Что такое вольтметр переменного тока. Как работают вольтметры для измерения переменного напряжения. Какие бывают виды вольтметров переменного тока. В чем особенности аналоговых и цифровых вольтметров переменного напряжения.
Принцип работы вольтметра переменного тока
Вольтметр переменного тока — это прибор, предназначенный для измерения величины переменного напряжения в электрической цепи. Основное отличие от вольтметра постоянного тока заключается в наличии выпрямителя, преобразующего переменное напряжение в постоянное.
Типовая схема вольтметра переменного тока включает следующие основные блоки:
- Входной делитель напряжения (аттенюатор)
- Выпрямитель
- Усилитель
- Измерительный механизм
Измеряемое переменное напряжение поступает на входной делитель, который выбирает нужный диапазон измерения. Далее сигнал проходит через выпрямитель, преобразующий переменное напряжение в пульсирующее постоянное. Усилитель увеличивает амплитуду сигнала до уровня, необходимого для работы измерительного механизма.
Виды вольтметров переменного тока
В зависимости от принципа измерения выделяют три основных типа вольтметров переменного тока:
- Вольтметры среднего значения
- Пиковые вольтметры
- Вольтметры истинного среднеквадратичного значения (True RMS)
Каждый тип имеет свои особенности и область применения. Рассмотрим их подробнее.
Вольтметры среднего значения
Вольтметр среднего значения измеряет среднее значение переменного напряжения за период. Однако шкала такого прибора обычно градуируется в среднеквадратичных значениях для синусоидального сигнала.
Преимущества вольтметров среднего значения:
- Простая конструкция
- Низкое энергопотребление
- Высокое входное сопротивление
- Равномерная шкала
Недостатки:
- Подходят только для измерения синусоидальных сигналов
- Ограниченный частотный диапазон (обычно до нескольких кГц)
- Возможны ошибки при измерении сигналов сложной формы
Пиковые вольтметры переменного тока
Пиковый вольтметр измеряет максимальное (пиковое) значение переменного напряжения. В его конструкции используется схема с конденсатором, который заряжается до пикового значения входного сигнала.
Особенности пиковых вольтметров:
- Измеряют амплитудное значение сигнала
- Подходят для измерения импульсных сигналов
- Имеют более широкий частотный диапазон по сравнению с вольтметрами среднего значения
Недостатки:
- Менее точны при измерении низких напряжений
- Чувствительны к помехам и шумам в сигнале
Вольтметры истинного среднеквадратичного значения (True RMS)
Вольтметры True RMS измеряют истинное среднеквадратичное значение переменного напряжения независимо от формы сигнала. Они обеспечивают наиболее точные результаты при измерении несинусоидальных сигналов.
Принцип работы вольтметра True RMS основан на измерении тепловой мощности сигнала с помощью термопреобразователя. Квадрат среднеквадратичного значения напряжения пропорционален выделяемой тепловой мощности.
Преимущества вольтметров True RMS:
- Точное измерение сигналов любой формы
- Широкий частотный диапазон
- Нечувствительность к гармоникам в сигнале
Недостатки:
- Более сложная и дорогая конструкция
- Меньшее быстродействие по сравнению с другими типами
Аналоговые и цифровые вольтметры переменного тока
По способу отображения результатов измерения вольтметры переменного тока делятся на аналоговые и цифровые.
Аналоговые вольтметры переменного тока
Аналоговые приборы используют стрелочный индикатор для отображения измеренного значения напряжения. Их основные особенности:
- Наглядность отображения изменений сигнала
- Простота конструкции
- Невысокая стоимость
- Ограниченная точность измерений
- Субъективность считывания показаний
Цифровые вольтметры переменного тока
Цифровые вольтметры отображают результат измерения в виде числового значения на дисплее. Их преимущества:
- Высокая точность измерений
- Отсутствие субъективности при считывании показаний
- Возможность автоматического выбора диапазона
- Дополнительные функции (память, интерфейс связи и т.д.)
