โวลต์มิเตอร์

โวลต์มิเตอร์คืออะไร?

โวลต์มิเตอร์เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการวัดแรงดันไฟฟ้าหรือความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุดใน วงจรไฟฟ้าพื้นฐาน . โวลต์มิเตอร์แบบอะนาล็อกจะย้ายตัวชี้ไปบนมาตราส่วนตามสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้าของวงจร โวลต์มิเตอร์อาจมีความแม่นยำไม่กี่เปอร์เซ็นต์ของสเกลเต็มและใช้กับแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่เศษของโวลต์ไปจนถึงหลายพันโวลต์

การวัดแรงดันไฟฟ้าทั่วไปสองแบบคือกระแสตรง (DC) และกระแสสลับ (AC) แม้ว่าการวัดแรงดันไฟฟ้าจะเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการวัดอะนาล็อกประเภทต่างๆ แต่ก็มีความท้าทายที่ไม่เหมือนใครเนื่องจากการพิจารณาเรื่องเสียงรบกวน โวลต์มิเตอร์แบบอะนาล็อกจะย้ายตัวชี้ไปตามมาตราส่วนตามสัดส่วนของแรงดันไฟฟ้าของวงจรดิจิตอลโวลต์มิเตอร์จะแสดงแรงดันไฟฟ้าเป็นตัวเลขโดยใช้ตัวแปลง โวลต์มิเตอร์ประเภทต่างๆคือ

1. โวลต์มิเตอร์แบบอนาล็อก

2. VTVM และ FET VMs

3. ดิจิตอลโวลต์มิเตอร์

1. โวลต์มิเตอร์แบบอนาล็อก

โวลต์มิเตอร์แบบอะนาล็อกรวมถึงประเภทการเบี่ยงเบนของโวลต์มิเตอร์ที่ระบุ สิ่งเหล่านี้เหมือนกับเหล็กเคลื่อนที่ขดลวดเคลื่อนที่โวลต์มิเตอร์ชนิดไฟฟ้าสถิต เครื่องมือขดลวดเคลื่อนที่มีสองประเภท ได้แก่ แม่เหล็กถาวรและประเภทไดนาโมมิเตอร์

“แผนภาพการเดินสายสวิตช์ไฟฟ้าแบบสองทาง ”

เครื่องมือย้ายขดลวด ด้วยสนามแม่เหล็กถาวรตอบสนองต่อกระแสตรงเท่านั้น เครื่องมือขดลวดที่เคลื่อนที่ประกอบด้วยแม่เหล็กถาวรเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กและขดลวดซึ่งถูกกระทบกับชิ้นเหล็กอ่อนและหมุนรอบแกนแนวตั้งของมันเอง เมื่อกระแสเริ่มไหลผ่านขดลวดนี้แรงบิดที่เบี่ยงเบนจะเกิดขึ้นตามสมการแรงลอเรนซ์ แรงบิดนี้แปรผันตรงกับแรงดันไฟฟ้าในวงจรนั้น ๆ

DC โวลต์มิเตอร์ถูกสร้างขึ้นโดยการเชื่อมต่อตัวต้านทานในชุดเครื่องมือนี้และ ตัวต้านทานสูงมาก ขนานกับวงจรที่เราต้องการวัดแรงดันไฟฟ้า ประเภทไดนาโมมิเตอร์เครื่องมือขดลวดเคลื่อนที่ประกอบด้วยขดลวดสองตัวที่หนึ่งได้รับการแก้ไขและอีกอันกำลังหมุน ปฏิสัมพันธ์ของสองฟิลด์ที่เกิดจากขดลวดคงที่และขดลวดเคลื่อนที่ทำให้เกิดแรงบิดที่เบี่ยงเบน สิ่งเหล่านี้ใช้ในวงจรการวัด DC เท่านั้นซึ่งทำให้เครื่องมือนี้ใช้งานน้อยลง

โวลต์มิเตอร์แบบขดลวดเคลื่อนที่

ข้อดีของการเคลื่อนย้ายเครื่องมือคอยล์

มาตราส่วนสม่ำเสมอ
ขยายได้อย่างง่ายดายสำหรับการวัดหลายช่วง
การใช้พลังงานต่ำ
กระแสโหลดจรจัดมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับเครื่องมือเหล็กที่เคลื่อนที่ได้

