Вольтметр. Типы и конструкция. Эксплуатация и применение. Характеристики - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

Вольтметры, как и все другие приборы для изменения параметров электрической цепи, могут быть, как правило, электронными или механическими. Они отличаются способом проведения измерений. Трудно сказать, какой принцип лучше.

Содержание

Вольтметр. Типы. Устройство. Эксплуатация. Приложения. Характеристики

Вольтметр – это измерительный прибор, используемый для измерения уровня электрического напряжения. Он подключается параллельно с нагрузкой или непосредственно к источнику напряжения (U). Единицей измерения напряжения является вольт (В). Устройство имеет высокое сопротивление. Чем он выше, тем лучше и точнее. Это уменьшает влияние на измеряемую цепь и позволяет считывать напряжение с минимальной погрешностью.

Типы в соответствии с их назначением

Устройства могут быть следующих типов в зависимости от их назначения:

Постоянное напряжение.
Напряжение переменного тока.
Чувствительность импульса.
Обнаружение фазы.
Селективный поиск частоты.
Универсальный.

Фиксированное напряжение

Вольтметр постоянного напряжения имеет маркировку В2. Используется в сетях с постоянным током. Обычно его используют в качестве тестера для различных электроприборов, а также автомобильных кабелей.

Переменное напряжение

Устройства с переменным напряжением имеют маркировку В3. Используется в сетях соответствующих токов. Устройство преобразует параметры переменного тока в параметры постоянного тока, выход усиливается, и сигнал подается на измерительный механизм. Внутри устройство для сетей переменного тока фактически такое же, как и устройство постоянного тока, но перед этим оно имеет специальную систему преобразования электрических параметров.

Чувствительный к импульсам

Модели, чувствительные к импульсам, обозначаются символом В4. Они предназначены для считывания коротких импульсных напряжений. Эти вольтметры часто используются для обнаружения импульсных помех. Другими словами, устройство можно использовать для обнаружения слабого контакта в цепи. Благодаря этой особенности импульсные блоки используются для тестирования проводки автомобиля, микросхем и т.д.

Фазоры

Фазорные единицы идентифицируются следующими кодами В5. Эти устройства предназначены для измерения квадратурных составляющих первой гармоники. Принцип работы этих счетчиков заключается в том, что они оснащены двумя зонами обнаружения. Прибор снимет два показания. Начальная фаза воспринимается устройством как ноль. Такие устройства редко востребованы, поскольку в доме они излишни.

Частотно-селективный поиск

Измерители с селективным поиском частоты идентифицируются по следующей маркировке на корпусе В6. Это одни из самых больших вольтметров. Вольтметры этого типа могут определять гармоники сложных сигналов. На самом деле, их конструкция имеет много общего с радиоприемниками, принимающими сигнальные частоты.

Универсальный

Универсальные измерители – это многофункциональные приборы, которые могут измерять напряжение в любой электрической сети. Они обозначены на внешнем корпусе устройства следующими знаками В7. Часто с этими устройствами поставляются комплекты шунтов для обеспечения безопасного подключения.

Типы в соответствии с внешними параметрами

Счетчики делятся на три категории в соответствии с их внешними параметрами:

Портативный.
Стационарный.
Крепится на панели.

Портативный Вольтметры полностью автономны. Они небольшие, легкие и удобные для транспортировки. Мультиметр или тестер считается разновидностью портативного вольтметра. Часто эти устройства оснащены двумя электродами для снятия показаний электрической цепи без использования зажимов или крокодилов.

Стационарный вольтметры тяжелее. Обычно они устанавливаются в сложном электрооборудовании. Эти устройства более чувствительны и поэтому имеют большие размеры. Они устанавливаются на производственных предприятиях, где необходимо постоянно контролировать состояние электрической сети, поддерживающей работу холодильных систем, нагревательных элементов, систем кондиционирования воздуха и т.д. Они особенно важны, когда электропитание обеспечивается генератором.

