Voltmetras yra vienas iš pagrindinių elektrinių bandymų įrankių, naudojamas tiksliai matuoti įtampą grandinėse. Nuo paprastų buitinių patikrinimų iki pažangios pramoninės diagnostikos – voltmetrai suteikia svarbių įžvalgų apie sistemos veikimą. Nesvarbu, ar tai būtų analoginis, ar skaitmeninis, jų funkcijos, tipų ir pritaikymo supratimas užtikrina saugesnį, patikimesnį trikčių šalinimą ir geresnį sprendimų priėmimą atliekant elektros darbus.
C2 voltmetrų tipai
Voltmetro apžvalga
Voltmetras yra elektrinis matavimo prietaisas, skirtas matuoti potencialų skirtumą arba įtampą tarp dviejų grandinės taškų. Priklausomai nuo konstrukcijos, voltmetrai gali būti analoginiai arba skaitmeniniai, vienfunkciniai (skirti tik įtampai) arba daugiafunkciniai (kaip multimetro dalis). Jie visada yra lygiagrečiai sujungti per matuojamą komponentą ar grandinės atšaką, nes įtampa išlieka pastovi lygiagrečiais keliais.
Voltmetrų tipai
Voltmetrai yra dviejų pagrindinių kategorijų – analoginiai ir skaitmeniniai – kiekviena turi skirtingas savybes, privalumus ir apribojimus.
Analoginis voltmetras
Analoginis voltmetras rodo įtampą naudodamas judančią rodyklę per graduotą skalę. Jis veikia srovės deformacijos ritėje principu, proporcingu taikomai įtampai.
• Argumentai "už": Paprastas dizainas, patvarus, nereikia baterijų (išskyrus apšvietimą).
• Minusai: mažesnis tikslumas, linkęs į paralakso klaidą (žr. 7 skyrių: Kaip nuskaityti voltmetrą).
Skaitmeninis voltmetras (DVM)
Skaitmeninis voltmetras konvertuoja įvesties įtampą į skaitmeninę vertę naudodamas ADC (analoginį-skaitmeninį keitiklį) ir rodo rezultatą LCD arba LED ekrane.
• Argumentai "už": didesnis tikslumas, skiriamoji geba ir papildomos funkcijos, tokios kaip automatinis diapazonas, duomenų sulaikymas ir apsauga nuo perkrovos.
• Trūkumai: reikalingas maitinimo šaltinis (akumuliatorius arba elektros tinklas).
Dėl paprasto naudojimo ir tikslumo DVM dabar yra standartinis pasirinkimas daugumai vartotojų – nuo namų savininkų iki profesionalų. Išsamią informaciją rasite 5 skyriuje: Kaip veikia voltmetras? ir 7 skyrius: Kaip nuskaityti voltmetrą.
Specializuoti variantai
Be analoginių ir skaitmeninių, yra keletas specializuotų voltmetrų, skirtų nišinėms reikmėms:
• Judantis geležies voltmetras – veikia tiek su kintamąja, tiek su nuolatine srove, įprasta maitinimo ir komunalinių paslaugų skyduose.
• Lygintuvo tipo voltmetras – konvertuoja kintamąją srovę į nuolatinę srovę, kad būtų galima ekonomiškai efektyviai išbandyti.
• PMMC (nuolatinio magneto judanti ritė) – didelis nuolatinės srovės grandinių tikslumas, dažnai naudojamas laboratorijose.
• Elektrodinamometras Voltmetras – tinka tiek kintamajai srovei, tiek nuolatinei srovei, žinomas dėl tikslių bandymų.
• Amplified voltmeter – naudoja stiprintuvą didelei įėjimo varžai, idealiai tinka jautrioms grandinėms.
Kaip veikia voltmetras?
Voltmetro veikimo principas priklauso nuo jo konstrukcijos:
• Analoginis voltmetras – prijungus per komponentą, taikoma įtampa sukelia nedidelę srovę, tekančią per kalibruotą ritę. Ši srovė sukuria magnetinį lauką, kuris sąveikauja su nuolatiniu magnetu, generuodamas sukimo momentą ir judindamas rodyklę per skalę. Rodyklės deformacija yra tiesiogiai proporcinga taikomai įtampai, todėl vartotojas gali nuskaityti vertę graduotame ciferblate.
