บทนำของโวลต์มิเตอร์

ภาพรวม

โวลต์มิเตอร์เป็นเครื่องมือสำหรับวัดแรงดันไฟฟ้า โวลต์มิเตอร์ – โวลต์มิเตอร์ที่ใช้กันทั่วไปสัญลักษณ์: V มีแม่เหล็กถาวรในกัลวาโนมิเตอร์ที่มีความไว ขดลวดประกอบด้วยสายไฟเชื่อมต่อแบบอนุกรมระหว่างขั้วทั้งสองของกัลวาโนมิเตอร์ ขดลวดวางอยู่ในสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวร และเชื่อมต่อกับตัวชี้ ของนาฬิกาผ่านอุปกรณ์ส่งสัญญาณโวลต์มิเตอร์ส่วนใหญ่จะแบ่งออกเป็นสองช่วงโวลต์มิเตอร์มี 3 ขั้ว ขั้วลบ 1 ขั้ว และขั้วบวก 2 ขั้วขั้วบวกของโวลต์มิเตอร์เชื่อมต่อกับขั้วบวกของวงจร และขั้วลบเชื่อมต่อกับขั้วลบของวงจรต้องต่อโวลต์มิเตอร์ขนานกับเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ทดสอบโวลต์มิเตอร์เป็นตัวต้านทานที่ค่อนข้างใหญ่ ซึ่งถือว่าเป็นวงจรเปิดช่วงโวลต์มิเตอร์ที่ใช้กันทั่วไปในห้องปฏิบัติการระดับมัธยมต้นคือ 0~3V และ 0~15V

Wหลักการออร์ค

โวลต์มิเตอร์และแอมมิเตอร์พอยน์เตอร์แบบดั้งเดิมใช้หลักการที่เป็นผลแม่เหล็กของกระแสไฟฟ้ายิ่งกระแสไฟฟ้ามากขึ้น แรงแม่เหล็กก็จะยิ่งมากขึ้น ซึ่งแสดงว่าตัวชี้บนโวลต์มิเตอร์แกว่งไปมามากขึ้นมีแม่เหล็กและขดลวดอยู่ในโวลต์มิเตอร์หลังจากผ่านกระแส ขดลวดจะสร้างสนามแม่เหล็กหลังจากที่ขดลวดได้รับพลังงานแล้ว การโก่งตัวจะเกิดขึ้นภายใต้การกระทำของแม่เหล็ก ซึ่งเป็นส่วนหัวของแอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์

เนื่องจากโวลต์มิเตอร์จำเป็นต้องต่อขนานกับความต้านทานที่วัดได้ หากใช้แอมมิเตอร์ที่มีความไวเป็นโวลต์มิเตอร์โดยตรง กระแสในมิเตอร์จะมากเกินไปและมิเตอร์จะไหม้ในเวลานี้จำเป็นต้องเชื่อมต่อความต้านทานขนาดใหญ่เป็นอนุกรมกับวงจรภายในของโวลต์มิเตอร์หลังจากการแปลงนี้ เมื่อต่อโวลต์มิเตอร์แบบขนานในวงจร แรงดันไฟฟ้าส่วนใหญ่ที่ใช้กับปลายทั้งสองของมิเตอร์จะถูกใช้ร่วมกันโดยตัวต้านทานแบบอนุกรมนี้เนื่องจากการทำงานของตัวต้านทาน ดังนั้นกระแสที่ผ่านมิเตอร์จึงเป็นจริง เล็กมากจึงใช้งานได้ปกติ

สัญลักษณ์ของโวลต์มิเตอร์กระแสตรงควรเพิ่ม "_" ใต้ V และสัญลักษณ์ของโวลต์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับควรเพิ่มเส้นหยัก "~" ใต้ V

Aใบสมัคร

ใช้วัดค่าแรงดันตกคร่อมวงจรไฟฟ้าหรือเครื่องใช้ไฟฟ้า

การจัดหมวดหมู่

เครื่องวัดเชิงกลสำหรับการวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงและแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับแบ่งเป็นดีซีโวลต์มิเตอร์และเอซีโวลต์มิเตอร์

