Quale dispositivo puoi utilizzare per misurare la tensione? Cosa misura un voltmetro? Dispositivo di misurazione della tensione

Un voltmetro è un dispositivo il cui scopo è misurare la forza elettromotrice (EMF) in una determinata sezione di un circuito elettrico, o più semplicemente - dispositivo di misurazione(differenza di potenziale elettrico). Questo dispositivo è sempre collegato in parallelo alla batteria o al carico. Il valore misurato è mostrato in Volt.

Se parliamo di voltmetro ideale, allora deve avere una resistenza interna infinita per poter misurare con precisione e non avere effetti collaterali sul circuito. Ecco perché nei dispositivi di alta classe si cerca di ottenere la massima resistenza interna possibile, da cui dipendono la precisione della misurazione e le interferenze create nel circuito elettrico.

Figura - Formule di misurazione della tensione

Se parliamo del metodo di installazione, sono divisi in tre gruppi principali:

Stazionario;

Pannello;

Portatile;

Come suggerisce il nome, i dispositivi fissi vengono utilizzati dove è richiesto un monitoraggio costante, i dispositivi da pannello vengono utilizzati nei quadri di distribuzione e sui cruscotti e i dispositivi portatili vengono utilizzati in dispositivi compatti che possono essere utilizzati ovunque.

Figura - Schema di collegamento del voltmetro

Guarda un video sul collegamento di un voltmetro:

Secondo lo scopo previsto, tutti i voltmetri sono divisi

Selettivo;

Sensibile alla fase;

Impulso.

Voltmetri CA, come quelli costanti, vengono utilizzati per misurazioni in reti con il corrispondente tipo di corrente, ma quelli selettivi possono separare la componente armonica di un segnale complesso e determinare il valore quadratico medio della tensione.

Voltmetro a impulsi Tipicamente utilizzati per misurare l'ampiezza di segnali a impulsi continui, sono anche in grado di determinare con precisione l'ampiezza di un singolo impulso.

Dispositivi sensibili alla fase può misurare i cambiamenti nei componenti di tensioni complesse, rendendo possibile studiare accuratamente le caratteristiche ampiezza-fase di amplificatori e altri circuiti simili.

In base al principio di funzionamento si distingue tra voltmetri elettronici (digitali o analogici) ed elettromeccanici (elettromagnetici, termoelettrici, nonché magnetoelettrici, elettrodinamici ed elettrostatici).

Tutti i dispositivi elettromeccanici, ad eccezione di quelli termoelettrici, sono essenzialmente un meccanismo di misura convenzionale con un dispositivo indicatore. In tutti vengono utilizzate resistenze aggiuntive per espandere i limiti di misurazione.

I dispositivi di questa categoria, nonostante il κ interno piuttosto elevato, presentano un errore relativamente ampio, il che ne rende impossibile l'utilizzo in esperimenti e ricerche in cui è richiesta una maggiore precisione dei dati.

Voltmetro termoelettrico utilizza per le misure la forza elettromotrice di una o più termocoppie, che si riscaldano a causa della corrente del segnale in ingresso. Sono più precisi e compatti rispetto ai misuratori di tensione elettromeccanici.

Nei voltmetri analogici, oltre al contatore magnetoelettrico e ai resistori aggiuntivi, deve essere presente un amplificatore di misura, che consente di aumentare più volte la resistenza interna del dispositivo e, di conseguenza, migliorare la precisione delle letture.

Consideriamo diversi voltmetri di diversi produttori

1. V3-57 - microvoltmetro

Dispositivo di misurazione modello B3-57 - voltmetro-convertitore rms. indicazioni. Progettato per misurazioni RMS. valori di tensione di forma arbitraria e loro trasformazione lineare. in costante attuale La scala dello strumento è contrassegnata in rms. valori e decibel (da 0 dB a 0,775 V). Viene utilizzato per monitorare e regolare vari dispositivi radiotelevisivi e apparecchiature di comunicazione, calcolare le caratteristiche di frequenza dei dispositivi a banda larga, esaminare segnali resistenti al rumore, ecc.

Dati tecnici di base:

— Limiti di misura della tensione 10 μV - 300 V con zone limite: 0,03-0,1-0,3-1-3-10-30-100-300 mV 1-3-10-30-100-300 V

— Limiti di frequenza 5 Hz - 5 MHz

— Errore consentito, %: ±1 (30-300 mV), ±1,5 (1-10 mV), ±2,5 (0,1-0,3 mV e 1-300 V), ±4 (0,03 mV)

— Resistenza di ingresso 5 MOhm ±20%

— Capacità di ingresso: 27pF (0,03-300 mV) e 12 pF (1-300 V)

— Tensione all'uscita del convertitore lineare. 1 V

— Resistenza all'uscita del convertitore lineare. 1kΩ±10%

— Coefficiente limite. ampiezza del segnale 6*(Uk/Ux)

2.Voltmetri CA AKIP-2401

— Misura del valore efficace della tensione alternata

— Gamma di frequenza: 5 Hz…5 MHz

— Campo di misura della tensione: 50 µV…300 V (6 limiti)

— Due ingressi di misura RF: Ch1 ​​​​/ Ch2

— Risoluzione massima: 0,0001 mV

— Visualizzazione del livello del segnale in ingresso in dBc, dBm, Upeak

— Selezione automatica o manuale dei limiti di misurazione, trattenendo il risultato (Hold)

— Display VDF a due righe

— Interfaccia RS-232

3. Voltmetro V7-40/1

Uno strumento digitale universale di alta qualità progettato per misurare tensioni CC e CA, correnti e resistenza CC. V7-40/1 viene utilizzato nella produzione di apparecchiature radio ed elementi radio elettrici, nella ricerca scientifica e sperimentale, in condizioni di laboratorio e officina. L'interfaccia IEEE 488 integrata nel B7-40/1 ne consente l'utilizzo con successo come parte di sistemi automatizzati di informazione e misurazione.