• Skaitmeninis voltmetras (DVM) – įvesties įtampa pirmiausia slopinama ir kondicionuojama, tada analoginis-skaitmeninis keitiklis (ADC) paverčiama atitinkama skaitmenine verte. Apdorotas signalas rodomas kaip skaitmeninė išvestis LCD arba LED ekrane, pašalinant paralakso klaidas ir užtikrinant didesnį tikslumą.
Abiem atvejais voltmetras yra suprojektuotas su didele vidine varža (arba varža), kad jis imtų tik nereikšmingą srovę. Tai apsaugo nuo grandinės apkrovos ir užtikrina, kad išmatuota įtampa išliktų kuo arčiau tikrosios vertės.
Kaip naudotis voltmetru?
Tinkamas voltmetro naudojimas užtikrina tikslius rodmenis ir apsaugo nuo prietaiso ar grandinės pažeidimo. Atlikite šiuos veiksmus:
Pirmiausia pasirinkite matavimo režimą – nustatykite matuoklį į nuolatinę (VDC) baterijoms, maitinimo šaltiniams ar elektroninėms grandinėms ir kintamąją srovę (VAC) lizdams ar kintamiesiems šaltiniams. Pasirinkus netinkamą režimą, gali būti gauti klaidingi rodmenys.
Antra, nustatykite diapazoną – jei matuoklis nėra automatinis, pradėkite nuo didesnio diapazono nei numatoma įtampa. Palaipsniui mažinkite nustatymą, kol bus rodomas tiksliausias rodmuo, neperkraudami matuoklio.
Trečia, prijunkite laidus – įkiškite raudoną zondą į "V" įvesties gnybtą, o juodą zondą - į "COM" gnybtą. Tai yra standartinė įtampos matavimo konfigūracija.
Tada zondo įdėjimas – palieskite raudoną zondą prie teigiamo grandinės taško, o juodą zondą prie neigiamo arba įžeminimo atskaitos. Visada įsitikinkite, kad zondai tvirtai kontaktuoja, kad rodmenys būtų stabilūs.
Galiausiai užkirskite kelią trumpajam jungimui – zondo galiukus laikykite atskirai, kai prijungiate prie įtampos grandinės. Atsitiktinis kontaktas tarp jų gali sukelti tiesioginį trumpąjį įvykį, galintį sugadinti grandinę ir voltmetrą.
Kaip nuskaityti voltmetrą?
Teisingas voltmetro nuskaitymas užtikrina patikimus matavimus:
• Analoginis voltmetras – stebėkite, kur rodyklė remiasi į graduotą skalę. Kad išvengtumėte paralakso klaidos (klaidingo skaitymo, atsirandančio žiūrint iš kampo), sulygiuokite akis tiesiai virš adatos. Kai kuriuose analoginiuose skaitikliuose yra veidrodinė juostelė už svarstyklių; Tinkamas išlyginimas pasiekiamas, kai adata ir jos atspindys atrodo kaip vienas.
• Skaitmeninis voltmetras (DVM) – tiesiog atkreipkite dėmesį į ekrane rodomą vertę. Skaitmeniniuose skaitikliuose gali būti matavimo tipo simboliai, pvz., "V~" kintamajai srovei arba "V–" nuolatinei srovei. Papildomi indikatoriai, tokie kaip "Laikyti", užšaldo rodomą rodmenį, o kai kuriuose modeliuose taip pat rodomi vienetai arba poliškumo ženklai (+/–), kad būtų išvengta painiavos.
Voltmetrų taikymas
• Namai ir biuras – dažniausiai naudojamas patikrinti įtampą elektros lizduose, išbandyti buitinius prietaisus ir užtikrinti, kad ilgintuvai ar maitinimo juostos tiektų tinkamą maitinimą. Tai padeda išvengti žalos, kurią sukelia per maža arba per didelė įtampa.
• Pramoninis – gamyklose ir objektuose voltmetrai naudojami paskirstymo skydams, varikliams, valdymo sistemoms ir sunkiajai technikai stebėti. Reguliarūs įtampos patikrinimai yra gyvybiškai svarbūs profilaktinei priežiūrai ir prastovų išvengimui.