ประเภท DC ใช้กลไกการวัดของมิเตอร์ไฟฟ้าสถิตและมิเตอร์ไฟฟ้าสถิตเป็นหลัก

ประเภทไฟฟ้ากระแสสลับส่วนใหญ่ใช้กลไกการวัดของมิเตอร์ไฟฟ้าประเภทวงจรเรียงกระแส มิเตอร์ไฟฟ้าประเภทแม่เหล็กไฟฟ้า มิเตอร์ไฟฟ้าประเภทไฟฟ้า และมิเตอร์ไฟฟ้าประเภทไฟฟ้าสถิต

โวลต์มิเตอร์แบบดิจิทัลเป็นเครื่องมือที่แปลงค่าแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้เป็นรูปแบบดิจิทัลด้วยตัวแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัลและแสดงในรูปแบบดิจิทัลหากแรงดันไฟฟ้าผิดปกติเนื่องจากสาเหตุต่างๆ เช่น ฟ้าผ่า ให้ใช้วงจรดูดซับเสียงรบกวนภายนอก เช่น ตัวกรองสายไฟหรือตัวต้านทานแบบไม่เชิงเส้น

คู่มือการเลือก

กลไกการวัดของแอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์นั้นเหมือนกัน แต่การเชื่อมต่อในวงจรการวัดนั้นแตกต่างกันดังนั้นควรสังเกตประเด็นต่อไปนี้เมื่อเลือกและใช้แอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์

⒈ การเลือกประเภทเมื่อค่าที่วัดได้เป็น DC ควรเลือกมิเตอร์ DC ซึ่งก็คือมิเตอร์ของกลไกการวัดระบบแมกนีโตอิเล็กทริกเมื่อ AC ที่วัดได้ ควรใส่ใจกับรูปคลื่นและความถี่ของมันหากเป็นคลื่นไซน์ สามารถแปลงเป็นค่าอื่น (เช่น ค่าสูงสุด ค่าเฉลี่ย ฯลฯ) โดยการวัดค่าที่มีประสิทธิภาพเท่านั้น และสามารถใช้เครื่องวัดไฟฟ้ากระแสสลับชนิดใดก็ได้หากเป็นคลื่นที่ไม่ใช่ไซน์ควรแยกแยะสิ่งที่ต้องวัด สำหรับค่า rms สามารถเลือกเครื่องมือของระบบแม่เหล็กหรือระบบไฟฟ้าเฟอร์โรแมกเนติกได้ และค่าเฉลี่ยของเครื่องมือของระบบเรียงกระแสสามารถเลือกได้ เลือกแล้วเครื่องมือของกลไกการวัดระบบไฟฟ้ามักใช้สำหรับการวัดกระแสสลับและแรงดันที่แม่นยำ

⒉ ทางเลือกของความแม่นยำยิ่งเครื่องมือมีความเที่ยงตรงสูง ราคาก็ยิ่งแพง และการบำรุงรักษาก็ยากขึ้นนอกจากนี้ หากเงื่อนไขอื่นๆ ไม่ตรงกัน เครื่องมือที่มีระดับความแม่นยำสูงอาจไม่สามารถรับผลการวัดที่แม่นยำได้ดังนั้น ในกรณีของการเลือกเครื่องมือที่มีความแม่นยำต่ำเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดในการวัด อย่าเลือกเครื่องมือที่มีความแม่นยำสูงโดยปกติจะใช้ 0.1 และ 0.2 เมตรเป็นเมตรมาตรฐาน0.5 และ 1.0 เมตรใช้สำหรับการวัดในห้องปฏิบัติการเครื่องมือวัดที่ต่ำกว่า 1.5 โดยทั่วไปจะใช้สำหรับการวัดทางวิศวกรรม

⒊ การเลือกช่วงเพื่อให้มีบทบาทอย่างเต็มที่ในด้านความแม่นยำของเครื่องมือ จำเป็นต้องเลือกขีดจำกัดของเครื่องมืออย่างสมเหตุสมผลตามขนาดของค่าที่วัดได้หากเลือกไม่ถูกต้อง ข้อผิดพลาดในการวัดจะมีขนาดใหญ่มากโดยทั่วไป การบ่งชี้เครื่องมือที่จะวัดจะมากกว่า 1/2~2/3 ของช่วงสูงสุดของเครื่องมือ แต่จะต้องไม่เกินช่วงสูงสุด