การเคลื่อนย้ายโวลต์มิเตอร์ของเหล็ก

ในขณะที่ เคลื่อนย้ายเครื่องมือเหล็ก ใช้ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ เครื่องมือแม่เหล็กไฟฟ้าแบ่งออกเป็นเหล็กเคลื่อนที่อย่างง่ายประเภทไดนาโมมิเตอร์และประเภทการเหนี่ยวนำของเครื่องมือ การเคลื่อนย้ายเหล็กอีกครั้งจัดเป็นประเภทเครื่องมือดึงดูดและแรงผลักดัน นอกจากนี้ยังประกอบด้วยเหล็กอ่อนซึ่งเป็นขดลวดที่เคลื่อนย้ายได้และคงที่ ปฏิสัมพันธ์ของฟลักซ์ที่เกิดจากองค์ประกอบทั้งสองนี้ก่อให้เกิดแรงบิดที่เบี่ยงเบน ช่วงของเครื่องมือเหล่านี้จะขยายออกไปโดยทำให้ตัวต้านทานอยู่ในอนุกรมกับขดลวด ข้อเสียบางประการคือขนาดที่ไม่สม่ำเสมอผลกระทบในปัจจุบันของสนามที่หลงทางบนเครื่องมือ

ข้อดีของการเคลื่อนย้ายเครื่องมือเหล็ก

ใช้สำหรับการวัดทั้ง AC และ DC
ต้นทุนต่ำเมื่อเทียบกับการเคลื่อนย้ายเครื่องมือเหล็ก
อัตราส่วนแรงบิดต่อน้ำหนักสูง

โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้าสถิต

โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้าสถิต การทำงานบนหลักการไฟฟ้าสถิตใช้แรงผลักซึ่งกันและกันระหว่างแผ่นประจุไฟฟ้าสองแผ่นเพื่อเบี่ยงเบนตัวชี้ที่ติดอยู่กับสปริง เครื่องมือประเภทนี้ใช้สำหรับ ไฟฟ้าแรงสูง การวัด AC และ DC เหล่านี้มาจาก ตัวเก็บประจุชนิดแผ่นไฟฟ้าสถิต เชื่อมต่อผ่านวงจรที่จะวัด โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้าสถิตสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทตามโครงสร้างทางกล สิ่งเหล่านี้เป็นแรงผลักดันดึงดูดและสมมาตร ระบบเบี่ยงเบนประกอบด้วยตัวเบี่ยงซึ่งถูกแขวนจากเส้นใยทอร์ชั่นหรือสามารถหมุนได้โดยแบริ่ง การจัดเรียงองค์ประกอบในเครื่องมือประเภทนี้ด้วยองค์ประกอบพิเศษบางอย่างเช่นองค์ประกอบความจุรวมถึงแผ่นขนานกระบอกสูบศูนย์กลางแผ่นบานพับ ฯลฯ แรงบิดในการทำให้หมาด ๆ ของการเคลื่อนไหวนั้นมาจากใบพัดที่ทำให้หมาด ๆ ด้วยอากาศหรือของเหลวหรือโดยการลดกระแสวน

ข้อดีของเครื่องมือไฟฟ้าสถิต

สิ่งเหล่านี้วาดเฉพาะกระแสที่ DC คือกระแสรั่วและกระแสที่จำเป็นในการชาร์จองค์ประกอบ capacitive
ความไวสูง
สามารถวัดแรงดันไฟฟ้าที่เล็กที่สุดได้
ความสามารถในการวัดแรงดันไฟฟ้าช่วงสูงเกือบ 200KV

2. VTVMs และ FET-VMs

เครื่องวัดโวลต์หลอดสุญญากาศ (VTVM)

