Hoe werkt een voltmeter?

Er zijn verschillende manieren om de daadwerkelijke meting uit te voeren.

Een van de meer traditionele is een microampèremeter met bewegende spoel, bestaande uit een een ijzeren kern die roteert tussen de polen van een permanente magneet, tegen de kracht van een veer in. Het metercircuit en de keuzeschakelaar verbinden verschillende weerstanden om de ingangsspanning naar een kleine stroom te schalen. Een ruw, verwant instrument kan worden gemaakt door een paar windingen van draad over een magnetisch kompas met een plastic behuizing te wikkelen, waarbij het geïntroduceerde veld een vectorsom vormt met het veld van de aarde en resulterend in een nieuwe wijzerhoek.

De volgende belangrijke ontwikkeling bestond uit het gebruik van een vacuümbuizenversterker met hoge impedantie tussen het te testen circuit en de meterbeweging, waardoor de Vacum Tube Volt Meter of VTVM werd geproduceerd. Later werd de buis vervangen door een veldeffecttransistor.

De derde belangrijke ontwikkeling is het vervangen van de meterbeweging door een analoog-naar-digitaal-omzetter. Deze bestaat meestal uit een comparator die de onbekende ingang vergelijkt met bekende referentiespanningen; ofwel opeenvolgend als de referentiespanning wordt gewijzigd door een digitaal-naar-analoog-omzetter onder een zoekalgoritme, of door een condensator op te laden tijdens het meten van de tijd, of voor hogesnelheidstoepassingen door een aantal comparatoren en spanningsbronnen te gebruiken die parallel werken om een sneller antwoord te geven (hoewel dat voor m wordt eerder gevonden in een hogesnelheidsinstrument zoals een oscilloscoop dan in een typische digitale multimeter).

Voltmeters meten de spanning die ze zien na het laden met hun “ingangsweerstand”. Voor meters met elektronische schakelingen is dit meestal in het bereik van 10 M Ω. Daarom vormen de Ro-impedantie van de bronspanning en de ingangsimpedantie van de voltmeter een spanningsdeler, en de voltmeter vertelt je de spanning uit die deler.

Zolang de impedantie van de bronspanning aanzienlijk kleiner is dan de voltmeter “s ingangsimpedantie, zal de voltmeter de spanning nauwkeurig aflezen. Daarom is een hogere ingangsweerstand beter voor voltmeters. In de praktijk wordt meestal iets geladen met 10 M Ω gewonnen t verander zijn voltage tot het punt dat u interesseert. Toch moet je je bewust zijn van de beperkingen van je tools om te weten wanneer ze je geen nauwkeurige metingen zullen geven.

Reacties

• Bedankt, dat maakt het duidelijker! Hoe wordt de feitelijke meting van de spanning gedaan in de meeste voltmeters? Ik veronderstel dat ze ' niet elektronen tellen en delen door de weerstand?
• Meestal meten ze een zeer kleine stroom, in het µ A-bereik.
• @Astrid: In moderne elektronische meters is de spanning geschikt versterkt, omgezet in een getal door een A / D-omzetter, die in een microcontroller werd omgezet in decimalen en vervolgens werd weergegeven aan de gebruiker. Oude meters pasten de spanning rechtstreeks toe op de spoel van een meterbeweging. Deze hadden een aanzienlijk lagere ingangsweerstand, hoewel de spoel was gewikkeld met zoveel mogelijk windingen dun draad.
• Trouwens, er was nog steeds een oude voltmeter met een zeer hoge (theoretisch oneindige) ingangsweerstand met een potenti ometer als een " meetinstrument " . Ik ben het eens met @starblue dat conventionele oude bewegingsvoltmeters daadwerkelijk de stroom meten. Daar fungeert de ballastweerstand als een spanning-stroomomvormer.

Een voltmeter berekent de potentiaalverschil tussen de hete draad en de nulleider Omdat de stroom van warm naar neutraal 0 – (- 115) = 115 en 115 -0 = 115 vormt, blijft de wisselstroom nulleider op nul, waar als het hete van negatief heet naar positief heet gaat.

Opmerkingen

• Dit is geen antwoord op deze vraag. OP vraagt naar de werking van voltmeter.