Монтаж на панели Вольтметры имеют много общего со стационарными вольтметрами в том, что они не являются портативными. Они часто более компактны, чем стационарные вольтметры, но все же больше, чем переносные вольтметры. Обычно они монтируются в панельных шкафах.

Принцип работы

По принципу действия вольтметры, как и все другие приборы, используемые для изменения параметров электрической цепи, бывают электронными или механическими. Они отличаются способом проведения измерений. Трудно сказать, какой принцип лучше.

Электромеханическая

Электромеханические вольтметры имеют стрелку, которая крепится к каркасу обмотки. Рама установлена на оси с постоянным магнитом. При подаче напряжения создается электромагнитное поле. В результате взаимодействия с полем постоянного магнита рамка начинает отклоняться, при этом стрелка указывает на шкалу.

Такие измерительные приборы могут иметь различную чувствительность, которая выражается коэффициентом пропорциональности между цифровым угловым показателем на шкале и фактическим напряжением. Для предотвращения колебания стрелки на шкале и обеспечения точности показаний используется индуктивный демпфер. Обычно это алюминиевая пластина, которая также устанавливается на ось и перемещается вместе с указателем. Возникающие электромагнитные вихри соприкасаются с пластиной, как парус с ветром. Это приводит к замедлению указателя. Существует также воздушная заслонка, которая состоит из поршня и цилиндрического механизма. Когда рука раскачивается, они удерживают ее на месте, предотвращая резкие скачки. Нормальное торможение происходит при неподвижном поршне в цилиндре.

Электромеханические вольтметры также имеют систему противовесов в виде грузиков, прикрепленных к стрелке. Это предотвращает отклонение указателя под действием силы тяжести. В результате прибор обеспечивает точные показания независимо от угла, под которым производится измерение. Движущиеся части механизма вольтметра изготовлены из твердой стали, которая не должна подвергаться истиранию. Все стержни полируются для уменьшения трения.

При подключении этих приборов необходимо соблюдать полярность, так как неправильное подключение приведет к тому, что стрелка попытается вращаться в обратном направлении, что предотвращается специальным ограничителем в корпусе.

В электронном виде

Электронные вольтметры могут быть аналоговыми или полностью электронными. Аналоговые приборы по внешнему виду похожи на обычные механические приборы. Они также снабжены стрелкой для указания шкалы. Они имеют внутри компактную систему, которая преобразует входное напряжение в постоянное. Это устраняет необходимость колебаний индикатора. Специальный датчик, в зависимости от уровня напряжения, наклоняет указатель на определенный угол, который соответствует измеренному напряжению в цепи.

Цифровые вольтметры имеют интегральную схему (драйвер). На внешней панели имеется дисплей, который показывает напряжение в цифровом виде. Эти приборы точны, компактны, легки и надежны. Точность вольтметра в первую очередь зависит от преобразователя, который преобразует параметры напряжения в кодированный цифровой сигнал, отображаемый на дисплее.

Как подключить вольтметр и как им пользоваться

На электрических схемах вольтметр обозначается латинской буквой “V”. Для получения точных данных прибор должен быть подключен параллельно участку цепи, на котором измеряется напряжение. При подключении важно соблюдать полярность. Прибор оснащен специальными клеммами или точечными электродами, которые позволяют присоединять провода непосредственно к проводнику.

При измерении напряжения источника питания прибор подключается непосредственно к его клеммам. Однако следует отметить, что для высоковольтных вольтметров не следует использовать слабые вольтметры, не рассчитанные на такие параметры.

Все приборы разделены в соответствии с диапазоном измерения. Существуют вольтметры, которые могут измерять как милливольты, так и киловольты. Существуют также модели, которые могут считывать микровольты, известные как микровольтметры. Они чувствительны к напряжениям порядка миллионных долей вольта. Прежде чем использовать вольтметр для считывания напряжения на отдельном участке цепи, всегда ознакомьтесь с диапазоном измеряемой частоты. Использование микровольтметра вместо киловольтметра может привести к короткому замыканию.

