Обозначение вольтметр: Электрическое напряжение. Вольтметр — урок. Физика, 8 класс.

Виды и обозначения вольтметров

28.05.2014

Виды и обозначения вольтметров

Вольтметр — измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения напряжения или ЭДС в электрических цепях. Подключается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии.

Идеальный вольтметр должен обладать бесконечным внутренним сопротивлением. В реальном вольтметре, чем выше внутреннее сопротивление, тем меньше влияния прибор будет оказывать на измеряемый объект и, следовательно, тем выше будет точность и разнообразнее области применения.

Классификация

• По принципу действия вольтметры разделяются на:
  • электромеханические — магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, электростатические, выпрямительные, термоэлектрические;
  • электронные — аналоговые и цифровые
• По назначению:
  • постоянного тока;
  • переменного тока;
  • импульсные;
  • фазочувствительные;
  • селективные;
  • универсальные
• По конструкции и способу применения:
  • щитовые;
  • переносные;
  • стационарные

Аналоговые электромеханические вольтметры

• Магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические и электростатические вольтметры представляют собой измерительные механизмысоответствующих типов с показывающими устройствами. Для увеличения предела измерений используются добавочные сопротивления. Технические характеристики аналогового вольтметра во многом определяются чувствительностью магнитоэлектрического измерительного прибора. Чем меньше его ток полного отклонения, тем более высокоомные добавочные резисторы можно применить. А значит, входное сопротивление вольтметра будет более высоким. Тем не менее, даже при использовании микроамперметра с током полного отклонения 50 мкА (типичные значения 50..200 мкА), входное сопротивление вольтметра составляет всего 20 кОм/В (20 кОм на пределе измерения 1 В, 200 кОм на пределе 10 В). Это приводит к большим погрешностям измерения в высокоомных цепях (результаты получаются заниженными), например при измерении напряжений на выводах транзисторов и микросхем, и маломощных источников высокого напряжения.

• Выпрямительный вольтметр представляет собой сочетание измерительного прибора, чувствительного к постоянному току (обычно магнитоэлектрического), и выпрямительного устройства.
• Термоэлектрический вольтметр — прибор, использующий ЭДС одной или более термопар, нагреваемых током входного сигнала.

Аналоговые электронные вольтметры общего назначения

Аналоговые электронные вольтметры содержат, помимо магнитоэлектрического измерительного прибора и добавочных сопротивлений, измерительный усилитель (постоянного или переменного тока), который позволяет иметь более низкие пределы измерения (до десятков — единиц милливольт и ниже), существенно повысить входное сопротивление прибора, получить линейную шкалу на малых пределах измерения переменного напряжения.

Цифровые электронные вольтметры общего назначения

Принцип работы вольтметров дискретного действия состоит в преобразова­нии измеряемого постоянного или медленно меняющегося напряжения в электрический код с помощью аналого-цифрового преобразователя, который отображается на табло в цифровой форме.

Диодно-компенсационные вольтметры переменного тока

Принцип действия диодно-компенсационных вольтметров состоит в сравнении с помощью вакуумного диода пикового значения измеряемого напряжения с эталонным напряжением постоянного тока с внутреннего регулируемого источника вольтметра. Преимущество такого метода состоит в очень широком рабочем диапазоне частот (от единиц герц до сотен мегагерц), с весьма хорошей точностью измерения, недостатком является высокая критичность к отклонению формы сигнала от синусоиды.

В настоящее время разработаны новые типы вольтметров, такие как В7-83 (пробник 20 мм) и ВК3-78 (пробник 12 мм), с характеристиками аналогичными диодно-компенсационным. Последние в скором времени могут быть допущены к примирению в качестве рабочих эталонов. Из иностранных аналогов можно выделить вольтметры серии URV фирмы Rohde&Schwarz с пробниками диаметром 9 мм.

Импульсные вольтметры

Импульсные вольтметры предназначены для измерения амплитуд периодических импульсных сигналов с большой скважностью и амплитуд одиночных импульсов.