• Automobiliai – mechanikai ir transporto priemonių savininkai pasikliauja voltmetrais, kad patikrintų akumuliatoriaus įkrovos lygį, starterio veikimą ir generatoriaus galią, užtikrindami patikimą variklio veikimą ir išvengdami netikėtų gedimų.
• Atsinaujinanti energija – saulės ir vėjo sistemose voltmetrai seka plokščių, keitiklių ir akumuliatorių veikimą. Įtampos matavimas užtikrina tinkamą energijos konversiją ir sistemos efektyvumą.
• Moksliniai tyrimai ir švietimas – plačiai naudojamas laboratorijose, dirbtuvėse ir klasėse grandinėms išbandyti, prototipams patvirtinti ir studentams demonstruoti elektrinius principus.
• Trikčių šalinimas – įrankis, skirtas greitai rasti sugedusius laidus, aptikti trumpąjį jungimą arba nustatyti nenormalius įtampos kritimus elektros sistemose.
Voltmetro ir multimetro palyginimas
| Funkcija | Voltmetras | Multimetras |
|---|---|---|
| Pagrindinė funkcija | Skirtas tik ttage matuoti. | Matuoja įtampą, srovę, varžą ir dažnai tęstinumą, dažnį ar talpą. |
| Tikslumas ir stabilumas | Paprastai siūlo didesnį tikslumą ir stabilius ilgalaikius rodmenis. | Šiek tiek mažiau tikslus įtampai, palyginti su tam skirtu voltmetru. |
| Lengva naudoti | Paprasta sąranka – visada įtampos režimu. | Reikia perjungti režimus, atsižvelgiant į matavimą. |
| Geriausias naudojimo atvejis | Nuolatinis maitinimo šaltinių, plokščių ar bandymo grandinių stebėjimas. | Bendroji diagnostika, lauko darbai ir įvairiapusis trikčių šalinimas. |
| Apribojimai | Negalima išmatuoti kitų parametrų. | Gali neužtikrinti tokio paties įtampos tikslumo lygio kaip specialus voltmetras. |
Išvada
Voltmetrai išlieka naudingi elektronikoje, elektros sistemose, automobilių bandymuose ir atsinaujinančios energijos stebėjime. Dėl jų tikslumo ir universalumo jie yra vertingi visiems. Sužinoję, kaip veikia voltmetrai, kaip juos teisingai naudoti ir kada juos kalibruoti, galite užtikrinti patikimus matavimus ir prižiūrėti saugias, efektyvias elektros sistemas.
Dažnai užduodami klausimai [DUK]
Ar voltmetras gali matuoti srovę ar varžą?
Ne. Voltmetras skirtas tik įtampos matavimui. Norėdami išmatuoti srovę ar varžą, jums reikia multimetro, kuris sujungia kelias funkcijas viename įrenginyje.
Kodėl voltmetras turėtų būti sujungtas lygiagrečiai?
Voltmetras turi būti dedamas lygiagrečiai, nes jis matuoja potencialų skirtumą dviejuose taškuose. Jungiantis nuosekliai, būtų blokuojama arba pakeista grandinės srovė, duodant klaidingus rezultatus.
Kas atsitiks, jei viršysite voltmetro diapazoną?
Viršijus vardinę įtampą, galite sugadinti skaitiklio vidinę grandinę arba perdegti saugiklį. Visada pradėkite nuo didžiausio diapazono arba naudokite automatinį diapazoną, kad išvengtumėte perkrovos.
Kuris voltmetras geriausiai tinka naudoti namuose?
Skaitmeninis multimetras idealiai tinka namams – jis yra prieinamas, lengvai skaitomas ir gali matuoti įtampą kartu su srove, varža ir tęstinumu kasdieniam trikčių šalinimui.
Ar voltmetrai veikia be baterijų?
Analoginiams voltmetrams dažnai nereikia baterijų (išskyrus vidinį apšvietimą), o skaitmeniniams voltmetrams reikia baterijų arba išorinio maitinimo, kad būtų galima valdyti ekraną ir grandines.