Особенно важно помнить, что если прибор рассчитан на постоянный ток, его нельзя подключать к переменному току и наоборот. Если используется универсальный вольтметр, перед его подключением выберите режим измерения. Если он используется для измерения постоянного напряжения, установите на панели вольтметра значение, например, + 60 В. Затем уменьшите напряжение на вольтметре до получения показаний. Это связано с тем, что сети постоянного тока могут иметь разное напряжение. Например, военное оборудование имеет напряжение 24 В, автомобили – 12 В, а некоторые мотоциклы – 6 В. Там, где требуется питание переменным током, устанавливается напряжение 220 В.

Технические характеристики

Независимо от принципа работы вольтметра, его назначения и способа построения, все приборы имеют общие критерии оценки эффективности. Их следует учитывать перед использованием или приобретением устройства. Первый критерий – точность измерения. Этот показатель характеризует соответствие между данными, регистрируемыми прибором, и фактическими параметрами напряжения.

Вольтметр любого типа будет оказывать минимальное влияние на цепь, из которой снимаются показания, если он имеет максимальное внутреннее сопротивление. Чем выше значение, тем точнее прибор.

Типы вольтметров

Типы и особенности вольтметров

Вольтметр – это измерительный и контрольный прибор, который используется для расчета напряжения или электродвижущей силы в электрических цепях. Это устройство подключается к нагрузке или источникам питания параллельно.

Потребность в таких устройствах возникает в связи с необходимостью обслуживания различного электрооборудования. Другими словами, необходимо следить за производительностью используемого оборудования.

Электрические характеристики вольтметров

Для оценки технических характеристик электроизмерительных приборов используются следующие значения внутреннее сопротивление, спектр измеряемых напряжений и частота измеряемых переменных напряжений, точность .

внутреннее сопротивление: Это значение должно быть как можно выше, чтобы минимизировать влияние прибора на электрическую цепь, к которой он непосредственно подключен. Проще говоря, чем выше сопротивление, тем точнее расчет.
Диапазон измеряемого напряжения: Вольтметры являются по сути универсальными приборами и измеряют напряжение в диапазоне от 10 милливольт до одной тысячи вольт. Эти пределы достаточны для большинства измерений.

Некоторые специалисты прибегают к использованию таких специальных приборов, которые могут измерять очень малые напряжения с высочайшей точностью (милли- и микровольтметры с точностью до одной тысячной или одной миллионной доли вольта, киловольтметры измеряют напряжения в несколько тысяч вольт).

Само собой разумеется, что работа с этими инструментами требует определенных знаний и навыков. Правильное использование очень важно, так как это высоковольтная среда с высоким риском травмирования.

точностьт.е. измерение погрешности. Эта характеристика указывает на возможные различия между показаниями прибора и фактическим напряжением в электрической цепи.

Типы вольтметров

Все доступные сегодня вольтметры делятся на несколько типов. Это разделение основано на Различные типы вольтметров зависят от конструкции, применения и параметров.

Принцип действия: Магнитоэлектрический, электромагнитный, электронный, цифровой, аналоговый вольтметр;
Цель: Импульсный, постоянный ток, переменный ток;
Способ применения: Панельный (встроенный) и переносной вольтметр.

Давайте подробнее рассмотрим наиболее распространенные типы вольтметров.

Вольтметр, который является магнитоэлектрическим, описывается как самый чувствительный с точки зрения точности. Его использование обычно ограничивается исследовательскими лабораториями для получения наиболее точных измерений. Устройства этого типа характеризуются простотой эксплуатации, высокой надежностью и относительно недорогим производством. Однако, как и все электрические приборы, вольтметры имеют свои преимущества и недостатки. К ним относятся:

Повышенное внутреннее энергопотребление (5-7 Вт);
Высокая индуктивность обмотки, из-за которой частота переменного напряжения влияет на показания прибора.

Магнитоэлектрический вольтметр используется в распределительных устройствах электростанций, а также на производственных предприятиях.

Вольтметр с электронным принципом измерения

Этот тип вольтметра внутренне делится на два других подтипа: аналоговый прибор и цифровой .

Разница между этими вольтметрами очень проста. Аналоговый вольтметр имеет шкалу и стрелку. Последнее, при отклонении от нуля, указывает на значение напряжения. Цифровой вольтметр отображает значение напряжения на электронном дисплее.

Аналоговый вольтметр

Принцип работы этого типа электронного вольтметра заключается в преобразовании переменного входного напряжения в постоянное напряжение. Это напряжение усиливается и передается на детектор, который вырабатывает выходной сигнал, вызывающий отклонение указателя. Сила отклонения указателя напрямую зависит от входного напряжения.

Универсальные вольтметры способны измерять как постоянное, так и переменное напряжение, в зависимости от положения переключателей режимов. При измерении напряжения постоянного тока следует обращать внимание на полярность подключения электрического устройства. Положительное напряжение измеряется с правой стороны, а отрицательное – с левой.

Цифровой вольтметр

Эти приборы измеряют напряжение с большей точностью, чем аналоговый вариант. Суть работы заключается в цифровом кодировании аналогового напряжения. Этот код передается на специальное счетное устройство, которое преобразует двоичный код в десятичное значение, которое передается на специальный экран. Точность напрямую зависит от качества конвертера.

Торговая сеть “Планета Электрика” предлагает широкий ассортимент измерительных приборов, в том числе вольтметры от таких известных производителей, как ABB, EATON, IEK, Legrand, Schneider Electric, TDM Electric.

Мы используем файлы cookie, как наши собственные, так и принадлежащие третьим лицам, чтобы улучшить ваши впечатления от нашего сайта и наших услуг, анализируя то, как вы перемещаетесь по нашему сайту. Если вы продолжите навигацию, мы будем считать, что вы согласны с их использованием. Для получения более подробной информации ознакомьтесь с нашей Политикой использования файлов cookie.

Похожи на электромеханические приборы – та же методика указания стрелки, но внутри у них есть измерительный усилитель. Его основная цель – увеличить внутреннее сопротивление, что, в свою очередь, положительно влияет на пределы измерения. В случае с этими приборами пределы гораздо ниже.

Названия и маркировка

Все бытовые вольтметры маркируются кодом, соответствующим их характеристикам. Поэтому для определения его конструкции и типа не требуется никаких сопроводительных документов. Первая буква может рассказать о его модификации и устройстве.

Обозначения типов

Делится в соответствии с диапазоном напряжения, который может быть
от очень низких напряжений до тысяч вольт. Векторметр также можно использовать для измерения изменения фазы.

Обозначения

Существует две системы маркировки. Один обращает внимание на тип устройства, а другой – на характеристики тока. Если в руках имеется электродинамическая установка, она будет помечена буквой “D”. Буква “М” в начале названия указывает на магнитоэлектрическое устройство. Буква “С” размещается на электростатике. Буква “F, Sch” отличает электронные аппараты, “C” используется для типа выпрямителя. Букву “Т” можно найти, если вольтметр термоэлектрический, а “Е” – электромагнитный.

В зависимости от измеряемого напряжения прибор получает свой собственный код. Он начинается с буквы “В” – вольтметр. После этого следует цифра. Например, цифра 2 предназначена для устройств постоянного тока, цифра 3 – для устройств, специализирующихся на переменном токе, 4 – для импульсного тока. Шифр B7 определяет универсальное устройство. B5 и B6 предназначены для фазочувствительных и селективных устройств соответственно.

Устройства с подвижной катушкой типа “Динамо” состоят из двух катушек. Одна катушка неподвижна, а другая вращается вокруг нее. Взаимодействие этих двух полей создает отклоняющий момент.