Фазочувствительные вольтметры

Фазочувствительные вольтметры (векторметры) служат для измерения квадратурных составляющих комплексных напряжений первой гармоники. Их снабжают двумя индикаторами для отсчета действительной и мнимой составляющих комплексного напряжения. Таким образом, фазочувствительный вольтметр дает возможность определить комплексное напряжение, а также его составляющие, принимая за нуль начальную фазу некоторого опорного напряжения. Фазочувствительные вольтметры очень удобны для исследования амплитудно-фазовых характеристик четырехполюсников, например усилителей.

Селективные вольтметры

Селективный вольтметр способен выделять отдельные гармонические составляющие сигнала сложной формы и определять среднеквадратичное значение их напряжения. По устройству и принципу действия этот вольтметр аналогичен супергетеродинному радиоприёмнику без системы АРУ, в качестве низкочастотных цепей которого используется электронный вольтметр постоянного тока. В комплекте с измерительными антеннами селективный вольтметр можно применять как измерительный приёмник.

Наименования и обозначения

Видовые наименования

• Нановольтметр — вольтметр с возможностью измерения очень малых напряжений (менее 1мкВ)
• Микровольтметр — вольтметр с возможностью измерения очень малых напряжений (менее 1мВ)
• Милливольтметр — вольтметр для измерения малых напряжений (единицы — сотни милливольт)
• Киловольтметр — вольтметр для измерения больших напряжений (более 1 кВ)
• Векторметр — фазочувствительный вольтметр

Обозначения

• Электроизмерительные вольтметры обозначаются в зависимости от их принципа действия
  • Дxx — электродинамические вольтметры
  • Мxx — магнитоэлектрические вольтметры
  • Сxx — электростатические вольтметры
  • Тxx — термоэлектрические вольтметры
  • Фxx, Щxx — электронные вольтметры
  • Цxx — вольтметры выпрямительного типа
  • Эxx — электромагнитные вольтметры
• Радиоизмерительные вольтметры обозначаются в зависимости от их функционального назначения по ГОСТ 15094
  • В2-xx — вольтметры постоянного тока
  • В3-xx — вольтметры переменного тока
  • В4-xx — вольтметры импульсного тока
  • В5-xx — вольтметры фазочувствительные
  • В6-xx — вольтметры селективные
  • В7-xx — вольтметры универсальные

Основные нормируемые характеристики

• Диапазон измерения напряжений
• Допустимая погрешность или класс точности
• Диапазон рабочих частот

Вольтметры.

Виды и работа. Устройство и маркировка. Особенности

Вольтметры являются измерительными приборами, которые предназначены для измерения электродвижущей силы в электрической цепи на некотором ее участке, то есть, для измерения разности электрических потенциалов, которое называется напряжением. Единицей измерения этого параметра является Вольт. Такой измерительный прибор должен подключаться параллельно измеряемому участку или нагрузке. Если вольтметр подключить к выводам батарейки или блока питания, то прибор покажет не напряжение, а электродвижущую силу, так как при подключении в цепь с нагрузкой напряжение меняется.

Вольтметры в идеале должны иметь большое внутреннее сопротивление, для обеспечения точных показаний, и не воздействовать на измеряемую цепь. Поэтому в высокоточных приборах стремятся к наибольшему внутреннему сопротивлению.

По принципу действия:

• Электромеханические.
• Электронные.

Назначению:

• Для постоянного тока.
• Для переменного тока.
• Импульсные.
• Фазочувствительные.
• Селективные.
• Универсальные.

Способу исполнения:

• Переносные.
• Стационарные.
• Щитовые.

Устройство и работа

Основные виды вольтметров.

Электромеханические

Процесс измерения основан на прямой линейной зависимости движения механического вида от напряжения. Стрелка прибора находится на рамке с обмоткой, расположенной на вращающейся оси внутри постоянного магнита.

При возникновении в рамке напряжения, вокруг нее появляется электромагнитное поле. В результате рамка со стрелкой поворачивается в магнитном поле на определенный угол, величина которого зависит от измеряемой величины. Чувствительностью прибора называется коэффициент пропорциональности между значением угла поворота рамки и напряжением. Чтобы не было колебаний вращающейся рамки со стрелкой, используют магнитно-индукционный демпфер.