เครื่องมือประเภทนี้จัดการกับการวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับและความต้านทาน ในอุปกรณ์วัดแรงดันไฟฟ้าประเภทนี้จะใช้เครื่องขยายเสียงอิเล็กทรอนิกส์ระหว่างอินพุตและมิเตอร์ เนื่องจากการจัดเรียงนี้กระแสที่ดึงมาจากวงจรที่อยู่ระหว่างการทดสอบจึงลดลง ช่วงของความต้านทาน ใช้ที่ด้านอินพุตในช่วง 1-20 เมกะโอห์ม โดยรูปแบบความต้านทานเหล่านี้เราสามารถเลือกช่วงที่จะวัดได้ หากเครื่องมือนี้ใช้หลอดสูญญากาศในเครื่องขยายเสียงจะเรียกว่าโวลต์มิเตอร์หลอดสุญญากาศ สิ่งเหล่านี้ใช้ในการวัด AC กำลังสูง ในการประดิษฐ์อุปกรณ์โซลิดสเตตที่ใช้ในแอมพลิฟายเออร์โวลต์มิเตอร์ประเภทนี้เรียกว่า FET-VM

ข้อดี

สิ่งเหล่านี้มีความต้านทานอินพุตสูงดังนั้นข้อผิดพลาดในการโหลดจึงน้อยลง
ความไม่เป็นเชิงเส้นเกือบจะถูกกำจัดไปแล้ว
ความสามารถในการระบุแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ

3. ดิจิตอลโวลต์มิเตอร์

โวลต์มิเตอร์แบบดิจิตอล

ความแม่นยำของโวลต์มิเตอร์ได้รับผลกระทบจากหลายปัจจัยรวมถึงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและแรงดันไฟฟ้า DVM แสดงแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้โดยใช้ LCD หรือ LED เพื่อแสดงผลลัพธ์ในรูปแบบจุดลอยตัว เห็นได้ชัดว่าหากวัดแรงดันไฟฟ้าและผลลัพธ์จะแสดงแบบดิจิทัลด้วย LED หรือ จอ LCD เครื่องมือนี้ต้องมีตัวแปลง A / D การใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ ADC และจอแสดงผล LCD ที่ตั้งโปรแกรมไว้วงจรต่อไปนี้พร้อมที่จะแสดงค่าอนาล็อกแบบดิจิตอลที่ถูกต้องตั้งแต่ 0 ถึง 15 โวลต์ DC สิ่งเหล่านี้ถูกใช้เนื่องจากคุณสมบัติเช่นความแม่นยำความทนทานและคุณสมบัติพิเศษ สิ่งเหล่านี้ช่วยขจัดข้อผิดพลาดพารัลแลกซ์ได้อย่างสมบูรณ์ มันจะแปลงสัญญาณภายใต้การทดสอบแล้วขยายสัญญาณ

ข้อดีของ Digital Voltmeters

ลดข้อผิดพลาดพารัลแลกซ์
ช่วงอัตโนมัติ
ขั้วอัตโนมัติ
เครื่องมือความละเอียดสูงมีความแม่นยำสูง

แผนภาพวงจรโวลต์มิเตอร์แบบดิจิตอล

Digital Voltmeter Electronic Circuit Diagram

การออกแบบดิจิตอลโวลต์มิเตอร์ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ซึ่งกล่าวกันว่ามีประสิทธิภาพสูงในการจัดการการทำงานของผู้ให้บริการข้อมูลในแง่ของความรวดเร็วปราศจากข้อผิดพลาดและแม่นยำ แทนที่จะใช้วิธีอะนาล็อกสัมบูรณ์ในการค้นหาแรงดันไฟฟ้าโวลต์มิเตอร์แบบดิจิทัลจะให้ค่าแรงดันไฟฟ้าที่แม่นยำและแม่นยำกว่าในวงจรที่กำหนดในช่วงของโวลต์มิเตอร์

ดูวิดีโอต่อไปนี้เพื่อทำความเข้าใจการทำงานของ Digital Voltmeter:

คุณอาจได้รับความรู้ที่ดีเกี่ยวกับ วงจรอิเล็กทรอนิกส์ และแนวคิดต่างๆเกี่ยวกับโครงงานอิเล็กทรอนิกส์โดยเยี่ยมชมบล็อกนี้เป็นประจำ คุณสามารถสมัครสมาชิกบล็อกนี้เพื่อรับการอัปเดตเป็นประจำ

เครดิตภาพ: