Woltomierz cyfrowy: rodzaje, schemat, opis

Woltomierz cyfrowy to dość popularne urządzenie. Jest przeznaczony wyłącznie do określenia napięcia, które jest dostępne w obwód elektryczny. Cyfrowy woltomierz można podłączyć na dwa sposoby. W pierwszym przykładzie wykonania jest on instalowany równolegle do obwodu. Druga metoda polega na podłączeniu urządzenia bezpośrednio do źródła energii elektrycznej. Osobliwością cyfrowych woltomierzy jest łatwość użycia. Ponadto mają dość duży wskaźnik wewnętrznego oporu. Jest to niezwykle ważne, ponieważ ten parametr wpływa na dokładność urządzenia.

Jakie typy istnieją?

Wszystkie woltomierze można podzielić według rodzaju zmierzonej wartości. Główne typy urządzeń to DC i AC. Pierwszy typ jest z kolei podzielony na prostowniki i urządzenia kwadratowe. Dodatkowo są woltomierze impulsowe. Ich charakterystyczną cechą jest pomiar sygnałów impulsów radiowych. W tym przypadku pomiaru napięcia, mogą przewodzić zarówno prąd stały, jak i przemienny.

Cyfrowy obwód woltomierza

Typowy cyfrowy obwód woltomierza oparty jest na dyskretnych wartościach. Ważną rolę odgrywa w nim urządzenie wejściowe. W tym przypadku urządzenie sterujące współdziała z cyfrową jednostką odczytu w liczbach dziesiętnych. Cechą urządzenia wejściowego jest dzielnik wysokiego napięcia. Jeśli praca sprowadza się do definicji AC, to działa jak normalny konwerter. W tym przypadku wyjście to prąd stały

W tym czasie jednostka centralna jest zaangażowana w sygnał analogowy. W tym systemie jest on przedstawiony w formie kodu cyfrowego. Proces konwersji jest specyficzny nie tylko dla woltomierzy, ale także dla multimetrów. Niektóre modele urządzeń używają kodu binarnego. W tym przypadku proces odbierania sygnału jest znacznie uproszczony, a konwersja jest znacznie szybsza. Stare modele woltomierzy pracowały wyłącznie z liczbami dziesiętnymi. W tym przypadku zarejestrowano wartość pomiaru. Dodatkowo, cyfrowy obwód woltomierza ma jednostkę centralną, która jest odpowiedzialna za wszystkie ważne komponenty urządzenia.

Cyfrowe przetworniki woltomierza

Do chwili obecnej istnieje wiele różnych typów przetworników zainstalowanych w woltomierzu. Najczęstsze są modele z pulsem czasowym. Dodatkowo istnieją kodowe konwertery impulsów.

Wyróżniającą je cechą innych urządzeń jest umiejętność balansowania jeden po drugim. W tej chwili modele częstotliwości impulsów nie mają takiego przywileju. Można je jednak stosować do kodowania przestrzennego, co może być niezwykle ważne w niektórych badaniach. Jest to szczególnie ważne w przypadku pomiarów napięć w zamkniętych obwodach elektrycznych.

Własnoręczne woltomierze

Woltomierz (cyfrowy) zrób to sam. Najpierw wybiera się detektor, który ma na celu określenie średniej wyprostowanej wartości. W tym przypadku jest on instalowany z reguły w pobliżu przemiennika prądu przemiennego. Detektor minimalnego napięcia jest wyznaczany ze 100 MV, jednak niektóre modele są w stanie rozpoznać natężenie prądu do 1000 MV. Dodatkowo, aby zrobić woltomierz (cyfrowy) własnymi rękami, będziesz potrzebował tranzystora, który wpływa na czułość urządzenia, a mianowicie jego próg. Jest to związane z poziomem amplitudy napięcia kwantowego. Czułość urządzenia wpływa również na czułość. Jeśli napięcie jest mniejsze niż 100 MW, wówczas poziom oporu z pewnością wzrośnie i może ostatecznie wynieść 10 omów.

Rezystancja obwodu elektrycznego

Opór, który powstaje w systemie, zależy od liczby znaków w obwodzie. W tym przypadku należy rozumieć, że skale woltomierzy mogą być bardzo różne. Stosunek mierzonej wartości jest wprost proporcjonalny do napięcia. Dodatkowo należy wziąć pod uwagę odporność na zakłócenia, co również wpływa na opór urządzenia. Należy tu zauważyć, że jest to cyfrowy wbudowany woltomierz, który ma duże amplitudy.