Он выполнен в виде алюминиевой пластины, закрепленной на оси, и движется совместно со стрелкой в магнитном поле. Вихревые токи при этом препятствуют колебаниям рамки, поэтому возникающие колебания стрелки затухают. Воздушные демпферы вольтметров состоят из цилиндров с поршнями, которые связаны механическим путем со стрелкой. При возникающих колебаниях стрелки поршень сглаживает их путем затормаживания в цилиндре. Чтобы точность измерений была высокой, прибор не должен зависеть от силы тяжести, стрелка должна отклоняться только от действия катушки в поле магнита, а не от силы тяжести. Поэтому подвижные элементы оснащают специальными грузиками, играющими роль противовесов.

Для уменьшения трения металлические наконечники изготавливают из прочной стали, затем полируют их. Подпятники выполняют из твердых камней. Зазор между подпятником и полированным наконечником регулируется винтом. Направление поворота стрелки зависит от полярности тока, протекающего через катушку. Поэтому для правильных измерений необходимо соблюдать полярность.

Электронные вольтметры

Приборы с электронной начинкой делятся в свою очередь на аналоговые и цифровые. Они отличаются тем, что в аналоговых приборах имеется стрелка и шкала, а в цифровых приборах значение напряжения выводится на цифровой экран. Аналоговые приборы работают по принципу преобразования переменного входного напряжения в постоянное. Затем оно усиливается и поступает на детектор, сигнал от которого отклоняет стрелку. Чем выше напряжение входа, тем больше отклонится стрелка.

Цифровые

Такие приборы работают с большей точностью, в отличие от аналоговых моделей. Принцип их работы заключается в изменении аналогового входного сигнала в цифровой вид. При этом кодированный цифровой сигнал приходит на устройство, преобразующее двоичный код в цифры, отображаемые на экране. Точность измерений цифровых вольтметров зависит от дискретности аналого-цифрового устройства, преобразующего сигнал.

Вольтметры в сети переменного тока

Работа таких устройств заключается в преобразовании переменного значения напряжения в постоянное. После этого сигнал усиливается и поступает на измерительный механизм магнитоэлектрического действия.

Импульсный вольтметр

Такой прибор способен измерить короткие импульсы напряжений в сети. Разберем устройство и работу импульсного вольтметра на примере устройства для поиска неисправностей в электрической сети автомобиля. Он служит для поиска импульсных помех.

Около 5% неисправностей автомобиля возникают из-за неисправностей электрической проводки в виде помех и исчезающего контакта. У старого автомобиля таких неисправностей больше. Простыми вольтметрами и тестерами такие неисправности невозможно, так как они не реагируют на одиночные импульсы, приводящие к сбою и выходу из строя оборудования.

Бортовой компьютер автомобиля при неисправностях выдает сигнал. При проверке выясняется, что это коды – ошибки. Ремонтники меняют свечи, сам компьютер, выполняют другие работы. Но по-прежнему выдается «ошибка двигателя», а кодов неисправностей нет, так как импульсы, вызванные неисправностями, не улавливаются.

Для решения этих проблем существует прибор, измеряющий импульсные сигналы напряжения. Он срабатывает при появлении одиночного импульса. На корпусе устройства имеется переключатель чувствительности.

Порядок работы:

• Большие «крокодилы» подключить на аккумуляторные клеммы.
• Провод с небольшим «крокодилом» подключить на положительную клемму батареи.
• Чувствительность установить на «0».
• Двигатель запустить.
• При нормальном аккумуляторе при запуске двигателя красный индикатор на приборе не должен светиться. В противном случае необходимо искать неисправность на клеммах батареи или в ее внутреннем состоянии.
• При запущенном двигателе чувствительность установить на «1», покачать кузов машины, легко постучать по аккумулятору деревянной палкой. Если импульсный вольтметр не сработал, то в аккумуляторе нет проблем.
• Подобным образом проверяют электропроводку, лампочки, электронные узлы и потребители энергии.

На этом примере становится понятно, для чего нужны и как работают импульсные вольтметры.

Фазочувствительные

Такие приборы называют векторметрами. Они предназначены для замеров квадратурных составляющих напряжений первой гармоники. Они оснащаются двумя индикаторами для показаний мнимой и действительной составляющей комплексного напряжения.

