Arbeitsprinzip des Voltmeters und Arten des Voltmeters

Was ist Voltmeter?

Voltmeter ist ein Spannungsmesser. Welches misst die Spannung zwischen den beiden Knoten. Wir wissen, dass die Einheit der Potenzialdifferenz Volt ist. Es ist also ein Messgerät, das die Potenzialdifferenz zwischen den beiden Punkten misst.

Arbeitsprinzip des Voltmeters

Der haupt Prinzip des Voltmeters ist, dass es parallel geschaltet sein muss, in dem wir die Spannung messen wollen. Parallelschaltung wird verwendet, weil a Voltmeter ist so konstruiert, dass es einen sehr hathoher Widerstandswert. Wenn also dieser hohe Widerstand in Reihe geschaltet wird, ist der Strom nahezu Null, was bedeutet, dass der Stromkreis offen ist.

Wenn es parallel geschaltet ist, dann die LastDie Impedanz ist parallel zum hohen Widerstand des Voltmeters und daher ergibt die Kombination fast die gleiche Impedanz wie die Last. Auch in Parallelschaltung wissen wir, dass die Spannung gleich ist, so dass die Spannung zwischen dem Voltmeter und der Last fast gleich ist und daher misst das Voltmeter die Spannung.
Für ein ideales Voltmeter haben wir den Widerstandunendlich sein und daher der gezogene Strom gleich Null sein, so dass im Gerät kein Leistungsverlust auftritt. Dies ist jedoch praktisch nicht erreichbar, da wir kein Material haben können, das unendlichen Widerstand hat.

Klassifizierung oder Arten von Voltmeter

Nach dem Konstruktionsprinzip unterscheiden wir uns Arten von Voltmeternsind sie hauptsächlich -

  1. Parmanent Magnet Bewegungsmelder (PMMC) Voltmeter.
  2. Bewegliches Eisen (MI) Voltmeter.
  3. Elektro-Dynamometer-Typ Voltmeter.
  4. Gleichrichter Voltmeter
  5. Induktions-Voltmeter.
  6. Elektrostatischer Voltmeter.
  7. Digitales Voltmeter (DVM).

Abhängig von dieser Art der Messung haben wir

  1. DC Voltmeter
  2. AC Voltmeter

Zum Gleichspannungsmesser PMMC-Instrumente werden verwendet, MI-Instrument kannMessen Sie sowohl Wechsel- als auch Gleichspannungen, mit Elektrodynamometertypen. Das thermische Instrument kann auch Gleich- und Wechselspannungen messen. Induktionszähler werden wegen ihrer hohen Kosten und ihrer Ungenauigkeit nicht verwendet. Gleichrichter-Voltmeter, elektrostatischer Typ und auch Digitalvoltmeter (DVM) können sowohl Wechsel- als auch Gleichspannungen messen.

PMMC-Voltmeter

Wenn der stromführende Leiter in einem Magnetfeld angeordnet ist, wirkt eine mechanische Kraft auf den Leiter. Wenn er an einem beweglichen System befestigt ist, bewegt sich der Zeiger mit der Spulenbewegung über die Skala.
PMMC-Instrumente verfügen über Erdmagnete. Sie ist für die Gleichstrommessung geeignet, da hier die Durchbiegung proportional zur Spannung ist, da der Widerstand für ein Material des Messgeräts konstant ist. Wenn die Spannungspolarität umgekehrt wird, wird auch die Durchbiegung des Zeigers umgekehrt, sodass er nur für die Gleichstrommessung verwendet wird. Diese Art von Instrument wird als D’Arnsonval-Instrument bezeichnet. Es hat die Vorteile einer linearen Skala, der Energieverbrauch ist gering, die Genauigkeit hoch.
Hauptnachteile sind -
Es misst nur Gleichstrommenge, höhere Kosten usw.


Woher,
B = Flussdichte in Wb / m2.
i = V / R wobei V die zu messende Spannung ist und R der Widerstand der Last ist.
l = Länge der Spule in m
b = Breite der Spule in m.
N = Anzahl der Windungen in der Spule.

Reichweitenverlängerung in einem PMMC-Voltmeter

Bei den PMMC-Voltmetern haben wir die Möglichkeit, den Spannungsmessbereich ebenfalls zu erweitern. Indem Sie einen Widerstand in Reihe mit dem Messgerät verbinden, können Sie den Messbereich erweitern.

Reichweitenverlängerung des Spannungsmessers

Lassen,
V ist die Versorgungsspannung in Volt.
Rv ist der Widerstand des Voltmeters in Ohm.
R ist der in Ohm in Reihe geschaltete Außenwiderstand.
V1 ist die Spannung über dem Voltmeter.
Dann ist der in Reihe zu schaltende Außenwiderstand durch gegeben

MI Voltmeter

MI-Instrumente bedeuten bewegliches Eiseninstrument. Es wird sowohl für Wechselstrom- als auch für Gleichstrommessungen verwendet, da das zur Durchbiegung θ proportionale Quadrat der Spannung unter der Annahme einer konstanten Impedanz des Messgeräts ist, was auch immer die Polarität der Spannung ist, sie zeigt eine Richtungsauslenkung an, ferner werden sie in zwei weitere Kategorien klassifiziert .

  1. Art der Attraktion.
  2. Abstoßungsart

Prüfung

Dabei ist I der Gesamtstrom in Amp. I = V / Z
Dabei ist V die zu messende Spannung und Z ist die Impedanz der Last.
L ist die Eigeninduktivität der Spule in Henry.
θ ist die Durchbiegung in Radian.

