir. Giriş ve sayaç arasındaki elektronik amplifikatör iki fayda sağlar; Sağlam bir hareketli bobin aleti kullanılabilir, çünkü hassasiyeti yüksek olmak zorunda değildir ve giriş direnci test edilen devreden çekilen akımı azaltarak yüksek yapılabilir. Güçlendirilmiş voltmetreler, genellikle seçilen aralıktan bağımsız olarak 1, 10 veya 20 megohm giriş direncine sahiptir. Bu aletin popüler bir şekli, amplifikatör devresinde bir vakum tüpü kullanır ve buna vakum tüpü voltmetresi veya VTVM adı verildi. Bunlar neredeyse her zaman yerel AC hat akımı tarafından destekleniyordu ve bu yüzden özellikle taşınabilir değildi. Bugün bu devreler, alan etkili transistörleri, dolayısıyla FET-VM'yi kullanan bir katı hal amplifikatörü kullanır ve elde taşınır dijital multimetrelerin yanı sıra tezgah ve laboratuvar cihazlarında da görünür. Bunlar şimdi çok yaygın, en düşük fiyat aralıkları hariç, yükseltilmemiş multimetrelerin yerini büyük ölçüde değiştirdiler.

Çoğu VTVM ve FET-VM, DC voltajı, AC voltajı ve direnç ölçümlerini gerçekleştirir; Modern FET-VM'ler mevcut ölçümleri ve çoğu zaman diğer işlevleri de ekler. VTVM veya FET-VM'nin özel bir formu AC voltmetredir. Bu cihazlar AC voltajını ölçmek için optimize edilmiştir. Tipik bir çok işlevli cihazdan daha geniş bant genişliğine ve daha iyi hassasiyete sahiptirler.

Dijital voltmetre

İki dijital voltmetre. İki ölçüm arasındaki 40 microvolt farkına dikkat edin, milyonda 34 parça ofset.

Dijital bir voltmetre (DVM), voltajı dijital bir değere dönüştürerek bilinmeyen bir giriş voltajını ölçer ve ardından voltajı sayısal biçimde görüntüler. DVM'ler genellikle, bir bütünleştirici dönüştürücü olarak adlandırılan özel bir analog-dijital çevirici türü etrafında tasarlanır.

DVM ölçüm doğruluğu sıcaklık, giriş empedansı ve DVM güç kaynağı voltaj değişimleri gibi birçok faktörden etkilenir. Daha ucuz olan DVM'lerde genellikle 10 MΩ'luk bir giriş direnci vardır. Hassas DVM'ler, düşük voltaj aralıkları için (örneğin 20 V'den daha düşük) 1 GΩ veya daha yüksek giriş dirençlerine sahip olabilir. Bir DVM'nin doğruluğunun üreticinin belirtilen toleransları dahilinde olmasını sağlamak için, Weston hücresi gibi bir voltaj standardına karşı periyodik olarak kalibre edilmesi gerekir.

İlk dijital voltmetre, Lineer Olmayan Sistemlerden Andrew Kay (ve daha sonra Kaypro'nun kurucusu) tarafından 1954'te icat edildi ve üretildi.

Ayrıca bakınız

Kaynak

"Bilgibank.tk" adresinden alınmıştır.