Il voltmetro V7-40/1 soddisfa condizioni operative difficili.

— La precisione della misurazione della corrente continua del voltmetro V7-40/1 è dello 0,05%

— Risoluzione massima di V7-40/1 — 1 μV; 10 µA; 1 mOhm

— Intervalli 0,2; 20; 200; 1000 (2000) V

— Risoluzione 1, 10, 100 µV; 1; 10 mV

— Errore di misurazione di base ±(0,04%+ 5 unità ml.r)

Impedenza di ingresso:

— nell'intervallo 0,2 V non meno di 1 GOhm

— sulla portata 2 V non inferiore a 2 GOhm

— sulle portate 200....1000 V, non meno di 10 MOhm

Un altro video su come collegare un voltmetro:

Voltmetroè un dispositivo di misurazione progettato per misurare voltaggio corrente continua o alternata nei circuiti elettrici.

Il voltmetro è collegato in parallelo ai terminali della sorgente di tensione mediante sonde remote. Secondo il metodo di visualizzazione dei risultati della misurazione, i voltmetri sono divisi in quadrante e digitali.

Il valore della tensione viene misurato in Voltach, indicato sugli strumenti con la lettera IN(in russo) o lettera latina V(designazione internazionale).

Negli schemi elettrici un voltmetro è indicato con la lettera latina V circondata da un cerchio, come mostrato nella fotografia.

La tensione può essere costante o alternata. Se la tensione della sorgente di corrente è alternata, davanti al valore viene posto il segno " ~ "se costante, allora il segno" – ".

Ad esempio, la tensione alternata di una rete domestica di 220 Volt è brevemente designata come segue: ~220 V O ~220 V. Quando si contrassegnano batterie e accumulatori, il segno " – " viene spesso omesso, viene semplicemente stampato un numero. La tensione della rete di bordo di un'auto o della batteria è indicata come segue: 12 V O 12 V e batterie per una torcia o una fotocamera: 1,5 V O 1,5 V. L'alloggiamento deve essere contrassegnato vicino al terminale positivo sotto forma di " + ".

La polarità della tensione alternata cambia nel tempo. Ad esempio, la tensione nel cablaggio elettrico domestico cambia polarità 50 volte al secondo (la frequenza di variazione è misurata in Hertz, un Hertz equivale a un cambio di polarità della tensione al secondo).

La polarità della tensione continua non cambia nel tempo. Pertanto, per misurare la tensione CA e CC sono necessari diversi strumenti di misura.

Esistono voltmetri universali che possono essere utilizzati per misurare sia la tensione alternata che quella continua senza cambiare modalità operativa, ad esempio il voltmetro di tipo E533.

Come misurare la tensione nel cablaggio elettrico domestico

Attenzione! Quando si misurano tensioni superiori a 36 V, è inaccettabile toccare i fili scoperti, poiché ciò può causare scosse elettriche!

Secondo i requisiti di GOST 13109-97, il valore effettivo della tensione nella rete elettrica deve essere 220 V ±10%, cioè può variare da Da 198 V a 242 V. Se le lampadine nell'appartamento iniziano a bruciarsi debolmente o spesso si bruciano, o gli elettrodomestici iniziano a funzionare in modo instabile, quindi per agire, è necessario prima misurare il valore della tensione nel cablaggio elettrico.

Quando si iniziano le misurazioni è necessario preparare l'apparecchio: – verificare l'affidabilità dell'isolamento dei conduttori con punte e sonde;

– impostare l'interruttore dei limiti di misurazione sulla posizione di misurazione della tensione alternata di almeno 250 V;

– inserire i connettori dei conduttori nelle prese dell'apparecchio, guidati dalle scritte accanto ad essi;

– accendere il dispositivo di misurazione (se necessario).

Come puoi vedere nell'immagine, nel tester il limite di misurazione della tensione CA è 300 V e nel multimetro 700 V. In molti modelli di tester, è necessario impostare più interruttori contemporaneamente nella posizione richiesta. Tipo di corrente (~ o ​​–), tipo di misura (V, A o Ohm) e inoltre inserire le estremità delle sonde nelle prese desiderate.

In un multimetro, l'estremità nera della sonda viene inserita nella presa COM (comune per tutte le misurazioni) e l'estremità rossa in V, comune per modificare tensione CC e CA, corrente, resistenza e frequenza. La presa contrassegnata con ma viene utilizzata per misurare piccole correnti, 10 A quando si misura una corrente che raggiunge i 10 A. Attenzione! La misurazione della tensione mentre la spina è inserita nella presa da 10 A danneggerà il dispositivo.

Dopo che tutto il lavoro preparatorio è stato completato, puoi iniziare a misurare. Se accendi il multimetro e sull'indicatore non compaiono numeri, significa che la batteria non è installata nel dispositivo o ha già esaurito la sua risorsa. In genere, i multimetri utilizzano una batteria Krona da 9 V con una durata di un anno. Pertanto, anche se il dispositivo non viene utilizzato per un lungo periodo, la batteria potrebbe non funzionare. Quando si utilizza il multimetro in condizioni stazionarie, si consiglia di utilizzare un adattatore ~220 V/–9 V al posto della corona.

Inserire le estremità delle sonde nella presa o farle toccare ai cavi elettrici.

