20 | 04 | 2018
Главное меню
Смотри
replace_in_text_segment($text); echo $text; ?>
Статистика
Пользователи : 1
Статьи : 3589
Просмотры материалов : 8465305

Коллеги
Посетители
Рейтинг@Mail.ru
Советую
Online
  • [Bot]
  • [Google]
  • [Yandex]
Сейчас на сайте:
  • 74 гостей
  • 3 роботов
Новые пользователи:
  • Administrator
Всего пользователей: 1
RSS
Подписка на новости
Вольтметр воздействия на цепи измеряются PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
17.06.2012 17:30

Вольтметр воздействия на цепи измеряются

Каждый метр влияет на цепь ее измерения в некоторой степени, как и любой шины манометр меняет измерений давления в шинах немного, поскольку некоторые воздух выпускают для работы датчика. Хотя определенное влияние неизбежно, оно может быть сведено к минимуму благодаря хорошему дизайну метр.

Так как вольтметры всегда параллельно с компонентом или компонентами в тесте, любой ток через вольтметр будет способствовать общей тока в испытуемой цепи, потенциально влияющие на напряжение измеряется. Идеальный вольтметр имеет бесконечное сопротивление, так что она не проводит ток от тестируемой цепи. Тем не менее, идеальный вольтметры существуют только на страницах учебников, а не в реальной жизни! Возьмем следующую схему делителя напряжения, как крайний пример того, как реалистичный вольтметр может повлиять на схему ее измерения:

При отсутствии вольтметра к цепи, не должно быть ровно 12 вольт через каждые 250 МОм резистор в последовательной цепи, две равные по значению сопротивления деления общего напряжения (24 вольт) точно в два раза. Однако, если вольтметр в вопросе играет ведущую к приводить сопротивление 10 МОм (общая сумма для современного цифрового вольтметра), его сопротивление будет создавать параллельные подсхемы с меньшим сопротивлением делителя при подключении:

Это эффективно снижает низкое сопротивление от 250 МОм до 9,615 МОм (250 МОм, 10 МОм параллельно), резко изменяя падение напряжения в цепи. Нижний резистор теперь будет гораздо меньше напряжения, чем прежде, и верхний резистор гораздо больше.

Делитель напряжения с сопротивлением значения 250 Мом и 9,615 МОм будет делить 24 вольт в части вольт и 23,1111 0,8889 вольт, соответственно. Так как вольтметр является частью этой 9,615 МОм сопротивление, это то, что она будет указать: 0,8889 вольта.

Теперь, вольтметр может указывать на напряжение его связана в поперечнике. Он никак не может «знать» был потенциал 12 вольт упал через нижний 250 МОм резистор прежде чем он был связан через нее. Сам факт подключения вольтметра к цепи делает ее частью цепи, и собственное сопротивление вольтметра в изменяет сопротивление отношение напряжения цепи делителя, следовательно, влияет на напряжение измеряется.

Представьте использованием калибровочного давления в шинах, которые имели такой большой объем воздуха для работы, что было бы выкачать любой из шин было подключено. Количество воздуха, потребляемого манометр в акте измерения аналогично текущей принято вольтметр движения для перемещения иглы. Меньше воздуха, манометр требует, чтобы работать, тем меньше он будет сдуваться шины в тесте. Чем меньше ток, вольтметр для приведения в иглу, тем меньше будет нагрузка на тестируемой цепи.

Этот эффект называется загрузкой, и это в той или иной степени в каждом случае вольтметр использования. Сценарий, показанный здесь, худшем случае, с помощью вольтметра сопротивление значительно ниже, чем сопротивлений резисторов делителя. Но есть и всегда будет определенная степень загрузки, в результате чего метра, чтобы указать меньше истинного напряжения не связано метр. Очевидно, чем выше сопротивление вольтметра, тем меньше нагрузка на тестируемой цепи, и именно поэтому идеальный вольтметр имеет бесконечное внутреннее сопротивление.

Вольтметры с электромеханическим движения, как правило, данный рейтинг в "Ом на вольт" диапазон для обозначения количества схема воздействия созданных ток движения. Потому что такие метров полагаться на различные значения множителя резисторы дают разные диапазоны измерений, их руководство к ведущим сопротивление будет меняться в зависимости от того, что выбор они установлены в. Цифровые вольтметры, с другой стороны, часто демонстрируют постоянное сопротивление по всей их щупы, независимо от диапазона настройки (но не всегда!), И, таким образом, как правило, рейтингу просто Ом входного сопротивления, а не "Ом на вольт" чувствительности.

