1. Основная часть

1.1 Описание прибора:

Электронным вольтмет­ром называется прибор, показания которого вызываются током электронных приборов, т. е. энергией источника пи­тания вольтметра. Измеряемое напряжение управляет то­ком электронных приборов, благодаря чему входное сопро­тивление электронных вольтметров достигает весьма боль­ших значений и они допускают значительные перегрузки.

Электронные вольтметры делятся на аналоговые и дис­кретные. В аналоговых вольтметрах измеряемое напряже­ние преобразуется в пропорциональное значение постоян­ного тока, измеряемое магнитоэлектрическим микроампер­метром, шкала которого градуируется в единицах напряже­ния (вольты, милливольты, микровольты). В дискретных вольтметрах измеряемое напряжение подвергается ряду преобразований, в результате которых аналоговая измеряе­мая величина преобразуется в дискретный сигнал, значение которого отображается на индикаторном устройстве в виде светящихся цифр. Аналоговые и дискретные вольтметры ча­сто называют стрелочными и цифровыми соответственно.

По роду тока электронные вольтметры делятся на вольт­метры постоянного напряжения, переменного напряжения, универсальные и импульсные. Кроме того, имеются вольт­метры с частотно-избирательными свойствами — селектив­ные.

При разработке электронных вольтметров учитываются следующие основные технические требования: высокая чувствительность; широкие пределы измеряемого напряжения; широкий диапазон рабочих частот; большое входное сопро­тивление и малая входная емкость; малая погрешность; известная зависимость показаний от формы кривой измеря­емого напряжения. Перечисленные требования нельзя удов­летворить в одном приборе, поэтому выпускаются вольт­метры с разными структурными схемами.

В электронных вольтметрах конструктивно объединены электронный преобразователь и измерительный механизм. