Wie funktioniert ein Voltmeter?

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die eigentliche Messung durchzuführen.

Eine der traditionelleren Methoden ist ein Mikroamperemeter mit beweglicher Spule, das aus einer Wicklung besteht Ein Eisenkern, der sich zwischen den Polen eines Permanentmagneten dreht und gegen die Kraft einer Feder arbeitet. Die Messschaltung und der Wahlschalter verbinden verschiedene Widerstände, um die Eingangsspannung auf einen winzigen Strom zu skalieren. Ein grobes, verwandtes Instrument kann hergestellt werden, indem einige Drahtwindungen über einen Magnetkompass aus Kunststoffkörper gewickelt werden, wobei das eingeführte Feld eine Vektorsumme mit dem Erdfeld bildet und zu einem neuen Zeigerwinkel führt.

Die nächste wichtige Entwicklung bestand in der Verwendung eines hochohmigen Vakuumröhrenverstärkers zwischen der zu testenden Schaltung und der Bewegung des Messgeräts, wodurch das Vakuumröhren-Voltmeter oder VTVM hergestellt wurde. Später wurde die Röhre durch einen Feldeffekttransistor ersetzt p> Die dritte wichtige Entwicklung wäre, die Bewegung des Messgeräts durch einen Analog-Digital-Wandler zu ersetzen. Dieser besteht normalerweise aus einem Komparator, der den unbekannten Eingang mit bekannten Referenzspannungen vergleicht, entweder nacheinander, wenn die Referenzspannung durch einen Digital-Analog-Wandler unter geändert wird ein Suchalgorithmus oder durch Laden eines Kondensators während der Zeitmessung oder für Hochgeschwindigkeitsanwendungen unter Verwendung einer Anzahl von Komparatoren und Spannungsquellen, die parallel wirken, um eine schnellere Antwort zu erzeugen (obwohl dies für m ist eher in einem Hochgeschwindigkeitsinstrument wie einem Oszilloskop zu finden als in einem typischen digitalen Multimeter.

Voltmeter messen die Spannung, die sie nach dem Laden sehen, mit ihrem „Eingangswiderstand“. Bei Messgeräten mit elektronischer Schaltung liegt dies normalerweise im Bereich von 10 M Ω. Daher bilden die Ro-Impedanz der Quellenspannung und die Eingangsimpedanz des Voltmeters einen Spannungsteiler, und das Voltmeter zeigt Ihnen die Spannung aus diesem Teiler an.

Solange die Impedanz der Quellenspannung wesentlich geringer ist als die Mit der Eingangsimpedanz des Voltmeters liest das Voltmeter die Spannung genau ab. Aus diesem Grund ist ein höherer Eingangswiderstand für Voltmeter besser. In der Praxis wird meistens etwas mit 10 M Ω geladen „Ändern Sie die Spannung nicht auf den Punkt, den Sie interessieren. Sie müssen sich jedoch der Einschränkungen Ihrer Tools bewusst sein, um zu wissen, wann sie keine genauen Messwerte liefern.

Kommentare

• Danke, das macht es klarer! Wie wird die tatsächliche Messung der Spannung in den meisten Voltmetern durchgeführt? Ich nehme an, dass sie ' keine Elektronen zählen und durch den Widerstand dividieren?
• Normalerweise messen sie einen sehr kleinen Strom im Bereich µ A.
• @Astrid: In modernen elektronischen Zählern ist die Spannung angemessen verstärkt, von einem A / D-Wandler in eine Zahl umgewandelt, die in einem Mikrocontroller in eine Dezimalzahl umgewandelt und dann dem Benutzer angezeigt wurde. Alte Zähler legten die Spannung direkt an die Spule einer Zählerbewegung an. Diese hatten jedoch einen wesentlich geringeren Eingangswiderstand Die Spule wurde mit so vielen dünnen Drahtwindungen wie möglich gewickelt.
• Übrigens gab es noch ein altes Voltmeter mit einem sehr hohen (theoretisch unendlichen) Eingangswiderstand unter Verwendung eines potenti ometer als " Messgerät " . Ich stimme @starblue zu, dass herkömmliche alte Bewegungsvoltmeter tatsächlich den Strom messen. Dort fungiert der Vorschaltwiderstand als Spannungs-Strom-Wandler.

Ein Voltmeter berechnet die Potentialunterschied zwischen dem heißen Draht und dem Neutralleiter Weil der Strom von heiß nach neutral fließt 0 – (- 115) = 115 und 115 -0 = 115 bleibt der Wechselstrom-Neutralleiter auf Null, wenn das heiße von einem negativen heißen zu einem positiven heißen wechselt.

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• Dies ist keine Antwort auf diese Frage. OP fragt nach der Funktionsweise des Voltmeters.