Il multimetro mostrerà immediatamente la tensione nella rete, ma è comunque necessario essere in grado di leggere le letture in un quadrante tester. A prima vista sembra difficile, poiché ci sono molte scale. Ma se guardi da vicino, diventa chiaro su quale scala leggere il dispositivo. L'apparecchio di tipo TL-4 in questione (che mi ha servito perfettamente per più di 40 anni!) ha 5 scale.

La scala superiore viene utilizzata per effettuare letture quando l'interruttore è in posizioni multiple di 1 (0,1, 1, 10, 100, 1000). La scala situata appena sotto è multipla di 3 (0,3, 3, 30, 300). Quando si misurano tensioni CA di 1 V e 3 V, vengono applicate 2 scale aggiuntive. C'è una scala separata per misurare la resistenza. Tutti i tester hanno una calibrazione simile, ma la molteplicità può essere qualsiasi.

Dato che il limite di misura è stato fissato a ~300 V, significa che la lettura deve essere effettuata sulla seconda scala con limite 3, moltiplicando le letture per 100. Il valore di una piccola divisione è 0,1, quindi risulta 2,3 + la freccia è al centro tra le linee, il che significa prendere il valore letto 2,35×100=235 V.

Si è scoperto che il valore della tensione misurata è 235 V, che rientra nei limiti accettabili. Se durante il processo di misurazione si verifica un cambiamento costante nel valore delle cifre meno significative e l'ago del tester fluttua costantemente, significa che ci sono contatti difettosi nei collegamenti del cablaggio elettrico ed è necessario ispezionarlo.

Come misurare la tensione della batteria
batteria o alimentatore

Poiché la tensione delle sorgenti CC di solito non supera i 24 V, toccare i terminali e i fili scoperti non è pericoloso per l'uomo e non sono necessarie particolari precauzioni di sicurezza.

Per valutare l'idoneità di una batteria, di un accumulatore o lo stato di salute dell'alimentatore, è necessario misurare la tensione ai loro terminali. I terminali delle batterie rotonde si trovano alle estremità del corpo cilindrico, il terminale positivo è indicato dal segno “+”.

La misurazione della tensione CC non è praticamente molto diversa dalla misurazione della tensione CA. È sufficiente impostare il dispositivo sulla modalità di misurazione appropriata e rispettare la polarità della connessione.

La quantità di tensione creata da una batteria è solitamente indicata sul suo corpo. Ma anche se il risultato della misurazione mostra una tensione sufficiente, ciò non significa che la batteria sia buona, poiché è stata misurata la forza elettromotrice (EMF) e non la capacità della batteria, sulla quale dipende la durata operativa del prodotto in cui verrà essere installato dipende.

Per stimare con maggiore precisione la capacità della batteria, è necessario misurare la tensione collegando un carico ai suoi poli. Una lampadina a incandescenza con tensione nominale di 1,5 V è adatta come carico per una batteria da 1,5 V. Per facilitare il funzionamento, è necessario saldare i conduttori alla sua base.

Se la tensione sotto carico diminuisce di meno del 15%, la batteria o l'accumulatore sono abbastanza adatti all'uso. Se non è presente alcun dispositivo di misurazione, l'idoneità della batteria per un ulteriore utilizzo può essere giudicata dalla luminosità della lampadina. Ma un test del genere non può garantire la durata della batteria del dispositivo. Indica solo che la batteria è attualmente ancora utilizzabile.

Quando si ripara un dispositivo elettronico o si utilizzano circuiti elettrici, ci si trova di fronte alla necessità di misurare la tensione e la corrente di un circuito. A questo scopo esistono sia dispositivi speciali che universali. Usarli non è affatto difficile, ma per fare questo bisognerebbe avere almeno un'idea base di come utilizzarli.

Definizione fisica delle quantità

L'interazione e il movimento delle cariche elettriche fu descritto nel 1600 dallo scienziato inglese William Gilbert, che introdusse in uso il concetto di elettricità. Scoprì che in vari corpi fisici ci sono cariche capaci di formare un campo elettrico e quindi di influenzare altri corpi carichi.

Successivamente si è scoperto che le particelle cariche si dividono in cariche positive e negative, mentre quelli dello stesso segno si respingono, e quelli di segno opposto si attraggono. Inoltre, i fisici Oersted, Faraday, Maxwell, che hanno sperimentato con i corpi, hanno scoperto l'elettromagnetismo, che consiste nella comparsa di un campo magnetico quando le particelle cariche si muovono.

Pertanto, sono stati introdotti due concetti: corrente e tensione. Il primo denota il movimento ordinato delle cariche e il secondo la forza che deve essere spesa per trasferire una singola carica senza influenzare le rimanenti particelle cariche nel corpo. Poiché in questo caso l'energia di carica cambia, la tensione è caratterizzata dalla differenza di potenziale energetico prima e dopo lo spostamento della carica.

Lo scienziato tedesco Georg Simon Ohm, che studiò le proprietà elettriche dei materiali nel 1826, condusse una serie di esperimenti, a seguito dei quali formulò una legge per una sezione di un circuito. Stabilì che l'intensità della corrente è direttamente proporzionale alla differenza di potenziale e inversamente proporzionale alla resistenza, scoprendo così la relazione tra le grandezze elettriche. Ecco come sono apparsi i concetti: forza elettromotrice, caduta di tensione, conduttività.

Tensione elettrica

Quantificando il lavoro di spostamento di una carica da un punto a un altro, si distinguono diversi tipi di tensione. Dipendono dalle correnti che scorrono. Per fare riferimento ad essi vengono utilizzati vari termini e metodi di calcolo. La potenziale differenza può essere:

1. Costante, che si presenta nei circuiti elettrostatici e nei circuiti a corrente continua.
2. Una variabile che appare quando si verifica la corrente alternata.