Art der Attraktion MI Instrument

Wenn ein nichtmagnetisiertes Weicheisen in den Ofen gelegt wirdMagnetfeld wird es in Richtung der Spule angezogen, wenn ein Zeiger an den Systemen angebracht ist und infolge der angelegten Spannung Strom durch eine Spule fließt, wird ein Magnetfeld erzeugt, das ein Eisenstück anzieht und als Ergebnis ein Ablenkmoment erzeugt welcher Zeiger sich über die Skala bewegt.

Abstoßungsart MI Instrument Prinzip

Wenn zwei Eisenstücke mit dem gleichen magnetisiert werdenPolarität durch Leiten eines Stroms, der durch Anlegen einer Spannung an das Voltmeter erfolgt, als eine Abstoßung zwischen ihnen auftritt und diese Abstoßung ein Ablenkdrehmoment erzeugt, aufgrund dessen sich der Zeiger bewegt.
Die Vorteile sind, dass es sowohl Wechselstrom als auch Gleichstrom misst, es ist billig, geringe Reibungsfehler, robust usw. Es wird hauptsächlich bei Wechselstrommessungen verwendet, da bei Gleichstrommessungen Fehler mehr auf Hysterese zurückzuführen sind.

Elektrodynamometer Typ Voltmeter

Elektrodynamometerinstrumente werden verwendet, weil sie die gleiche Kalibrierung für AC und DC haben, d. H. Wenn sie mit DC kalibriert werden, können wir auch ohne Kalibrierung AC messen.

Elektrodynamometer Typ Voltmeter Prinzip

Wir haben zwei Spulen, feste und bewegliche Spulen. Wenn an den beiden Spulen eine Spannung angelegt wird, wodurch der Strom zwei Spulen durchfließt, bleibt sie aufgrund der Entwicklung eines gleichen und entgegengesetzten Drehmoments in der Nullposition. Wenn die Richtung eines Drehmoments umgekehrt wird, wenn der Strom in der Spule umkehrt, wird ein ungerichtetes Drehmoment erzeugt.
Bei einem Voltmeter ist die Verbindung parallel, und sowohl feste als auch bewegliche Spulen sind mit nicht-induktivem Widerstand in Reihe geschaltet.
= = 0 wobei der Phasenwinkel ist.


Dabei ist I die in der Schaltung fließende Strommenge in Amp = V / Z.
V und Z sind jeweils die angelegten Spannungen und die Impedanz der Spule.
M = Gegeninduktivität der Spule.
Sie haben keinen Hysterese-Fehler und können sowohl für die Wechselstrom- als auch für die Gleichstrommessung verwendet werden. Die Hauptnachteile sind ein niedriges Drehmoment / Gewichtsverhältnis, hohe Reibungsverluste, die teurer sind als andere Instrumente usw.

Gleichrichter Voltmeter

Gleichrichter Voltmeter

Gleichrichter-Voltmeter-Prinzip

Sie werden für AC- oder DC-Messungen verwendet. Für die Gleichstrommessung muss ein PMMC-Messgerät angeschlossen werden, das die pulsierende Gleichspannung misst, die die Gleichrichterspannung misst, die an den Brückengleichrichter angeschlossen ist.

Vorteile des Gleichrichter-Voltmeters

  1. Kann in hoher Frequenz verwendet werden.
  2. Es hat eine einheitliche Skala für die meisten Bereiche.

Nachteile eines Fehlers aufgrund einer Temperaturabnahme der Empfindlichkeit im Wechselstrombetrieb.

Digitalvoltmeter (DVM)

Digitalvoltmeter (DVM) Prinzip

Das Digital Voltmeter ist ein Instrument, das kannGeben Sie die Ausgangsspannung nicht durch Ablenkung an, sondern geben Sie den Wert direkt an. Es ist ein sehr gutes Instrument, um die Spannung zu messen, da der Fehler aufgrund von Parallaxe vollständig eliminiert wird, eine Annäherung bei der Messung vorgenommen wird und das Hochgeschwindigkeitslesen durchgeführt werden kann und zur weiteren Analyse auch im Speicher gespeichert werden kann. Das Hauptprinzip besteht darin, dass der Wert von derselben Schaltungsanordnung gemessen wird, dieser Wert jedoch nicht zum Auslenken des Zeigers verwendet wird, sondern dem Analog-Digital-Wandler zugeführt und als digitaler Wert angezeigt wird.

Elektrostatische Instrumente

Prinzip elektrostatischer Instrumente

Wenn ein durch die geladenen Teilchen erzeugtes elektrisches Feld auf die durch den Strom aufgeladenen Leiter einwirken kann, wird ein Ablenkdrehmoment erzeugt. Dies kann durch Verwendung von

  1. Zwei entgegengesetzt geladene Elektroden, bei denen eine fest und die andere beweglich ist.
  2. Kraft zwischen zwei Elektroden, die eine Drehbewegung der sich bewegenden Elektrode bewirkt.


Dabei ist V die in Volt zu messende Spannung, C ist der Kapazitätswert in Farad und θ ist die Durchbiegung in Radianten.
Vorteile des elektrostatischen Messgeräts sind geringLeistungsaufnahme, kann sowohl für Wechselstrom- als auch für Gleichstromgrößen verwendet werden, kein Hystereseverlust, kein magnetischer Streufeldfehler. Die Nachteile sind, dass der Maßstab nicht einheitlich ist, die Betätigungskraft gering ist, die Größe groß ist und auch die Konstruktion nicht robust ist.

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