Фазочувствительный вольтметр определяет общее напряжение в комплексе. При этом начальная фаза опорного напряжения принимается за ноль. Такие типы приборов нашли применение в лабораторных исследованиях фазоамплитудных характеристик четырехполюсных усилителей и т.п.

Селективные

Вольтметры, способные избирательно выделить гармонические составляющие сложного сигнала и среднеквадратичную величину напряжения, называют селективными. По конструктивным особенностям и принципу работы такие приборы подобны устройству супергетеродинного радиоприемника, без регулятора усиления.

Универсальные

Название прибора говорит само за себя. С помощью такого вольтметра можно измерить ЭДС в любых цепях и при любых условиях. Чаще всего они имеют в комплекте набор различных шунтов в виде гасящих резисторов.

Универсальные измерители напряжения обладают множеством функций и возможностей, имеют незначительный расход энергии, и могут определить напряжение, как в аналоговом, так и в цифровом виде. Они применяются в различных сферах производства, науки, техники, лабораторных исследованиях.

Переносные вольтметры

Такие приборы являются автономными, так как не требуют для своей работы внешнего питания. Они имеют небольшие габаритные размеры и заключены в удобный эргономичный корпус. Одним из видов переносных вольтметров можно назвать мультиметр, или тестер. Он также имеет компактные размеры, однако его точность работы достаточно высокая, и позволяет получить точные результаты при выполнении ответственных заданий.

Стационарные вольтметры

Приборы стационарного типа обычно размещают в большом металлическом корпусе с большой шкалой измерений. Их можно устанавливать и подключать в различных положениях, для этого на корпусе имеются соответствующие крепления. Стоят такие приборы значительно дороже переносных моделей. Однако высокая точность работы позволяет применять их в различных сферах: лабораториях, крупных производственных объектах, научных центрах и т.д.

Щитовые

Внешний вид щитовых вольтметров аналогичен переносным приборам, с отличием в том, что устанавливаются они в специальные шкафы для контрольных приборов.

Маркировка вольтметров

Для определения типа прибора можно посмотреть его обозначение маркировки. Если первая буква в названии:

• «Д» — это вольтметр электродинамического действия.
• «М» — прибор магнитоэлектрический.
• «Т» — термоэлектрический.
• «С» — электростатический.
• «Ц» — приборы выпрямители.
• «Э» — электромагнитные.
• «Щ», «Ф» — электронные.

Радиоизмерительные вольтметры маркируются по-другому. Вначале стоит буква «В», а далее цифра обозначает тип. Затем идут символы модели прибора.

Похожие темы:

• Амперметры. Виды и работа. Устройство и применение. Особенности
• Указатель напряжения. Виды и применение. Работа и применения
• Токоизмерительные клещи. Устройство и виды. Как выбрать
• Мультиметры. Виды и работа. Применение и измерение
• Анализатор сигналов. Виды и устройство. Работа и как выбрать
• Осциллографы. Виды и особенности, Устройство и принцип действия
• Инструмент для электрика. Приборы и вспомогательный инструмент
• Индикаторные отвертки. Виды и устройство. Принцип действия

Руководство по символам мультиметра

| Семейный мастер на все руки

Если вам нужен мультиметр для проверки электрического оборудования в доме, очень важно знать, что означают все эти символы на циферблате.

На заре появления электричества лаборанты могли измерять электрический ток в цепи с помощью амперметра (гальванометра) и напряжение с помощью вольтметра. Отсюда они могли рассчитать сопротивление.

В 1920 году британский почтовый инженер Дональд Макади изобрел AVOmeter, который измерял все три величины (A = амперы, V = вольты, O = омы). Вскоре после этого электрики, работающие в полевых условиях, получили несколько портативных версий этого изобретения.

Современные мультиметры выполняют те же функции, что и AVOmeter, но они более сложны и могут выполнять множество других тестов. В зависимости от модели мультиметр может сказать вам, исправен ли диод или конденсатор, различить переменный и постоянный ток и измерить температуру провода. Функции обозначаются символами, расположенными вокруг циферблата.