Недостатки цифровых вольтметров:
- Более высокая стоимость
- Меньшая наглядность при наблюдении изменений сигнала
- Зависимость от источника питания
Применение вольтметров переменного тока
Вольтметры переменного тока широко используются в различных областях электротехники и электроники:
- Контроль напряжения в электрических сетях
- Проверка и настройка электронных устройств
- Измерения в системах автоматики и телекоммуникаций
- Научные исследования и лабораторные эксперименты
- Диагностика и ремонт электрооборудования
Выбор конкретного типа вольтметра зависит от требуемой точности измерений, формы измеряемого сигнала и условий эксплуатации.
Характеристики современных вольтметров переменного тока
Современные вольтметры переменного тока обладают следующими ключевыми характеристиками:
- Диапазон измеряемых напряжений: от единиц милливольт до сотен киловольт
- Частотный диапазон: от долей герца до сотен мегагерц
- Точность измерений: от 0.1% до 5% в зависимости от класса прибора
- Входное сопротивление: от единиц до десятков мегаом
- Время установления показаний: от долей секунды до нескольких секунд
Многие современные цифровые мультиметры совмещают функции вольтметра переменного и постоянного тока, амперметра и омметра в одном устройстве.
Особенности выбора вольтметра переменного тока
При выборе вольтметра переменного тока следует учитывать следующие факторы:
- Требуемый диапазон измеряемых напряжений
- Необходимую точность измерений
- Форму измеряемого сигнала (синусоидальный, импульсный и т.д.)
- Частотный диапазон измеряемых сигналов
- Условия эксплуатации (лабораторные или полевые)
- Дополнительные функции (автоматический выбор диапазона, память, интерфейс и т.д.)
Для измерения синусоидальных сигналов в большинстве случаев достаточно вольтметра среднего значения. Для работы с сигналами сложной формы рекомендуется использовать вольтметры истинного среднеквадратичного значения (True RMS).
Вольтметры переменного тока — CoderLessons.com
Прибор, который используется для измерения напряжения переменного тока в любых двух точках электрической цепи, называется
Вольтметр постоянного тока измеряет только напряжение постоянного тока. Если мы хотим использовать его для измерения напряжения переменного тока, мы должны выполнить следующие два шага.
Шаг 1 – Преобразование сигнала напряжения переменного тока в сигнал напряжения постоянного тока с помощью выпрямителя.
Шаг 2 – Измерьте постоянное или среднее значение выходного сигнала выпрямителя.
Мы получаем вольтметр переменного тока на основе выпрямителя, просто включив схему выпрямителя в основной вольтметр постоянного тока. Эта глава посвящена выпрямительным вольтметрам переменного тока.
Ниже приведены два типа вольтметров переменного тока на основе выпрямителя.
- Вольтметр переменного тока с использованием полуволнового выпрямителя
- Вольтметр переменного тока с использованием двухполупериодного выпрямителя
Теперь давайте поговорим об этих двух вольтметрах переменного тока один за другим.
Вольтметр переменного тока с использованием полуволнового выпрямителя
Если полуволновой выпрямитель подключен впереди вольтметра постоянного тока, то вся эта комбинация вместе называется вольтметром переменного тока с использованием полуволнового выпрямителя. Блок-схема вольтметра переменного тока с использованием полуволнового выпрямителя показана на рисунке ниже.
Приведенная блок-схема состоит из двух блоков: полуволнового выпрямителя и вольтметра постоянного тока. Мы получим соответствующую принципиальную схему, просто заменив каждый блок соответствующими компонентами на приведенной выше блок-схеме. Итак, принципиальная схема вольтметра переменного тока с использованием полуволнового выпрямителя будет выглядеть так, как показано на рисунке ниже.
Среднеквадратичное значение синусоидального (переменного) сигнала входного напряжения
Vэфф= гидроразрываVт SQRT2
RightarrowVm= sqrt2Vrms
RightarrowVm=1.414Vrms
Куда,
Vm – максимальное значение синусоидального (переменного) сигнала входного напряжения.
DC или среднее значение выходного сигнала полуволнового выпрямителя
Vпостоянноготока= гидроразрываVт р
Подставим значение Vm в приведенном выше уравнении.
Vdc= frac1.414Vrms pi
Vdc=0,45Vrms
Следовательно, вольтметр переменного тока выдает выходное напряжение, которое в 0,45 раза превышает среднеквадратичное значение синусоидального (переменного тока) сигнала входного напряжения.
Вольтметр переменного тока с использованием двухполупериодного выпрямителя
Если двухполупериодный выпрямитель подключен впереди вольтметра постоянного тока, то вся эта комбинация вместе называется вольтметром переменного тока, использующим двухполупериодный выпрямитель.
Блок-схема вольтметра переменного тока с использованием двухполупериодного выпрямителя показана на рисунке ниже.
Приведенная блок-схема состоит из двух блоков: двухполупериодного выпрямителя и вольтметра постоянного тока. Мы получим соответствующую принципиальную схему, просто заменив каждый блок соответствующими компонентами на приведенной выше блок-схеме.
Итак, принципиальная схема вольтметра переменного тока с использованием двухполупериодного выпрямителя будет выглядеть так, как показано на рисунке ниже.
Среднеквадратичное значение синусоидального (переменного) сигнала входного напряжения
Vэфф= гидроразрываVт SQRT2
RightarrowVm= sqrt2Vrms
RightarrowVm=1.414Vrms
Куда,
Vm – максимальное значение синусоидального (переменного) сигнала входного напряжения.
Постоянное или среднее значение выходного сигнала двухполупериодного выпрямителя
Vпостоянноготока= гидроразрыва2Vт р
Подставим значение Vm в приведенном выше уравнении
Vdc= frac2 times1.
414Vrms pi
Vdc=0,9Vrms
Следовательно, вольтметр переменного тока выдает выходное напряжение, которое в 0,9 раза превышает среднеквадратичное значение синусоидального (переменного тока) сигнала входного напряжения.
Вольтметры переменного напряжения в категории «Контрольно-измерительные приборы»
Вольтметр переменного напряжения с счетчиком наработки GV13T 220В
На складе в г. Кропивницкий
Доставка по Украине
500 грн
550 грн
Купить
Кропивницкий
Вольтметр переменного напряжения с счетчиком наработки GV13T
На складе
Доставка по Украине
550 грн
Купить
Вольтметр цифровой переменного напряжения AC 70-500V Зеленый
На складе в г. Ивано-Франковск
Доставка по Украине
125 грн
Купить
Ивано-Франковск
Вольтметр переменного напряжения 75~300В в корпусе СИНИЙ
На складе
Доставка по Украине
96.
40 грн
Купить
Вольтметр цифровой переменного напряжения AC 70-500V Синий
На складе в г. Ивано-Франковск
Доставка по Украине
125 грн
Купить
Ивано-Франковск
Вольтметр переменного напряжения с счетчиком моточасов 185-265V
Доставка по Украине
500 грн
Купить
Цифровой вольтметр переменного напряжения индикатор уровня заряда аккумуляторов красный 0-500В
На складе в г. Запорожье
Доставка по Украине
95 грн
190 грн
Купить
Запорожье
Цифровой вольтметр в розетку 220 В с подсветкой DM55-1, сетевой розеточный измеритель переменного напряжения
На складе в г. Ровно
Доставка по Украине
232 грн
272 грн
Купить
Вольтметр цифровой для измерения переменного напряжения UNI-T UT18D
На складе
Доставка по Украине
2 091 грн
Купить
Вольтметр розеточный для измерения переменного напряжения 220 В, цифровой вольтметр с подсветкой DM55-1
На складе в г.
Ровно
Доставка по Украине
212 грн
272 грн
Купить
AC Цифровой Вольтметр переменного напряжения LED AC 70-500V красный
Доставка по Украине
75 грн
Купить
Цифровой вольтметр-частотомер переменного напряжения
Доставка по Украине
300 грн
Купить
Цифровой вольтметр-амперметр переменного напряжения
Доставка по Украине
350 грн
Купить
Вольтметр на переменное напряжение. От 70 вольт до 500 Вольт.
Доставка по Украине
от 330 грн
Купить
Вольтметр переменного напряжения 60 — 500VAC зеленый.
Доставка из г. Киев
100 грн
Купить
Смотрите также
Вольтметр переменного напряжения 60 — 500VAC красный
Доставка из г. Киев
100 грн
Купить
Вольтметр переменного напряжения 60 — 500VAC желтый
Доставка из г. Киев
100 грн
Купить
Вольтметр Амперметр на переменное напряжение От 70 вольт до 500 Вольт жёлтый.
Доставка по Украине
230 грн
Купить
Вольтметр змінної напруги з лічильником напрацювання
Доставка из г. Киев
500 грн
Купить
Техно поискКиев
UT-18D Вольтметр тестер напряжения цифровой, тестер переменного (AC) напряжения, UNI-T
Доставка из г. Киев
2 010.90 грн
Купить
Цифровой вольтметр AD16-22FSV, AC 60-500V, переменного напряжения
Доставка из г. Гайворон
94.50 грн
Купить
Гайворон
Цифровой вольтметр-амперметр переменного напряжения
Доставка по Украине
350 грн
Купить
Вольтметр змінної напруги 100…400 Вольт. Розмір індикатора 9мм.
Доставка по Украине
140 грн
Купить
Цифровой вольтметр AC 60-500 В синий дисплей
Доставка из г. Умань
70 грн
Купить
Цифровой вольтметр AC 60-500 В зеленый дисплей
Доставка по Украине
70 грн
Купить
Цифровой вольтметр AC 60-500 В желтый дисплей
Доставка по Украине
70 грн
Купить
Цифровой вольтметр AC 60-500 В белый дисплей
Доставка из г.
Умань
70 грн
Купить
Вольтметр В1 220В Рубеж
Доставка по Украине
470 грн
Купить
ВОЛЬТМЕТР ЦИФРОВОЙ AC 60-500В с защелками V3.0 220 КРАСНЫЙ
На складе в г. Умань
Доставка по Украине
85 грн
Купить
Что такое вольтметр переменного тока? — Среднее показание, пиковое показание и истинное среднеквадратичное показание
Определение: Вольтметры переменного тока сконструированы таким образом, что они могут измерять измеряемое переменное напряжение. Основное различие между схемой вольтметра переменного тока и схемой вольтметра постоянного тока заключается в использовании выпрямителя . Выпрямитель используется для преобразования напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока.
Блок-схема вольтметра переменного тока
Чтобы получить общее представление о вольтметре переменного тока, крайне важно иметь краткое представление о блок-схеме цепи вольтметра переменного тока.
Блок-схема вольтметра переменного тока напоминает блок-схему вольтметра постоянного тока, за исключением того факта, что в случае вольтметра переменного тока используется выпрямитель.
Измеряемый вход подается на схему аттенюатора , которая выполняет операцию выбора определенного диапазона напряжения. Выход аттенюатора подается на выпрямитель, который преобразует переменное напряжение в пульсирующее постоянное напряжение. Затем конечный выход усилителя постоянного тока подается на счетчик PMMC.
Выпрямитель можно использовать до многоступенчатого усилителя или после усилителя. Это зависит от типа усилителя, используемого в вольтметре переменного тока. Если мы используем многокаскадный усилитель переменного тока, то схема выпрямителя будет использоваться после усилителя. Наоборот, если используется многокаскадный усилитель постоянного тока, то перед ним следует использовать выпрямитель.
Усилитель является жизненно важным компонентом, поскольку он усиливает сигнал, ослабленный во время процедуры измерения.
Использование усилителя увеличивает стоимость схемы. Если проектирование должно быть экономичным, то мы должны использовать многокаскадный усилитель постоянного тока.
Классификация вольтметров переменного тока
Существует три типа вольтметров переменного тока в зависимости от типа измерения, которое они обеспечивают. Это среднее значение, пиковое значение и истинное среднеквадратичное значение вольтметра переменного тока.
Вольтметр переменного тока среднего значения
Вольтметр среднего значения измеряет среднее значение напряжения переменного тока. Шкала, откалиброванная по среднему показанию вольтметра, находится в единицах среднеквадратичного значения. Это связано с тем, что большинство измеряемых напряжений переменного тока имеют синусоидальную форму. Кроме того, экономически выгоднее измерять среднее значение переменного напряжения, а не его истинное среднеквадратичное значение.
Вольтметры среднего показания могут быть сконструированы различными способами, например, с использованием вакуумного диода, полупроводникового диода или двухполупериодного выпрямителя.
При этом вольтамперная характеристика должна быть линейной, поскольку изменение напряжения измеряется изменением тока .
Давайте сначала разберемся с базовой конструкцией вольтметров переменного тока с использованием вакуумного диода.
Обязательным фактором в таких вольтметрах является то, что сопротивление пластин вакуумной лампы должно быть низким, чтобы оно не создавало изменений в линейных характеристиках напряжения и тока пластины.
Для этого сопротивление, используемое последовательно с вакуумной трубкой, должно иметь достаточно высокое значение, чтобы можно было сохранить линейные характеристики. Ток через резистор подается на усилитель, который подключен к Измеритель PMMC , используемый для измерения.
На приведенном выше графике показано изменение напряжения пластины и тока пластины.
Теперь рассмотрим среднее значение вольтметра переменного тока с полупроводниковым диодом. При этом полупроводниковый диод работал в течение чередующихся полупериодов.
Это потому, что он работал по принципу однополупериодного выпрямителя.
Средний ток через диод можно определить по следующей формуле. Значение 1,11 представляет 9Форм-фактор 0003. Коэффициент умножения 2 представляет явление однополупериодного выпрямления.
Средний вольтметр также может быть выполнен с помощью двухполупериодного выпрямителя. Средний ток двухполупериодного выпрямителя будет вдвое больше, чем у однополупериодного выпрямителя.
Преимущества вольтметра переменного тока со средними показаниями
- Низкое энергопотребление
- Высокое входное сопротивление
- Простая конструкция
- Равномерное масштабирование
Недостатки вольтметра переменного тока со средними показаниями
- Измеряемая цепь должна иметь низкое сопротивление, иначе она нагрузит цепь.
- Следует строго соблюдать линейные характеристики, поскольку нелинейные характеристики будут создавать проблемы при измерении низких напряжений.
- Подходит только для диапазона звуковых частот, поскольку в диапазоне радиочастот возникают ошибки из-за распределенной емкости.
Пиковый вольтметр переменного тока
Пиковый вольтметр также может быть выполнен двумя способами. Один с помощью вакуумной трубки и другой с помощью полупроводникового диода. Разница между схемой пикового и среднего показаний состоит только в том, что конденсатор не используется в случае среднего показания, в то время как он используется в случае пикового показания вольтметра.
На приведенной выше схеме показан вольтметр переменного тока с вакуумной трубкой . Конденсатор подключен параллельно сопротивлению большой величины. Сопротивление подключается параллельно усилителю и измерителю PMMC.
Таким же образом можно оформить с помощью полупроводникового диода . Вместо вакуумной лампы в данном случае нужно подключить полупроводниковый диод.
Работу пикового вольтметра можно легко понять с помощью двух приведенных выше схем.
При подаче входного напряжения конденсатор начинает заряжаться, пока не достигнет своего пикового значения. Когда конденсатор достигает пикового напряжения, он начинает разряжаться через резистор.
Основным недостатком использования пикового вольтметра переменного тока является то, что он не подходит для измерения сигнала низкого напряжения. Это связано с тем, что в случае низкого входного напряжения электроны с высокой скоростью по-прежнему вносят свой вклад в протекание тока в цепи, что приводит к ошибкам в измерении.
Вольтметр переменного тока с истинным среднеквадратичным значением
Вольтметр со средним значением является экономичным и обеспечивает среднеквадратичное значение синусоидальных сигналов, тогда зачем нужны вольтметры переменного тока с истинным среднеквадратичным значением?
И это тоже, когда стоимость вольтметра с истинным среднеквадратичным значением выше, чем стоимость вольтметра переменного тока со средним значением.
Это связано с тем, что в случае несинусоидальных сигналов нам необходимо рассчитать истинное среднеквадратичное напряжение, что невозможно с помощью вольтметра переменного тока со средними показаниями. В таком случае нам нужен вольтметр с истинным среднеквадратичным значением.