Il volt fu adottato come unità di misura di una grandezza fisica di qualsiasi tipo in onore dell'eminente scienziato Alessandro Volta, che progettò il primo generatore di corrente. E il simbolo grafico è diventato il segno U Matematicamente, la tensione è descritta dalla seguente formula:

U = A/q, dove U è la differenza di potenziale, A è il lavoro compiuto dal campo elettrico, q è la carica.

Un dispositivo specializzato progettato per misurare la tensione è chiamato voltmetro. Per misurare la differenza di potenziale, è collegato in parallelo alla fonte di energia o all'elemento su cui viene misurata la caduta di tensione.

Poiché quando gli elementi sono collegati in parallelo, la corrente elettrica viene distribuita tra loro, un dispositivo di misurazione ideale dovrebbe avere una resistenza interna infinitamente grande. Ma in pratica ciò non può accadere, quindi maggiore è la resistenza del dispositivo, più accurato sarà il risultato della misurazione.

I voltmetri sono prodotti sia per misurare solo la tensione continua o alternata, sia universali. In questo caso, secondo il principio di funzionamento, possono essere:

1. Digitale. Il loro funzionamento si basa sull'utilizzo di un convertitore analogico-digitale (ADC) e di un display a cristalli liquidi.
2. Analogico. L'elemento principale di questo tipo di dispositivi è una testa elettrodinamica, la cui deviazione dell'ago su scala graduata consente di misurare la tensione.

Per misurare un segnale CC, la tensione misurata viene convertita in un segnale ad onda quadra utilizzando la modulazione dell'ampiezza dell'impulso. Viene quindi amplificato e raddrizzato da un rilevatore che funziona secondo il principio del raddoppio della tensione. Successivamente, il segnale viene elaborato da un microcontrollore, che visualizza i dati ricevuti sullo schermo sotto forma di numeri. Il funzionamento di un voltmetro a tensione alternata si basa sulla conversione di un segnale alternato in uno costante, direttamente proporzionale al valore della tensione alternata misurata.

Affinché possa apparire una corrente elettrica, devono essere soddisfatte due condizioni: il corpo fisico deve avere particelle libere e queste devono essere colpite da una forza che le muove in una direzione. I corpi più adatti sono i metalli - conduttori. Se un tale conduttore viene posizionato in un campo elettrico, sotto la sua azione inizierà un movimento diretto di cariche nel metallo, cioè si formerà una corrente.

Come nel caso della differenza di potenziale, la corrente può essere di due tipi:

1. Costante. È caratterizzato dal movimento ordinato delle cariche, la cui direzione non cambia per molto tempo.
2. Variabile. Questa è una corrente elettrica che può cambiare sia la sua intensità che la direzione del movimento nel tempo.

L'unità di misura per qualsiasi tipo di corrente è l'ampere. Nei diagrammi e in letteratura, la corrente elettrica è indicata con il simbolo I. Può essere calcolata utilizzando la formula:

I = ΔQ / Δt, dove I è l'intensità della corrente, ΔQ è la quantità di carica, Δt è il periodo di tempo.

La forza attuale viene misurata utilizzando un dispositivo speciale: un amperometro. È collegato in serie al circuito nella zona in cui vengono effettuate le misurazioni.

Un dispositivo con resistenza interna pari a zero è considerato ideale. Pertanto, minore è la sua resistenza, più precise saranno le misurazioni.

In base alla progettazione, i dispositivi possono essere:

1. Interruttori. La base del loro design è una testa di misurazione elettrica di diversi sistemi: magnetoelettrico, elettromagnetico, elettrodinamico.
2. Discreto. Tale dispositivo è costituito da un ADC e converte la corrente misurata in un segnale digitale, che viene poi visualizzato sullo schermo.

E anche tutti gli amperometri sono divisi in dispositivi per misurare la corrente della tensione continua e alternata. Quando si misura la corrente continua, viene utilizzata la derivazione della testa di misurazione. Questo viene fatto in modo da non bruciare la bobina situata su di esso. Quindi, quando una corrente elettrica costante passa attraverso il dispositivo, verrà divisa in shunt e corrente di testa.

Lo shunt è un multiplo di 10, cioè 1 a 10, 1 a 100, ecc., E dopo aver deviato la freccia, il risultato viene semplicemente moltiplicato per questo numero. Per misurare la corrente alternata, al dispositivo viene aggiunto un trasformatore di corrente di misurazione, il cui avvolgimento secondario è collegato a un amperometro. La scala dello strumento è contrassegnata in base alla corrente più elevata che scorre attraverso l'avvolgimento primario del trasformatore.

Amperometro e voltmetro

Prima di iniziare a lavorare con i dispositivi, è necessario configurarli e calibrarli. In questo caso, le misurazioni dovrebbero essere effettuate ad una temperatura di circa venti gradi Celsius. Ciò è dovuto al fatto che le proprietà fisiche dei materiali dipendono dalla temperatura. Ciò è particolarmente vero per la conduttività. I dispositivi più semplici, analogici, sono realizzati con custodia in plastica, in cui si trova:

• testa di misura elettrica;
• resistore (shunt);
• scala calibrata in fabbrica;
• perni di contatto.

Nell'amperometro, il resistore si trova parallelo alla testa elettrodinamica e nel voltmetro - in serie. La scala è contrassegnata con valori nominali da zero al valore massimo e deve essere indicata anche l'unità di misura e la forma del segnale, ad esempio A - ampere, mA - milliampere, V - volt, mV - millivolt.