То, что "Ом на вольт" означает, сколько Ом свинца до привести сопротивление для каждого диапазона напряжения настройки на переключатель. Возьмем наш пример вольтметр из последнего раздела в качестве примера:

В 1000 масштабе вольт, общее сопротивление 1 МОм (999,5 кОм + 500Ω), давая 1000000 Ω на 1000 вольт диапазона, или 1000 Ом на вольт (1 кОм / V). Это Ом-на-вольт "чувствительность" рейтинг остается постоянной для любого диапазона этого метра:

Проницательный наблюдатель заметит, что Ом-на-вольт рейтинг любого счетчика определяется единственным фактором: полномасштабная текущего движения, в данном случае 1 мА. "Ом на вольт" является математическое обратное "напряжение в Ом", которая определяется по закону Ома, как тока (I = E / R). Таким образом, полномасштабная текущего движения диктует Ω / вольт чувствительность прибора, независимо от того, что составляет конструктор оснащает его через коэффициент сопротивления. В этом случае полномасштабного счетчика движения номинальный ток 1 мА дает вольтметр чувствительностью 1000 Ω / V, независимо от того, как мы его колебаться с мультипликатором резисторов.

Чтобы свести к минимуму нагрузку вольтметр на любой схеме, дизайнер должен стремиться свести к минимуму тока его движения. Это может быть достигнуто путем доработки самого движения для максимальной чувствительности (меньше тока, необходимое для полной шкалы), но компромисс здесь, как правило, прочность: более чувствительны движения, как правило, более хрупким.

Другой подход заключается в электронном повысить текущий направлены в движении, так что очень мало текущие потребности, вытекающие из тестируемой цепи. Эта специальная электронная схема известна как усилитель, и вольтметр таким образом построенная усиливается вольтметра.

Внутреннюю работу усилителя слишком сложны для обсуждения на данном этапе, но достаточно сказать, что схема позволяет измеряемого напряжения контролировать, сколько тока батареи отправляется на метр движения. Таким образом, текущие потребности движения поставляется аккумулятор внутри вольтметра и не тестируемой цепи. Усилитель еще загружает тестируемой цепи в определенной степени, но в целом сотни или тысячи раз меньше, чем метр движение само по себе.

До появления полупроводников известен как "полевые транзисторы," вакуумные лампы были использованы в качестве усилительных устройств для выполнения этого повышения. Такие ламповых вольтметров, или (в VTVM) когда-то были очень популярны инструменты для электронного тестирования и измерений. Вот фотография очень старая VTVM с вакуумной трубки подвергается!

Теперь, твердотельные схемы транзисторного усилителя выполнить ту же задачу в цифровой дизайн метр. Хотя такой подход (использование усилителя для повышения измеряемого сигнала тока) работает хорошо, он значительно усложняет конструкцию прибора, что делает практически невозможным для студентов электроники начала понимать его внутреннее устройство.

Окончательным, и гениальный, решение проблемы загрузки вольтметр, что потенциометрического или нулевой баланс инструмента. Она не требует продвинутых (электронных) схем или чувствительные устройства, такие как транзисторы или электронные лампы, но она требует более активного участия технику и мастерство. В потенциометрического инструмента, точности регулируемый источник напряжения сравнивается с измеряемого напряжения, и чувствительные устройства, называемого нуль-детектора используется, чтобы указать, когда два напряжения равны. В некоторых схемах, прецизионный потенциометр используется для регулировки напряжения, поэтому ярлык потенциометрического. Когда напряжения равны, то будет нулевой ток от тестируемой цепи, и таким образом измеряется напряжение должно быть неизменным. Легко показать, как это работает с нашей последней, например, высокое сопротивление делителя напряжения цепи:

"Нуль-детектора" является чувствительным устройством, способным указывающие на наличие очень малых напряжениях. Если электромеханический движение метр используется в качестве детектора нуля, он будет иметь весной в центре иглы, которые могут отклоняться в ту или иную сторону так, чтобы быть полезным для индикации напряжения любой полярности. Поскольку цель нулевого детектор точно указывают на состояние нулевого напряжения, вместо того, чтобы указать какие-либо конкретные (нуля) количество как обычный вольтметр бы, масштаб инструмент, используемый не имеет значения. Null детекторов, как правило, предназначены для так чувствительны, как это возможно, чтобы более точно указывать на "нулевой" или "баланс" (нулевое напряжение) состояние.