W tym przypadku ma to wielki wpływ na występowanie zakłóceń w obwodzie. Najczęstszą przyczyną gwałtownego skoku jest nieprawidłowe działanie zasilacza. W takim przypadku średnia częstotliwość urządzenia może zostać naruszona. Tak więc przy wejściu do obwodu było na przykład 50 Hz, a moc wyjściowa wynosiła 10 Hz. W wyniku tego powstaje opór w przewodzie łączącym. Stopniowo prowadzi to do wycieku i dzieje się to w miejscu, w którym znajdują się terminale. W takim przypadku problem można rozwiązać poprzez uziemienie tej witryny. W rezultacie szum dochodzi do obwodu wejściowego, a częstotliwość w urządzeniu stabilizuje się.

Błędy pomiaru

Błąd pomiaru woltomierza jest bezpośrednio związany z źródło zasilania. Jednocześnie na wyjściu należy uwzględnić napięcie. Najczęściej zakłócenia typu ogólnego zmieniają parametry rezystancji. W rezultacie liczba ta może znacznie spaść. Do tej pory istnieją trzy sprawdzone sposoby radzenia sobie z wszelkiego rodzaju zakłóceniami w woltomierzu. Pierwszą techniką jest użycie ekranowanych przewodów. W takim przypadku wejście obwodu elektrycznego jest bardzo ważne, aby odizolować go od urządzenia.

Drugim sposobem jest posiadanie elementu integrującego. W wyniku tego czas interferencji może zostać znacznie skrócony. Ostatecznie, zainstalowanie specjalnych filtrów na woltomierzu jest uważane za ostatni krok. Ich głównym zadaniem jest zwiększenie rezystancji w obwodzie elektrycznym. W rezultacie amplituda zakłócenia na wyjściu po bloku jest znacznie zmniejszona. Należy również zauważyć, że wiele układów przetworników może znacznie zwiększyć prędkość pomiaru. Jednak przy lepszej wydajności zmniejsza się dokładność rejestrowania danych. W rezultacie takie przetworniki mogą powodować duży hałas w obwodzie elektrycznym.

Woltomierze impulsowe kodu

Cyfrowy woltomierz AC z impulsowym kodem działa na zasadzie "jeden do jednego". W takim przypadku metoda pomiaru napięcia kompensacyjnego ma zastosowanie do tych urządzeń. Z kolei proces obliczeń odbywa się za pomocą precyzyjnego rozdzielacza. Dodatkowo obliczane jest napięcie odniesienia w obwodzie elektrycznym.

Ogólnie rzecz biorąc, skompensowany prąd ma kilka poziomów. Zgodnie z teorią kwantową rachunek różniczkowy jest tworzony w systemie dziesiętnym. Jeśli użyjesz dwucyfrowego woltomierza cyfrowego do samochodu, napięcie zostanie wykryte do 100 V. Cały proces przeprowadzany jest za pomocą poleceń. Szczególna uwaga w pracy zasługuje na porównanie naprężeń. Oparty jest na zasadzie impulsów sterujących i występują one w systemie w określonych odstępach czasu. Jednocześnie możliwe jest przełączanie rezystancji jednego rozdzielacza.

W rezultacie wyjście zmienia limit częstotliwości. Jednocześnie możliwe jest podłączenie oddzielnego urządzenia do porównywania wskaźników. Najważniejszą rzeczą jest nie zapomnieć wziąć pod uwagę rozmiar dzielnika w łączu. W takim przypadku sygnał urządzenia może nie zostać odebrany. W rezultacie dane mogą być porównywane według kluczowych pozycji. W rzeczywistości są one kodem odczytanym woltomierzem.

Uproszczony schemat amperomierza woltomierza impulsowo-prądowego

Cyfrowy amperomierz woltomierza DC można schematycznie przedstawić jako elementy współpracujące z obwodem elektrycznym. Najważniejsze jest urządzenie wejściowe, które pełni rolę referencyjnego źródła napięcia. W ten sposób dzielnik dokładności jest podłączony do urządzenia referencyjnego.

Z kolei mechanizmy odczytu cyfrowego pokazują opór obwodu elektrycznego. Ponadto urządzenia sterujące są w stanie bezpośrednio współpracować z urządzeniem wejściowym i dokonywać porównań wskaźników napięcia sieciowego. Najprostszy proces pomiarowy można przedstawić jako ciężary. W takim przypadku system często kończy się niepowodzeniem. Są one połączone głównie z powodu nieprawidłowego porównania.