⒋ ทางเลือกของความต้านทานภายในเมื่อเลือกมิเตอร์ ควรเลือกความต้านทานภายในของมิเตอร์ตามขนาดของอิมพีแดนซ์ที่วัดได้ มิฉะนั้นจะทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดขนาดใหญ่เนื่องจากขนาดของความต้านทานภายในสะท้อนถึงการใช้พลังงานของตัวมิเตอร์เอง เมื่อทำการวัดกระแส ควรใช้แอมมิเตอร์ที่มีความต้านทานภายในที่เล็กที่สุดเมื่อทำการวัดแรงดันควรใช้โวลต์มิเตอร์ที่มีความต้านทานภายในที่ใหญ่ที่สุด

Mการบำรุงรักษา

1. ปฏิบัติตามข้อกำหนดของคู่มืออย่างเคร่งครัด และจัดเก็บและใช้งานภายในช่วงอุณหภูมิ ความชื้น ฝุ่น การสั่นสะเทือน สนามแม่เหล็กไฟฟ้า และสภาวะอื่นๆ ที่อนุญาต

2. ควรตรวจสอบเครื่องมือที่เก็บไว้เป็นเวลานานเป็นประจำและควรขจัดความชื้นออก

3. เครื่องมือที่ใช้เป็นเวลานานควรได้รับการตรวจสอบและแก้ไขที่จำเป็นตามข้อกำหนดการวัดทางไฟฟ้า

4. อย่าถอดแยกชิ้นส่วนและตรวจแก้จุดบกพร่องของเครื่องมือตามต้องการ มิฉะนั้นความไวและความแม่นยำจะได้รับผลกระทบ

5. สำหรับเครื่องมือที่มีแบตเตอรี่ติดตั้งอยู่ในมิเตอร์ ให้ใส่ใจกับการตรวจสอบการคายประจุของแบตเตอรี่ และเปลี่ยนให้ทันเวลาเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้อิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่ล้นและการกัดกร่อนของชิ้นส่วนสำหรับมิเตอร์ที่ไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานานควรถอดแบตเตอรี่ในมิเตอร์ออก

เรื่องที่ต้องให้ความสนใจ

(1) เมื่อทำการวัดควรต่อโวลต์มิเตอร์ขนานกับวงจรที่ทดสอบ

(2) เนื่องจากโวลต์มิเตอร์เชื่อมต่อขนานกับโหลด ความต้านทานภายใน Rv จึงจำเป็นต้องมีค่ามากกว่าความต้านทานโหลด RL

(3) เมื่อทำการวัด DC ให้ต่อปุ่ม "-" ของโวลต์มิเตอร์เข้ากับจุดสิ้นสุดที่มีศักย์ต่ำของวงจรที่ทดสอบก่อน จากนั้นจึงต่อปุ่มสิ้นสุด "+" เข้ากับจุดสิ้นสุดที่มีศักย์สูงของวงจรที่ทดสอบ

(4) สำหรับโวลต์มิเตอร์แบบหลายปริมาณ เมื่อต้องการเปลี่ยนขีดจำกัดปริมาณ ควรถอดโวลต์มิเตอร์ออกจากวงจรที่ทดสอบก่อนที่จะเปลี่ยนขีดจำกัดปริมาณ

Tการแก้ไขปัญหา

หลักการทำงานของโวลต์มิเตอร์แบบดิจิทัลนั้นซับซ้อนกว่าและมีหลายประเภท แต่โวลต์มิเตอร์แบบดิจิทัลที่ใช้กันทั่วไป (รวมถึงมัลติมิเตอร์แบบดิจิทัล) โดยพื้นฐานแล้วสามารถแบ่งออกเป็นโวลต์มิเตอร์แบบดิจิทัล DC แบบเข้ารหัสเวลาของตัวแปลง A/D แบบลาดเอียงและการเปรียบเทียบแบบต่อเนื่องมีโวลต์มิเตอร์แบบดิจิตอล DC แบบเข้ารหัสป้อนกลับสำหรับคอนเวอร์เตอร์ A/D อยู่ 2 ประเภทโดยทั่วไปมีขั้นตอนการบำรุงรักษาดังต่อไปนี้