Домовладельцам, занимающимся электромонтажными работами своими руками, не нужны те же функциональные возможности, что и специалистам по электронике, поэтому мультиметры, продаваемые в хозяйственных магазинах, менее сложны, чем те, что продаются в магазинах электроники. Даже в этом случае символы могут быть трудными для расшифровки. Вот краткое изложение электрических терминов и символов, которые вы найдете на базовом мультиметре для домашнего использования, и их значение.

На этой странице

Символы мультиметра, которые необходимо знать

Напряжение

Семейный мастер на все руки

Мультиметры могут измерять напряжение постоянного тока (DC) и напряжение переменного тока (AC), поэтому они должны отображать более одного символа напряжения. На некоторых старых моделях напряжение переменного тока обозначено как В переменного тока. В наши дни производители чаще всего помещают волнистую линию над буквой V, чтобы обозначить переменное напряжение.

Для обозначения напряжения постоянного тока принято размещать пунктирную линию со сплошной линией над ней над буквой V. Чтобы получить показания напряжения в милливольтах (одна тысячная вольта), установите циферблат в положение мВ.

• «V» с волнистой линией над ним = напряжение переменного тока.
• «V» с одним пунктирным и одним сплошным над ним = напряжение постоянного тока.
• «мВ» с одной волнистой линией или парой линий, одной пунктирной и одной сплошной, над ней = милливольты переменного или постоянного тока.

Текущий

Семейный Разнорабочий

Как и напряжение, ток может быть переменным или постоянным. Поскольку единицей тока является ампер или ампер, для него используется символ А.

• «А» с волнистой линией над ним = переменный ток.
• «A» с двумя линиями, пунктирной и сплошной, над ней = постоянный ток.
• мА = Миллиампер.
• мкА (µ — греческая буква мю)
  = микроампер (миллионные доли ампера).

Сопротивление

Семейный мастер на все руки

Мультиметр измеряет сопротивление, пропуская через цепь слабый электрический ток. Символом единицы сопротивления, ома, является греческая буква омега (Ω). Измерители не различают сопротивление постоянному и переменному току, поэтому над этим символом нет линий.

На измерителях с параметрами выбора диапазона можно выбрать шкалу в килоомах (1000 Ом) и шкалу в мегаомах (один миллион Ом), которые представляют собой кОм и МОм соответственно.

• Ом = Ом.
• кОм = килоомы.
• МОм = мегаом.

Непрерывность цепи

С помощью мультиметра проверьте наличие разрыва в электрической цепи. Счетчик измеряет сопротивление, и есть только два результата. Либо цепь разорвана (разомкнута), и в этом случае счетчик показывает бесконечное сопротивление, либо цепь не повреждена (замкнута), и в этом случае счетчик показывает 0 (или близко к нему).

Поскольку есть только две возможности, некоторые измерители издают звуковой сигнал при обнаружении непрерывности. Эта функция обозначена в настройках циферблата серией скобок увеличивающегося размера, обращенных влево, как боковая версия символа беспроводного приема на ноутбуке.

Проверка диодов и емкости

Семейный мастер на все руки

Специалисты по электронике чаще используют тесты диодов и емкости, чем электрики или домовладельцы. Но если у вас есть счетчик с этими функциями, полезно знать, что означают символы.

Функция проверки диодов выглядит как стрелка, указывающая на центр знака плюс. Когда эта функция выбрана, измеритель сообщит вам, работает ли диод (общий электронный компонент, который преобразует переменный ток в постоянный).

Функция емкости

напоминает правую скобку справа от вертикальной линии. Оба пересекаются горизонтальной линией. Конденсаторы — это электронные устройства, которые накапливают заряд, и измеритель может измерять заряд.

Функция температуры измеряет температуру проводов цепи. Обозначается термометром.

Домкраты и кнопки

Семейный мастер на все руки

С каждым мультиметром поставляются два провода: черный и красный. Некоторые счетчики имеют три гнезда, а некоторые четыре. Гнезда, в которые вы подключаете провода, зависят от того, что вы тестируете.