Dokładność pomiaru

Dokładność pomiaru amperomierza woltomierza jest bezpośrednio związana ze stabilnością napięcia odniesienia. Dodatkowo należy wziąć pod uwagę próg precyzyjnego rozdzielacza w urządzeniu wejściowym. Uwzględniono również ochronę interferencyjną w łańcuchu. Do tego dochodzi filtr na samym początku obwodu elektrycznego. W rezultacie jakość pracy w laboratorium może być znacznie poprawiona.

Woltomierze z typami konwerterów czasowych

Tego typu woltomierze wykorzystują specjalne przetworniki, które mierzą napięcie tylko w określonych odstępach czasu. Uwzględnia to pulsacyjne oscylacje w obwodzie elektrycznym. Dodatkowo obliczana jest średnia częstotliwość napięcia w systemie. Aby go ustabilizować, stosuje się z reguły dyskretny sygnał, który jest wysyłany z wyjścia konwertera.

W takim przypadku impulsy liczące można znacznie zmniejszyć. Wiele czynników wpływa na błąd pomiaru woltomierzy. Przede wszystkim dotyczy to próbkowania sygnału. Problem może tkwić również w niestabilności częstotliwości. Jest to związane z progiem czułości obwodu elektrycznego. W rezultacie porównanie napięcia urządzenia jest nieliniowe.

Prosty amperomierz woltomierza z konwerterem

Cyfrowy amperomierz woltomierzowy z przetwornica częstotliwości koniecznie obejmuje generator, który monitoruje zmiany napięcia w obwodzie elektrycznym. Kiedy ten pomiar odbywa się etapami w odstępach czasu. Generator w obwodzie elektrycznym jest używany liniowo. Aby porównać dane w urządzeniu ma wyzwalacz. Z kolei do obliczenia częstotliwości ważne jest użycie licznika, który odbiera dyskretny sygnał. Dzieje się tak na wyjściu woltomierza-amperomierza konwertera. Uwzględnia to wielkość napięcia ograniczającego.

Bezpośrednia informacja podawana jest na wejście woltomierza-amperomierza. Na tym etapie przeprowadzany jest proces porównania, a gdy pojawia się impuls, system ustala poziom zerowy. Bezpośrednio sygnał w woltomierzu-amperomierzu uderza w spust, a wynikiem jest dodatnie napięcie na wyjściu. Impuls powraca do pierwotnego położenia dopiero po porównaniu urządzenia. Uwzględnia to wszelkie zmiany częstotliwości granicznej, które zostały utworzone w danym okresie czasu. Uwzględniany jest również współczynnik konwersji. Jest obliczany na podstawie wskaźnika siły sygnału.

Dodatkowo formuła ma impuls liczenia, który pojawia się na wyjściu generatora. W rezultacie napięcie może być wyświetlane tylko wtedy, gdy występują pewne wahania, które występują w obwodzie elektrycznym. Ostatecznie sygnał musi osiągnąć sygnał wyjściowy wyzwalacza i być tam rozważany. Liczbę impulsów zapisuje się w woltomierzu-amperomierzu. W wyniku tego wskaźnik zostaje wyzwolony, co wskazuje na obecność napięcia.

Woltomierze z podwójną integracją

Woltomierz cyfrowy woltomierza podwójnego napięcia działa na zasadzie okresowego powtarzania. W takim przypadku kod źródłowy jest automatycznie zwracany do obwodu. Ten system działa wyłącznie z prądem stałym. Częstotliwość jest wstępnie rektyfikowana i podawana do urządzenia wyjściowego.

Błędy pobierania próbek w woltomierzu nie są brane pod uwagę. W związku z tym mogą wystąpić momenty niedopasowania impulsów zliczających. W rezultacie na początku i na końcu przedziału jeden parametr może być bardzo różny. Jednak z reguły błąd nie jest krytyczny z powodu działania konwertera.

Szczególnym problemem jest zakłócenie dźwięku. W rezultacie może znacznie zniekształcić wskaźnik stresu. Ostatecznie znajduje odbicie w wielkości impulsu, a mianowicie w czasie jego trwania. Tak więc, wśród cyfrowych woltomierzy, typy te nie są zbyt popularne.