1. แบบทดสอบเชิงคุณภาพก่อนแก้ไข

โดยส่วนใหญ่ผ่าน "การปรับค่าเป็นศูนย์" และ "การสอบเทียบแรงดันไฟฟ้า" ของเครื่องหลังจากอุ่นเครื่องสตาร์ทเครื่องเพื่อตรวจสอบว่าฟังก์ชันลอจิกของโวลต์มิเตอร์แบบดิจิทัลเป็นปกติหรือไม่

หากขั้วของ "+" และ "-" สามารถเปลี่ยนแปลงได้ระหว่าง "การปรับศูนย์" หรือเมื่อปรับเทียบแรงดันไฟฟ้าของ "+" และ "-" เฉพาะตัวเลขที่แสดงเท่านั้นที่ไม่ถูกต้อง และแม้แต่ตัวเลขแรงดันไฟฟ้าที่แสดงโดยอย่างใดอย่างหนึ่ง ของทั้งสองถูกต้องซึ่งแสดงว่าฟังก์ชันลอจิกโดยรวมของโวลต์มิเตอร์แบบดิจิทัลเป็นปกติ

ในทางกลับกัน หากการปรับศูนย์เป็นไปไม่ได้หรือไม่มีจอแสดงผลดิจิตอลแรงดันไฟฟ้า แสดงว่าฟังก์ชันลอจิกของทั้งเครื่องผิดปกติ

2. วัดแรงดันไฟฟ้า

แรงดันเอาต์พุตที่ไม่ถูกต้องหรือไม่เสถียรของแหล่งจ่ายไฟ DC ที่มีการควบคุมต่างๆ ภายในโวลต์มิเตอร์แบบดิจิตอล และซีเนอร์ไดโอด (2DW7B, 2DW7C ฯลฯ) ที่ใช้เป็นแหล่งกำเนิด "แรงดันอ้างอิง" จะไม่มีเอาต์พุตที่มีการควบคุม ซึ่งนำไปสู่ฟังก์ชันลอจิก ของโวลต์มิเตอร์แบบดิจิตอลหนึ่งในสาเหตุหลักของความผิดปกติดังนั้น เมื่อเริ่มซ่อมแซมความผิดปกติ ก่อนอื่นคุณควรตรวจสอบว่าเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงคงที่และแหล่งจ่ายแรงดันอ้างอิงต่างๆ ภายในโวลต์มิเตอร์แบบดิจิทัลนั้นแม่นยำและเสถียรหรือไม่หากพบปัญหาและทำการซ่อมแซม ข้อบกพร่องมักจะสามารถกำจัดได้ และฟังก์ชันลอจิกของโวลต์มิเตอร์แบบดิจิทัลสามารถคืนค่าได้ตามปกติ

3. อุปกรณ์ที่ปรับได้หลากหลาย

อุปกรณ์กึ่งแปรผันในวงจรภายในของโวลต์มิเตอร์แบบดิจิทัล เช่น รีโอสแตตตัดแต่งแหล่งกำเนิด "แรงดันอ้างอิง" จุดทำงานของแอมพลิฟายเออร์แบบดิฟเฟอเรนเชียลสำหรับตัดแต่งรีโอสแตต และโพเทนชิโอมิเตอร์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟที่ควบคุมโดยทรานซิสเตอร์ เป็นต้น เนื่องจากขั้วเลื่อนของกึ่ง- อุปกรณ์ที่ปรับได้มีการสัมผัสไม่ดี หรือความต้านทานของสายพันกันเป็นโรคราน้ำค้าง และค่าที่แสดงของโวลต์มิเตอร์แบบดิจิตอลมักไม่แม่นยำ ไม่เสถียร และไม่สามารถวัดได้บางครั้งการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในอุปกรณ์กึ่งปรับได้ที่เกี่ยวข้องมักจะสามารถขจัดปัญหาการสัมผัสที่ไม่ดีและทำให้โวลต์มิเตอร์แบบดิจิตอลกลับคืนสู่สภาพปกติได้