Durante la misurazione, il dispositivo deve essere installato su una superficie piana orizzontale. Utilizzando un regolatore, spesso realizzato per un cacciavite a taglio, viene impostata la posizione della freccia corrispondente al numero zero. Una volta completata la calibrazione si può procedere direttamente alle misurazioni:

1. Ai contatti del tester sono collegati due fili: uno al terminale positivo, l'altro al negativo.
2. Quando si lavora con un voltmetro, le estremità opposte dei fili (sonde) toccano i punti tra i quali è necessario misurare la tensione. Pertanto, la sua connessione sarà parallela. Per misurare con un amperometro è necessario interrompere la linea elettrica su cui si sta effettuando la misurazione e collegare le sonde alle estremità rotte. In entrambi i casi è importante rispettare la polarità. Ciò significa che il polo positivo del dispositivo deve coincidere con il più sullo schema. Sebbene per una forma d'onda variabile ciò non abbia importanza.
3. Il valore misurato è determinato dalla deviazione della freccia.

Se durante la misurazione la freccia devia a sinistra dello zero, significa che la polarità non è collegata correttamente. Non è possibile lasciare l'apparecchio collegato in modo errato per lungo tempo poiché la testa di misurazione elettrica si guasta.

Lavorare con un tester digitale durante la misurazione è simile all'utilizzo di un dispositivo analogico, ma non viene eseguita la calibrazione preliminare. I tester discreti richiedono una fonte di alimentazione per funzionare, quindi è necessario assicurarsi che funzioni prima di effettuare misurazioni.

Dispositivo universale

Nella vita di tutti i giorni, i dispositivi specializzati non vengono quasi mai utilizzati, poiché a questo scopo esistono dispositivi combinati: i multimetri. In base al loro principio di funzionamento si dividono in dispositivi digitali e analogici. Gli strumenti universali possono misurare quantità elettriche di vario tipo e forma. A questo scopo il tester è dotato di un interruttore a scorrimento che seleziona il valore misurato e l'intervallo dei suoi valori. Ma esistono anche dispositivi con selezione automatica di questa gamma.

Digital utilizza nel suo lavoro un confronto tra il segnale di riferimento e quello di ingresso. La differenza di potenziale viene misurata collegando direttamente il dispositivo e la misurazione della corrente si basa sulla determinazione della caduta di tensione sul carico resistivo interno del tester. Il tipo analogico utilizza nel design una testa elettromeccanica, inserita in un telaio che crea un campo magnetico. A seconda del segnale di ingresso, la freccia nel riquadro si sposta. A seconda dell'intensità di questa deviazione, viene calcolato il valore misurato.

Prima di iniziare a lavorare, è necessario controllare il multimetro per assicurarsi che la sua fonte di alimentazione funzioni correttamente. Se è inutilizzabile, l'indicatore con una batteria lampeggiante si accende sul dispositivo digitale quando è acceso. Per un dispositivo di puntamento, l'indicazione per la sostituzione delle batterie sarà l'impossibilità di impostare l'ago sulla posizione zero.

Sul pannello frontale dei multimetri sono presenti interruttori che consentono di selezionare l'una o l'altra modalità operativa del tester. Il pulsante ON/OFF accende o spegne il dispositivo. Oltre a questo, Il tester può avere i seguenti connettori:

• 10A - misurazioni di corrente con un limite fino a dieci ampere;
• mA - misurazione della corrente in milliampere;
• COM - presa per il collegamento di una sonda a polo negativo;
• V/Ω - per collegare la sonda del polo positivo.

Prima di effettuare le misurazioni è necessario collegare un paio di fili al tester. Un filo (negativo) è inserito nella presa COM e l'altro (positivo) in V/Ω. Ad un'estremità di ciascun filo c'è una spina progettata per essere installata nella presa del contatore e all'altra c'è una sonda a contatto. Per misurare la tensione, dovresti fare quanto segue:

1. Premere il pulsante ON/OFF per accendere il multimetro.
2. Per misurare la tensione continua, installare l'interruttore nella zona del tester contrassegnata con DCV o V- e per la tensione alternata - ACV o V ~.
3. Spostando lo stesso interruttore, impostare la massima tensione possibile.
4. Toccare le sonde, rispettando la polarità, per posizionarsi nei punti di misurazione.

Dopo un secondo, sullo schermo apparirà un numero che indica la tensione misurata.

Come per le misurazioni di tensione, prima di iniziare la misurazione, una coppia di fili di misurazione viene collegata al tester. Il filo comune viene inserito nel connettore COM e il filo positivo viene inserito in mA o A. Successivamente le misurazioni vengono eseguite nel seguente ordine:

Le misurazioni vengono eseguite allo stesso modo utilizzando un dispositivo analogico. Ma il risultato della misurazione non è determinato dal display, ma dalla deviazione della freccia.

Gli strumenti per la misurazione della corrente appartengono al sottogruppo A-amperometri. All'interno di questo sottogruppo ci sono gli amperometri di corrente continua (A2), corrente alternata (A3), universali (A7) e convertitori di corrente (A9).

Gli amperometri sono costruiti sulla base di dispositivi elettromeccanici (vedere sezione 2.1) che, secondo il principio del loro funzionamento, consentono di misurare correnti continue e alternate a bassa frequenza. Sono soggetti ai requisiti di GOST, che stabilisce le seguenti classi di precisione: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4.0; 5.0 L'aggiunta di convertitori CA-CC ai dispositivi elettromeccanici può espandere significativamente le loro capacità e utilizzarli per misurazioni a radiofrequenze.

Una classificazione più ampia di dispositivi per la misurazione della tensione sono i voltmetri, che formano il gruppo B. Tra i dispositivi di questo sottogruppo ci sono voltmetri di corrente continua (B2), alternata (B3), corrente impulsiva (B4), sensibile alla fase (B5 ), selettivo (B6), universale (B7 ), misuratore di rapporto di tensione, differenza e instabilità (B8), convertitore di tensione (B9).

