Woltomierz

Z Wikipedii

Woltomierz jest to przyrząd pomiarowy za pomocą którego mierzy się napięcie elektryczne (jednostka napięcia wolt).

Jest włączany równolegle do obwodu elektrycznego. Idealny woltomierz posiada nieskończenie dużą rezystancję wewnętrzną. W związku z tym oczekuje się pomijalnie małego upływu prądu przez cewkę pomiarową.

Obwody, w których dokonujemy pomiaru napięcia mogą mieć różną konfigurację i parametry, które pod wpływem włączenia woltomierza do obwodu ulec mogą zmianie, obarczając wynik pomiaru pewnym błędem - gdyż woltomierz zasilanie (moc) czerpie najczęściej z układu. Zmiany te będną tym mniejsze im mniejsza będzie moc (tym samym natężenie) pobierana przez woltomierz:

Dlatego też idealny woltomierz obdarzony jed resyztancją R_v dążącą do nieskończoności (wtenczas prąd I_v pobierany z obwodu dąży do zera - tym samym jak wynika z powyższego równania pobierana z układu moc jest minimalna).

Pomimo wszystko nie możemy otrzymać wartości rezystancji dążącej do nieskończoności i każde wyniki pomiaru napięcia woltomierzem obdarzone są błędem metody. Poprawienie wyników jest konieczne gdy błąd metody jest nie mniejszy niż 0,1 wartości błędu granicznego woltomierza. Do oceny konieczności zastosowania poprawki stosuje się porównanie względnego błędu granicznego woltomierza ze względnym błędem systematycznym wyrażonym zależnością:

gdzie

Ro - rezystancja obwodu

Rv - rezystancja woltomierza

Woltomierze buduje się jako mierniki:

• magnetoelektryczne
• elektromagnetyczne
• elektrodynamiczne
• elektrostatyczne
• cyfrowe

Woltomierz magnetoelektryczny służy do pomiaru napięć stałych. Po zastosowaniu układu prostowniczego może mierzyć również napięcia przemienne. Zasada działania tego woltomierza polega na oddziaływaniu pola magnetycznego, wytworzonego przez prąd płynący przez cewkę, nawiniętą na część ruchomą miernika, na stałe pole magnetyczne w którym znajduje się cewka.

Woltomierz elektromagnetyczny służy do pomiaru napięć przemiennych. Ze względu na prostą budowę, a przez to niskie koszty produkcji, jest to najczęściej stosowany typ miernika, zwłaszcza w pomiarach technicznych. Działa na zasadzie oddziaływania pola elektromagnetycznego nieruchomej cewki na rdzeń ferromagnetyczny stanowiący ruchomą część ustroju pomiarowego.

Woltomierz elektrodynamiczny ma zastosowanie przy pomiarach napięć stałych i przemiennych. Ma bardziej złożoną budowę niż woltomierz magnetoelektryczny i elektromagnetyczny, przez co jest droższy i najrzadziej stosowany. Posiada dwie cewki, ruchomą i nieruchomą, które połączone są szeregowo. Moment pomiarowy powstaje na skutek wzajemnego oddziaływania dwóch cewek (stałej i ruchomej) przez które przepływa prąd.

Do rozszerzania zakresu pomiarowego woltomierzy magnetoelektrycznych, elektromagnetycznych i elektrodynamicznych stosuje się dodatkowe oporniki łączone szeregowo z ustrojem miernika, nazywane posobnikami. Często posobniki zabudowane są w jednej obudowie z ustrojem woltomierza, który posiada wyprowadzony przełącznik zakresów lub kilka zacisków o oznaczonych zakresach. Do pomiarów technicznych najczęściej stosuje się woltomierze o jednym zakresie pomiarowym z posobnikiem dobranym fabrycznie i wbudowanym w miernik. Posobniki stosuje się przy pomiarach napięcia stałego i przemiennego. Przy pomiarach napięć przemiennych, posobniki stosuje się do pomiaru napięć nie przekraczających 750 V (600 V). Przy pomiarach wyższych napięć przemiennych stosuje się przekładniki napięciowe.

Woltomierz elektrostatyczny stosuje się najczęściej jako miernik laboratoryjny do pomiaru wysokich napięć. Może on mierzyć napięcia o szerokim zakresie częstotliwości i nadaje się do pomiarów napięcia stałego i przemiennego. Jest mało wrażliwy na odkształcenia sinusoidy napięcia przemiennego. Zasada działania polega na wzajemnym oddziaływaniu ładunków elektrostatycznych zgromadzonych na elektrodach ustroju pomiarowego miernika.

[edytuj] Zobacz też

wolt, amperomierz, omomierz, watomierz, licznik energii elektrycznej, miernik uniwersalny.