Типы вольтметров

Аналоговые вольтметры

Содержит отклоняемый тип измерителя указателя напряжения.

Аналоговые вольтметры можно разделить на три категории.

Приборы с подвижной катушкой
Движущееся железо
Электростатический вольтметр

Приборы с подвижной катушкой

Аналоговые вольтметры бывают двух типов. К ним относятся:

Приборы с подвижной катушкой и постоянным магнитом
Инструменты с подвижной катушкой

Приборы с подвижной катушкой и постоянным магнитом

Инструменты с постоянным магнитом и подвижной катушкой реагируют только на постоянный ток. Эти инструменты имеют постоянный магнит, который генерирует магнитное поле. Катушка намотана на кусок мягкого железа и вращается вокруг вертикальной оси. Когда ток проходит через катушку, создается отклоняющий момент в соответствии с уравнением силы Лоренца.

Подвижные железные инструменты

Подвижные железные инструменты используются в цепях переменного тока и подразделяются на простые подвижные железные инструменты, инструменты моментного типа и индукционные железные инструменты. Он состоит из мягкого железа, содержащего подвижные и неподвижные катушки.

Взаимодействие токов, создаваемых этими элементами, приводит к возникновению отклоняющего момента. Диапазоны расширяются путем последовательного подключения резисторов к катушке.

Электростатический вольтметр

Это работает на электростатическом принципе, когда отталкивание между двумя заряженными пластинами отклоняет указатель, прикрепленный к пружине.

Эти приборы используются для измерения высоких напряжений переменного и постоянного тока. Это высокочувствительные приборы, способные измерять минимальные напряжения заряда, а также напряжения высокого диапазона почти 200 кВ.

Вакуумный вольтметр

Приборы этого типа могут работать как с напряжением переменного/постоянного тока, так и с измерениями сопротивления. В этих устройствах используется электронный усилитель между входом и измерителем.

Если в приборе используется вакуумная лампа в усилителе, он называется вакуумным ламповым вольтметром (ВТВМ). VTVM используются в измерениях переменного тока высокой мощности.

Полевой транзистор (ПТ) – это транзистор, который использует электрическое поле для управления электрическим поведением устройства. Они также известны как униполярные транзисторы. Вольтметр на основе FET использует это свойство полевых транзисторов для измерения напряжения.

Цифровой вольтметр (DVM)

DVM отображает напряжение, используя светодиоды или ЖК-дисплей для отображения результата.

Устройство должно включать аналого-цифровой преобразователь.

Устройство содержит запрограммированный микроконтроллер, АЦП и ЖК-дисплей, обеспечивающий точное цифровое отображение аналоговых значений от 0 до 15 В постоянного тока.

Импульсный вольтметр обычно используется для измерения амплитуды непрерывных импульсных сигналов, но они также способны точно определить амплитуду одного импульса.

Типы и особенности вольтметров

Что такое вольтметр?

– Вольтметр – это измерительный прибор, используемый для расчета напряжения или электродвижущей силы в электрических цепях. Они подключаются параллельно к нагрузкам или источникам электроэнергии.

Потребность в таких приборах возникает в связи с необходимостью обслуживания различных электроприборов. Другими словами, необходимо следить за производительностью используемого оборудования.
Электрические характеристики вольтметра
Для оценки технических характеристик электроизмерительных приборов используются такие показатели, как внутреннее сопротивление, спектр измеряемых напряжений и частота измеряемых переменных напряжений, точность

Внутреннее сопротивление: это значение должно быть как можно выше, чтобы минимизировать нагрузку на цепь, к которой непосредственно подключен прибор. Проще говоря, чем выше сопротивление, тем точнее расчет.
Диапазон напряжения: в целом, вольтметры являются универсальными приборами и измеряют напряжение от 10 милливольт до одной тысячи вольт. Эти пределы достаточны для большинства измерений.