I voltmetri di corrente continua e alternata a bassa frequenza possono essere costruiti sulla base di dispositivi elettromeccanici (vedere sezione 2.1) secondo GOST. Tuttavia, di norma, i voltmetri sono rappresentanti di strumenti di misura elettronici in versioni analogiche o digitali. Anche i voltmetri elettronici analogici sono soggetti ai requisiti GOST, in particolare i voltmetri dei tipi V3...V7 sono inoltre classificati in base al parametro di tensione misurata in voltmetri di ampiezza (blocco), valore quadratico medio e tensione media raddrizzata. Possono avere classi di precisione 0,1; 0,2; 0,5;1,0; 1,5;2,5;4,0;5,0; 15; 25.

4.3 Misurazione della corrente

Per misurare la corrente, un amperometro è collegato in serie al circuito aperto del circuito da misurare. Un amperometro di qualsiasi sistema può essere rappresentato sotto forma del seguente circuito equivalente (Fig. 4.1a), dove LA, CA, RA sono l'induttanza, la capacità e la resistenza del circuito interno dell'amperometro. È ovvio che l'inclusione di un amperometro nel circuito misurato avrà un effetto parametrico ed energetico su di esso. L'influenza parametrica è più significativa, maggiore è la frequenza e maggiori sono LA e CA, l'energia - maggiore è RA, poiché ciò aumenterà il consumo di energia dal circuito misurato.

Figura 4.1 - Misurazione della corrente ad alta frequenza:

a) circuito equivalente di un amperometro;

b) accendere l'amperometro;

c) schema a blocchi di un amperometro con conversione.

Per misurare la corrente ad alta frequenza, è necessario utilizzare un circuito di conversione (Figura 4.1 c), in cui prima la corrente ad alta frequenza viene convertita in corrente continua, che viene misurata con un indicatore magnetoelettrico: micro o milliamperometro. La trasformazione viene effettuata o per effetto termico della corrente o raddrizzandola. Pertanto, gli amperometri ad alta frequenza sono una combinazione di un indicatore e un convertitore (Fig. 4.1c) e sono chiamati amperometri termici o raddrizzatori.

Il termoamperometro è costituito da un convertitore termoelettrico e da un indicatore magnetoelettrico, la cui scala è calibrata sui valori della corrente misurata. Il convertitore termoelettrico è costituito da un sottile filo di metallo refrattario, chiamato riscaldatore, e una o più termocoppie saldate al suo centro. Un tale convertitore termico è chiamato contatto (Fig. 4.2.a). Quando la corrente misurata passa attraverso il riscaldatore, l'area di contatto viene riscaldata e le termocoppie vengono riscaldate alla temperatura tº1 e lo strato freddo b rimane alla temperatura ambiente tº0. Di conseguenza, nella termocoppia appare termoEMF Em, proporzionale alla differenza di temperatura nel punto di contatto con il riscaldatore e le estremità esterne della termocoppia. L'indicatore è collegato a queste estremità della termocoppia e una corrente lo attraversa, proporzionale al quadrato del valore quadratico medio della corrente misurata:

Ii =Et/(Rt +Rn), (4.7)

dove Rt, Rn sono le resistenze della termocoppia e dell'indicatore, vale a dire , la scala del dispositivo termoelettrico è vicina al quadratico.

La Figura 4.2.b mostra uno schema di un convertitore termoelettrico senza contatto. Nel convertitore di contatti è presente un collegamento galvanico tra il riscaldatore e la termocoppia, cioè tra i circuiti di ingresso e di uscita, che non è sempre accettabile. In un trasduttore senza contatto, il trasduttore è separato dalla termocoppia tramite vetro o ceramica oppure da un traferro.

Figura 4.2.- Convertitore termoelettrico

Gli strumenti di misura termoelettrici si sono diffusi principalmente per misurare le correnti. Praticamente non vengono utilizzati come voltmetri, poiché la loro resistenza di ingresso è bassa. I vantaggi dei dispositivi del sistema termoelettrico includono un'elevata sensibilità alla corrente misurata, un ampio intervallo di frequenze e la capacità di misurare valori quadratici medi di correnti di forma arbitraria. Lo svantaggio dei dispositivi termoelettrici è l'irregolarità della scala, la dipendenza delle letture dalla temperatura ambiente e la grande inerzia delle trasformazioni termiche. I dispositivi termoelettrici sono molto sensibili ai sovraccarichi. A seconda dello scopo, hanno diversi limiti di misurazione *(da 1 mA a 50 A), classi di precisione (da 0,1 a 2,5) e range privato (da 45 Hz a centinaia di megahertz). Gli amperometri termici sono contrassegnati dalla lettera "T" e dal numero di modello: T20, T29...

I dispositivi raddrizzatori (amperometri) vengono utilizzati per misurare la corrente e la tensione nella gamma di frequenze dalle frequenze audio alle frequenze alte e ultraalte. Il principio di funzionamento di tali dispositivi è quello di raddrizzare la corrente alternata utilizzando diodi a semiconduttore (Fig. 4.3). La componente continua della corrente raddrizzata viene misurata da un dispositivo del sistema magnetoelettrico (microamperometro, milliamperometro). Il circuito del dispositivo utilizza raddrizzatori a semionda e onda intera. Nei circuiti a semionda (Fig. 4.3.a). La corrente i attraverso un dispositivo magnetoelettrico collegato in serie al diodo D1 viene fatta passare solo durante il semiciclo positivo. Durante il semiciclo negativo, in cui la resistenza del diodo D1 è elevata, la corrente scorre attraverso il diodo D2, collegato in parallelo al dispositivo. Per equalizzare la resistenza dei rami paralleli, in serie al secondo diodo è collegato un resistore R, la cui resistenza è uguale al circuito di misura del dispositivo. La parte mobile del dispositivo magnetoelettrico ha inerzia meccanica e a frequenze superiori a 10...20 Hz non ha il tempo di monitorare