• COM — это обычный разъем, и он единственный черный. Вы всегда подключаете черный провод к этому гнезду.
• A — это разъем, к которому подключается красный провод, если вы измеряете большой ток до 10 ампер.
• мАОм является разъемом для любых других измерений, включая чувствительные измерения тока, напряжения, сопротивления и температуры, если измеритель имеет только три разъема.
• мАмкА — разъем для чувствительных измерений тока (менее одного ампера), если счетчик имеет четыре разъема.
• VΩ — разъем для всех других измерений, кроме тока.

В верхней части дисплея счетчика, над циферблатом, вы обычно найдете две кнопки, одну слева и одну справа.

• Смена. Для экономии места производители могут назначать две функции некоторым положениям циферблата. Вы получаете доступ к функции, отмеченной желтым цветом, нажав кнопку переключения, которая обычно также желтая и может быть отмечена или не отмечена.
• Удержание. Нажатие этой кнопки фиксирует текущее показание для дальнейшего использования.

Ручной и автоматический выбор диапазона

Старый аналоговый мультиметр со стрелкой должен иметь несколько настроек диапазона. Если бы у измерителя был только большой диапазон, его нельзя было бы использовать для чувствительных измерений, потому что стрелка почти не отклонялась бы. С другой стороны, если бы у измерителя был только небольшой диапазон, любое измерение, превышающее этот диапазон, независимо от того, какое оно было бы, отклонило бы стрелку до максимума.

Цифровые мультиметры со светодиодными дисплеями были представлены в 1970-х годах, и сегодня большинство мультиметров являются цифровыми. У некоторых все еще есть настройки диапазона, которые вы выбираете с помощью циферблата. Но все чаще измеритель выбирает диапазон автоматически.

Поскольку эти мультиметры не имеют настроек диапазона (которые могут занимать до 18 положений шкалы), мультиметры с автоматическим диапазоном могут иметь больше функций, чем мультиметры с ручной настройкой диапазона.

Примечание. Сохраните руководство пользователя мультиметра для справки. Храните руководство и мультиметр в чистоте и сухости в пластиковом пакете для хранения в морозильной камере с застежкой-молнией объемом в литр или галлон.

Вольтметр, назначение, применение. Типы вольтметров

Необходимо проверить любые электрические устройства. Особенно их технические характеристики. Такая работа требует наличия некоторых специальных приборов, например, таких как вольтметр. Самый первый аналог вольтметра создал русский физик Георг Рихман. Его называли «знаком электрической силы». Принцип работы этого первого устройства до сих пор используется в современных вольтметрах. В переводе «вольтметр» означает «измерять».

Вольтметр — электроприбор, относится к классу «гальванометров» и предназначен для определения электродвижущей силы и напряжения. Единицей измерения является вольт. Устройство подключается параллельно к источнику электрической энергии или к нагрузке электрической цепи.

Вольтметр характеризуется:

• Внутренним сопротивлением, которое должно быть как можно больше, чтобы включенный в цепь прибор не мог влиять на режим работы цепи.
• Максимальное измеренное напряжение является предельным напряжением. Если оно выше, то вольтметр может не отображать данные или определять их с ошибкой.
• Вид напряжения, которое измеряет прибор – напряжение переменного тока нельзя измерить вольтметром для постоянного тока, потому что прибор покажет либо нулевое, либо неправильное значение.

Классификация вольтметров.

Классификация устройств основана на нескольких признаках.

Принцип работы устройства.

• Электромеханические (магнитоэлектрические, электромагнитные, термоэлектрические, электростатические, выпрямительные, электродинамические).
• Электронный (аналоговый, цифровой).

Запись на прием.

• Измерение постоянного тока;
• Измерение переменного тока;
• Импульс;
• Фазочувствительный;
• Селективный;
• Универсальный.

Конструкция устройства, способ применения.

• Экран.
• Портативный.
• Стационарный.

Вольтметр электромеханический

В этой категории магнитоэлектрический вольтметр показывает наилучшую точность и чувствительность. Электромагнитный вольтметр более распространен, он дешев, конструкция проста, прибор надежен в работе. Но у устройства этого типа есть два недостатка: большое энергопотребление, до семи ватт, большая индуктивность обмотки. Из-за этого переменное напряжение устройства может оказывать некоторое влияние на показания. Такие вольтметры устанавливаются на электростанциях (в распределительных щитах), на производственных объектах.