ต้องชี้ให้เห็นว่าเนื่องจากการสั่นแบบกาฝากของแหล่งจ่ายไฟที่ควบคุมด้วยทรานซิสเตอร์เอง มันมักจะทำให้โวลต์มิเตอร์แบบดิจิตอลแสดงปรากฏการณ์ความล้มเหลวที่ไม่เสถียรดังนั้นภายใต้เงื่อนไขที่ไม่ส่งผลกระทบต่อฟังก์ชันลอจิกของเครื่องทั้งหมด โพเทนชิออมิเตอร์ควบคุมแรงดันไฟฟ้ายังสามารถเปลี่ยนแปลงได้เล็กน้อยเพื่อกำจัดการสั่นของปรสิต

4. สังเกตรูปคลื่นการทำงาน

สำหรับโวลต์มิเตอร์แบบดิจิตอลที่ผิดพลาด ให้ใช้ออสซิลโลสโคปอิเล็กทรอนิกส์ที่เหมาะสมเพื่อสังเกตเอาต์พุตรูปคลื่นสัญญาณโดยอินทิเกรเตอร์, เอาต์พุตรูปคลื่นสัญญาณโดยเครื่องกำเนิดพัลส์สัญญาณนาฬิกา, รูปคลื่นการทำงานของวงจรทริกเกอร์สเต็ปวงแหวน และรูปคลื่นแรงดันกระเพื่อมของแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุม ฯลฯ มีประโยชน์มากในการค้นหาตำแหน่งข้อผิดพลาดและวิเคราะห์สาเหตุของข้อผิดพลาด

5. ศึกษาหลักการของวงจรไฟฟ้า

หากไม่พบปัญหาจากขั้นตอนการบำรุงรักษาข้างต้น จำเป็นต้องศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับหลักการวงจรของดิจิตอลโวลต์มิเตอร์ นั่นคือ เข้าใจหลักการทำงานและความสัมพันธ์เชิงตรรกะของวงจรส่วนประกอบแต่ละส่วน เพื่อวิเคราะห์ส่วนประกอบของวงจรที่อาจ ทำให้เกิดความผิดพลาดและการตรวจสอบแผน แผนการทดสอบสำหรับสาเหตุของความล้มเหลว

6. พัฒนาแผนการทดสอบ

โวลต์มิเตอร์แบบดิจิตอลเป็นเครื่องมือวัดทางอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความแม่นยำพร้อมโครงสร้างวงจรที่ซับซ้อนและฟังก์ชันลอจิกดังนั้น บนพื้นฐานของการศึกษาเชิงลึกเกี่ยวกับหลักการทำงานของเครื่องจักรทั้งหมด แผนการทดสอบสามารถวาดขึ้นตามการวิเคราะห์เบื้องต้นของสาเหตุความล้มเหลวที่เป็นไปได้ เพื่อระบุตำแหน่งความผิดปกติอย่างมีประสิทธิภาพและค้นหาความเสียหายและค่าตัวแปร อุปกรณ์เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการซ่อมเครื่องมือ

7. ทดสอบและอัปเดตอุปกรณ์

มีอุปกรณ์หลายอย่างที่ใช้ในวงจรของโวลต์มิเตอร์แบบดิจิทัล ซึ่งรวมถึงซีเนอร์เป็นแหล่งจ่ายแรงดันอ้างอิง นั่นคือ ไดโอดซีเนอร์มาตรฐาน เช่น 2DW7B, 2DW7C เป็นต้น แอมพลิฟายเออร์อ้างอิงและแอมพลิฟายเออร์สำหรับการดำเนินงานรวมใน วงจรอินทิเกรเตอร์ ทริกเกอร์สเต็ปวงแหวน ไดโอดสวิตชิ่งในวงจร ตลอดจนบล็อกอินทิเกรตหรือทรานซิสเตอร์สวิตชิ่งในวงจรบิสเทเบิลที่ลงทะเบียนไว้ มักเสียหายและมีค่าเปลี่ยนแปลงดังนั้นจึงต้องทดสอบอุปกรณ์ที่มีปัญหา และอุปกรณ์ที่ทดสอบไม่ได้หรือที่ทดสอบแล้วแต่ยังมีปัญหาต้องปรับปรุงเพื่อให้สามารถกำจัดข้อบกพร่องได้อย่างรวดเร็ว