Figura 4.3 Dispositivi raddrizzatori

Valori di coppia istantanei, che reagiscono solo al valore di coppia medio. Per un raddrizzatore a semionda della corrente misurata di forma sinusoidale:

e le letture dello strumento

α = Si* Iav (4,9)

dove Si è la sensibilità attuale del dispositivo magnetoelettrico;

In due circuiti raddrizzatori a semionda (Fig. 4.3.b), la corrente che scorre attraverso il dispositivo raddoppia rispetto alla corrente che scorre nel circuito (Fig. 4.3 a).

Per corrente sinusoidale

Iav.v = 0,636 *Im(4,10)

I dispositivi raddrizzatori sono ampiamente utilizzati come contatori combinati di corrente continua e alternata e tensione delle classi di potenza 1,5 e 2,5; con limiti di misura della corrente da 2 mA a 600 A; tensione da 0,3 a 600 V.

I vantaggi dei dispositivi raddrizzatori sono l'elevata sensibilità, il basso consumo energetico intrinseco e le misurazioni in un'ampia gamma di frequenze. La gamma di frequenza dei dispositivi raddrizzatori è determinata dalle capacità dei diodi utilizzati. L'uso di diodi puntiformi garantisce una variazione di correnti e tensioni alternate fino a frequenze dell'ordine di 10 4 ... 10 6 Hz. Le principali fonti di errori in questi dispositivi sono le variazioni dei parametri dei diodi nel tempo, l'influenza della temperatura ambiente, nonché la deviazione della forma della curva della corrente o della tensione misurata rispetto a quella su cui è stato calibrato il dispositivo.

Galvanometri.

Gli strumenti magnetoelettrici altamente sensibili per misurare correnti e tensioni molto piccole sono chiamati galvanometri. I galvanometri sono spesso utilizzati come indicatori di zero che rilevano l'assenza di corrente in un circuito. Per tali galvanometri, il segno zero si trova al centro della scala.

Poiché la sensibilità dei galvanometri è molto elevata, le loro caratteristiche di calibrazione sono instabili e dipendono da una combinazione di fattori esterni. Pertanto, quando escono dalla produzione, i galvanometri sensibili vengono calibrati in unità della grandezza fisica da misurare e non vengono loro assegnate classi di precisione. Le caratteristiche metrologiche dei galvanometri sono solitamente indicate dalla loro sensibilità alla corrente o alla tensione e dalla resistenza del telaio. La sensibilità dei galvanometri dipende dal metodo di applicazione (un telaio all'interno dello spazio di un magnete permanente. Esistono galvanometri con una parte mobile (telaio) su nuclei, su tiranti, su una sospensione. I galvanometri moderni consentono di misurare le correnti che vanno da 10 -5 ... 10 -12 A e tensioni fino a 10 -4 V.

i dispositivi elettromeccanici analogici del sistema magnetoelettrico sono tra i più precisi e sensibili. Poiché il telaio di tali dispositivi è avvolto con un filo sottile, ciò non consente il passaggio di correnti superiori a decine di milliampere. Il superamento dei valori specificati può danneggiare il filo del telaio o la molla elicoidale. Pertanto, si pone il compito di espandere i limiti di espansione dei limiti di misurazione degli amperometri e voltmetri magnetoelettrici.

L'estensione dei limiti di misurazione degli amperometri si ottiene collegando uno shunt parallelo al dispositivo (Fig. 4.4 La resistenza dello shunt Rsh deve essere inferiore alla resistenza del telaio del dispositivo Rp ed è selezionata in modo tale che quando si misura la parte principale del valore misurato). la corrente che passa attraverso lo shunt e la corrente che scorre attraverso il telaio del dispositivo non supera il valore consentito. Se è necessario avere un limite superiore di misurazione dell'amperometro I e un limite superiore di misurazione senza shunt Ia, la resistenza dello shunt

Rsh = Rð/ n-1 (4.11)

dove n = I/Ià

Figura 4.4 Estensione dei range dell'amperometro

Gli amperometri per misurare correnti relativamente piccole (fino a diverse decine di ampere) sono dotati di shunt interni montati nel corpo del dispositivo. Per misurare correnti elevate (fino a diverse migliaia di ampere), vengono modificati gli shunt esterni.

Per espandere i limiti di misurazione del voltmetro, una resistenza aggiuntiva Rd è collegata in serie alla resistenza del telaio (Fig. 4.5), che limita

Figura 4.5 Estensione del voltmetro

caduta di tensione attraverso il telaio del dispositivo entro limiti accettabili. Se è necessario misurare la tensione Uv, dovrebbe essere il valore della resistenza aggiuntiva

Rd = Rð *(n- 1) (4.12)

Ulteriori resistenze sono interne, integrate nel corpo del voltmetro (per tensioni fino a 600 V) o esterne (per tensioni 600...1500 V). Le resistenze aggiuntive esterne sono prodotte per determinate correnti nominali (da 0,5 a 30 mA) e hanno classi di precisione da 0,02 a 1. Gli shunt e le resistenze aggiuntive sono realizzati con materiali ad alta resistività, con un coefficiente di temperatura vicino allo zero.

Quasi ognuno di noi, prima o poi, si è trovato (o dovrà ancora) affrontare il compito di misurare la tensione elettrica.

Potresti averne bisogno in una delle infinite situazioni quotidiane, e sarebbe bene sapere in anticipo come e con quali aiuti ciò può essere fatto.