Очень простой тип детектора нуля представляет собой набор аудио наушники, динамики в действующий как своего рода счетчик движения. Когда напряжение изначально применяется к акустической системе, в результате ток через него будет двигать диффузор и производит слышимый "щелчок". Еще один «клик» звук будет слышен, когда источник постоянного тока отключены. Основываясь на этом принципе детектор нулевой могут быть изготовлены из не более, чем наушники и мгновенный переключающий контакт:

Если набор «8 Ом» наушники используются для этой цели, его чувствительность может быть значительно увеличена, подключив его к устройству, называемому трансформатора. Трансформатор использует принципы электромагнетизма, чтобы «трансформировать» напряжений и токов электрических импульсов энергии. В этом случае, тип трансформатора используется понижающий трансформатор, и это превращает низких импульсов тока (создана путем закрытия и открытия кнопочный переключатель при подключении к источнику напряжения малый) в более высоких импульсов тока, чтобы более эффективно управлять конусы динамиков в наушниках. "Аудио выход" трансформатор с сопротивлением отношение 1000:8 идеально подходит для этой цели. Трансформатор также повышает чувствительность детектора, накапливая энергию слаботочных сигналов в магнитном поле для внезапного выброса в динамики наушников, когда переключатель открыт. Таким образом, он будет производить громче "клики" для обнаружения меньше сигналов:

Подключение к потенциометрического цепи, как нуль-детектора, переключатель / трансформатор / наушники расположение используется следующим образом:

Цель любого нуль-детектора будет действовать как масштаб лабораторных весов, с указанием, когда два напряжения равны (отсутствие напряжения между точками 1 и 2) и не более того. Баланс лабораторных луч на самом деле не весят ничего, а, скорее, он просто указывает на равенство между неизвестной массой и куча стандартных (калиброванные) масс.

Кроме того, детектор нуля просто указывает, когда напряжение между точками 1 и 2 равны, который (по напряжению закон Кирхгофа) будет, когда регулируемый источник напряжения (символ батареи с диагональю стрелка идет через него) в точности равна напряжения на перепад R 2.

Для работы с этим инструментом, техник будет вручную настроить выход источника напряжения точностью до нуль-детектора указаны точно равна нулю (при использовании наушников, аудио детектор нуля, техник бы раз нажмите и отпустите кнопочный переключатель, прислушиваясь к тишине, чтобы указать, , что схема была «сбалансированной»), а затем отметить источник напряжения, как указано вольтметра через источник напряжения точностью, что указание быть представителем напряжения ниже 250 МОм резистор:

Вольтметр используется для непосредственного измерения точности источник не обязательно иметь очень высокий Ω / V чувствительность, потому что источник будет поставлять весь ток он должен работать. Пока есть нулевом напряжении на нуль-детектора, будет нулевой ток между точками 1 и 2, не приравнивая загрузки делителя тестируемой цепи.

Стоит повторить, что этот метод, надлежащим образом оформленные, местами почти нулевая нагрузка на измеряемой цепи. В идеале, он ставит абсолютно никакой нагрузки на испытания схемы, но для достижения этой цели идеального детектора нуля, должны будут иметь абсолютно нулевой напряжение на нем, для чего потребуется бесконечно чувствительный счетчик нулевой и идеальный баланс напряжения от регулируемого источника напряжения . Однако, несмотря на практическую невозможность достижения абсолютного нуля нагрузка, потенциометрического схема по-прежнему отличная техника для измерения напряжения в высокоомных цепях. И в отличие от электронного усилителя решение, которое решает проблему с использованием передовой технологии, потенциометрическим методом достигает гипотетически идеальное решение, используя основной закон электрической энергии (КВЛ).

  • ОБЗОР:
  • Идеальный вольтметр имеет бесконечное сопротивление.
  • Слишком низкое внутреннее сопротивление вольтметра отрицательно скажется на схеме измеряется.
  • Вакуумная трубка вольтметры (VTVM в), транзистор вольтметры, и потенциометрических схемах все средства сведения к минимуму нагрузки на измеряемой цепи. Из этих методов потенциометрического ("нулевой баланс") техники является единственной способной размещения нуля нагрузка на цепи.
  • Нуль-детектора является устройство построено для максимальной чувствительности для малых напряжений и токов. Он используется в потенциометрических схемах вольтметр, чтобы указать на отсутствие напряжения между двумя точками, что свидетельствует о состоянии баланса между регулируемым источником напряжения и напряжения измеряются.
 
Для тебя
Читай
Товарищи
Друзья