Принцип измерения истинного среднеквадратичного значения Вольтметр переменного тока
Мощность нагрева, связанная с формой волны, зависит от квадрата среднеквадратичного значения напряжения. Таким образом, если каким-то образом нам удастся измерить мощность нагрева сигнала, мы можем легко измерить среднеквадратичное значение, связанное с входными сигналами.
Для этой цели используется термопара . Термопара — это прибор, который используется для измерения мощности нагрева сигналов.
Рабочий
Используемая здесь термопара будет получать входное напряжение от усилителя переменного тока. Это связано с тем, что амплитуда сигнала должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить правильные измерения.
Термопара будет получать входные сигналы через входную клемму. Эта термопара называется основной термопарой .
Необходимо устранить нелинейность, связанную с основной термопарой. В противном случае это приведет к ошибкам в окончательных измерениях. Для этого используется балансировочная термопара . Нелинейность, создаваемая уравновешивающей термопарой, и нелинейность, создаваемая основной термопарой, компенсируют друг друга.
Таким образом, он действует как уравновешивающая мостовая схема. Ток обратной связи, подаваемый усилителем переменного тока, используется для балансировки в случае появления любого сигнала ошибки. Когда вход не подается на основную термопару, выходы обеих термопар будут одинаковыми и будут давать сигнал нулевого напряжения.
Таким образом, вольтметр переменного тока с истинным среднеквадратичным значением помогает измерить среднеквадратичное значение несинусоидальной формы сигнала. Следует иметь в виду, что динамический диапазон усилителя переменного тока должен быть достаточно высоким, чтобы пиковое отклонение, создаваемое формой входного сигнала, не превышало диапазон усилителя переменного тока.
Вольтметры переменного тока Crompton | Цифровые и аналоговые счетчики
Ассортимент высококачественных распределительных приборов с классом точности 1, соответствующих американскому стандарту ANSI-C39..1 спецификации. Прочная конструкция, доступная в корпусе размером 4½ дюйма, отвечает требованиям самых требовательных условий окружающей среды. В этом обширном ассортименте аналоговых и цифровых/аналоговых измерителей используются сильные удары и обеспечивается точность 1% для всех диапазонов среднеквадратичного значения переменного и постоянного тока. Ассортимент предлагает различные индивидуальные опции и функции.
Крепление осуществляется четырьмя встроенными шпильками. Весы представляют собой подвижное железо с углом поворота 240° и подвижную катушку с углом поворота 250° с безошибочными циферблатами платформы. Стандартные циферблаты белые, матовые, с черными печатными шкалами и остроконечными стрелками
Компания Crompton Switchboard Meters предлагает два типа корпусов; модели 007 и 078
- Модель 007 представляет собой цельный молдинг из огнестойкого поликарбоната с черной матовой лицевой панелью и окном особой формы для минимизации отражения от соседних источников света.
- Модель 078 герметична и защищена от ударов, все модели имеют массивный корпус из штампованной стали. Они имеют литой безель и выступающее окно из литого закаленного стекла с газонепроницаемой регулировкой нуля.
Характеристики
- Линейная шкала 250°
- Приборы переменного тока со схемой истинного среднеквадратичного значения
- Прочный поворотный механизм с драгоценными камнями
- IP54 Передняя панель
- c-UL-us и сертификация CE
- Дополнительная крышка разъема (футляр 007)
Каталог страница 051 Crompton Diffboard Catalog
Показать расширенные фильтры
Case4 1/2 Пластиковый корпус4 1/2 квадратный фланец Hi-Shock Caserating (V) 110-130150250300500600750SCALE0-15K V0-18K V0-45K V0-150750SCALE0-15K V0-18K V0-45K V0-150750SCALE0-15K V0-18K V0-150750750SCALE0-15K V0-18K V0-150750.SCALE0-15K V0-45K V0-150 В0-300 В0-500 В0-600 В0-750 В0-3000 В0-5250 В0-6000 В0-9000 V110-130 VTo Suit PTTypeRMS Expanded ScaleRMS Reading Self ContainedRMS Reading Transformer Rated
products found
Автономный
-300 V
Пластиковый корпус
Номинальные характеристики