Per misurare la tensione è necessario un solo dispositivo chiamato "multimetro" e una fonte di elettricità. Misurare la tensione di una batteria scarica, dell'alimentatore di un laptop o dei cavi esposti in un appartamento sono alcune delle applicazioni più comuni.

In questo articolo vedremo un esempio come misurare la tensione elettrica energia utilizzando un multimetro domestico.

A titolo di esempio del perché tutti hanno bisogno di saperlo, possiamo citare diverse situazioni quotidiane: misurando la tensione di una batteria, si può capire quanto sia “sana”, o magari è già da buttare; la lampada nel lampadario non si accende, anche se la lampadina è nuova: vale la pena controllarla, potrebbe esserci un problema nel cablaggio; In caso di interruzione della corrente elettrica è bene verificare sul pannello all'ingresso se è stata effettivamente interrotta la corrente elettrica a tutto l'appartamento. In generale, ci sono molte applicazioni.

Ci siamo occupati dei compiti, ora vale la pena parlare di ciò che ti servirà per le misurazioni. Nel 99% delle situazioni quotidiane, avrai bisogno solo di una fonte di alimentazione CA o CC e "multimetro" è un dispositivo che misura la tensione, chiamato anche "tester" e altri indicatori elettrici, e in particolare una delle sue funzioni - voltmetro. Per le misurazioni domestiche, è adatto il modello più semplice, che può essere trovato nel negozio al prezzo di 200 rubli.

E solo un po' della corrente. Viene misurata la tensione della corrente elettrica volt (V). La corrente stessa può esserlo costante (DCV) O variabile (ACV). Nelle prese e nel cablaggio domestico la corrente è sempre alternata, ma in tutto ciò che ha “+” e “-” (batterie, accumulatori, ecc.) è costante. Prima di tutto, determina quale corrente misurerai e seleziona la posizione appropriata dell'interruttore sul multimetro: DCV - corrente continua, ACV - corrente alternata.

I valori digitali sul multimetro sono i valori massimi misurati. Se non sai nemmeno approssimativamente quale tensione devi misurare, inizia impostandola sul valore più alto.

Vale la pena considerare che molti multimetri moderni sono in grado di determinare da soli quale corrente viene loro fornita: diretta o alternata. Se il tuo multimetro è uno di questi, al posto delle posizioni degli interruttori DCV e ACV avrai una posizione: V. In questo caso, impostala semplicemente.

Come collegare i fili del multimetro

Dopo un acquisto, molti principianti spesso hanno una domanda: dove inserire i fili (per la precisione si chiamano sonde) multimetro e come farlo correttamente.

La maggior parte dei multimetri ha connettori a tre fili e due fili: nero e rosso. Nero il filo va inserito nella presa contrassegnata COM, rosso nella fessura in cui i simboli contengono la designazione V.

La terza presa serve per misurare correnti elevate e non ne abbiamo bisogno per misurare la tensione; in generale, se necessario, vi si collega il filo rosso e quello nero rimane sempre in una presa.

Come misurare la tensione in una presa

Uno dei compiti più comuni è misurazione della tensione nella presa o nel cablaggio dell'appartamento. Questo è molto facile da fare con un multimetro. Come abbiamo scritto sopra, la corrente alternata scorre nelle prese, quindi per misurarla è necessario impostare l'interruttore del multimetro sulla zona ACV.

Sappiamo che la tensione dovrebbe essere di circa 220 volt, quindi se hai un multimetro come nell'esempio della foto sopra, imposta l'interruttore sul segno valore maggiore del previsto, in questo caso su 750 nella gamma ACV.

Dopo aver configurato il dispositivo, è il momento di inserire le dita della sonda nella presa. Non fa differenza quale filo viene inserito in quale foro della presa. In generale, non c'è nulla di cui aver paura qui, l'importante è aggrapparsi alla parte isolata delle sonde e non toccare la loro parte metallica (anche se questo è abbastanza difficile da fare anche con un forte desiderio), e inoltre non per permettere che si tocchino tra loro mentre sono inseriti nella presa, altrimenti si può provocare un cortocircuito.

Se hai fatto tutto correttamente, lo schermo del tuo multimetro mostrerà la tensione attuale nella presa e nel cablaggio interno.

Nel nostro caso, si tratta di 235,8 volt, entro limiti normali. Non vedrai mai esattamente 220 V sullo schermo, quindi un errore di +-20 è normale.

Come misurare la batteria o la tensione della batteria

Tutti i tipi di batterie e vari accumulatori, in generale, tutto ciò in cui vedi “+” e “-” sono tutte fonti di corrente elettrica continua. Misurare la tensione continua non è più difficile della tensione alternata.

Per fare ciò, prendi, ad esempio, la batteria AA più ordinaria. Collegare rosso filo del multimetro con "+" - il terzo contatto della batteria, e nero Con "-" - Voi. Se li colleghi al contrario, non accadrà nulla di brutto, le letture verranno semplicemente visualizzate sullo schermo del multimetro con un segno meno, qualcosa del genere.

Di solito la tensione delle batterie è bassa, quindi non devi aver paura di premere le sonde con le dita. Fino a 20 volt molto probabilmente non sentirai nulla. Nel caso di una batteria AAA, la sua tensione massima è di 1,5 volt, il che non è affatto pericoloso per l'uomo.

Come possiamo vedere dalle letture del multimetro, la tensione nella nostra batteria è di 1.351 volt, il che significa che la batteria è ancora completamente carica e può essere utilizzata.

Allo stesso modo, puoi controllare qualsiasi altra batteria e misurarne la tensione e, come ora sai, non c'è nulla di complicato in questo.