Некоторые специалисты прибегают к использованию специальных приборов, которые могут измерять очень маленькие напряжения с высочайшей точностью (милливольтметры и микровольтметры с точностью до одной тысячной или одной миллионной доли вольта, киловольтметры измеряют напряжения в несколько тысяч вольт).

Само собой разумеется, что работа с этими инструментами требует определенных знаний и навыков. Правильное обращение с ними крайне важно, поскольку работа с высоковольтным оборудованием сопряжена с риском поражения электрическим током.

Точность, т.е. измерение погрешности. Эта характеристика указывает на возможное отклонение показаний прибора от фактического напряжения в электрической цепи.

Типы вольтметров
Все доступные сегодня вольтметры делятся на несколько типов. Это разделение основано на Конструктивные характеристики, область применения и параметры.

Принцип работы: магнитоэлектрический, электромагнитный, электронный, цифровой, аналоговый вольтметр;
Назначение: импульсный вольтметр, вольтметр постоянного тока, вольтметр переменного тока;
Способ применения: щитовой вольтметр (встроенный) и переносной вольтметр.

Давайте подробнее рассмотрим наиболее распространенные типы вольтметров.
Электромеханический вольтметр
Вольтметр, который является магнитоэлектрическим, описывается как самый чувствительный с точки зрения точности. Его использование обычно ограничивается исследовательскими лабораториями для получения максимально точных измерений. Устройства этого типа характеризуются простотой эксплуатации, высокой надежностью и относительно недорогим производством. Однако, как и все электрические приборы, вольтметры имеют как преимущества, так и недостатки. К ним относятся:

Повышенное внутреннее энергопотребление (5-7 Вт);
высокая индуктивность обмоток, что приводит к влиянию частоты переменного напряжения на показания прибора.

Магнитоэлектрический вольтметр используется на коммутационных станциях электростанций, а также на производственных предприятиях.

Вольтметр с электронным принципом измерения

Этот тип вольтметра внутренне делится на два других подтипа: аналоговый прибор

Разница между этими вольтметрами очень проста. Аналоговый вольтметр имеет шкалу и, следовательно, стрелку. Последний, когда он отклоняется от нуля, указывает на значение напряжения. Цифровой вольтметр отображает значение напряжения на электронном дисплее.

Аналоговый вольтметр

Этот тип электронного вольтметра работает путем преобразования переменного входного напряжения в постоянное напряжение. Это напряжение усиливается и передается на детектор, который вырабатывает выходной сигнал, вызывающий отклонение указателя. Сила колебания индикатора напрямую зависит от величины входного напряжения.

Цифровой вольтметр

Эти приборы измеряют напряжение с большей точностью, чем аналоговый вариант. Суть работы заключается в цифровом кодировании аналогового напряжения. Этот код передается на специальное считывающее устройство, которое преобразует двоичный код в десятичное значение, которое передается на специальный экран. Точность напрямую зависит от качества конвертера.

Розничная сеть Planeta Electrica предлагает широкий ассортимент различных типов измерительных приборов, включая вольтметры

от таких известных производителей, как ABB, EATON, IEK, Legrand, Schneider Electric, TDM Electric.

Рисунок 1.2: Схемы подключения электросчетчиков к электрическим цепям.

Амперметр в электрической цепи

Давайте посмотрим, как амперметр представлен на схеме. Во-первых, напомним, что интенсивность тока обозначается через I. Единицей измерения тока является 1 ампер. Как мы уже говорили, единица силы тока названа в честь французского ученого, который много сделал для изучения электрического тока и его воздействия (рис. 1).

Сам амперметр обозначается на схемах, т.е. на рисунках, показывающих соединения частей электрических цепей, кружком с написанной в нем буквой А (рис. 2).

Рисунок 2: Символ амперметра

Теперь давайте рассмотрим сами амперметры: что они собой представляют, из чего состоят и как устроены.

Читайте далее: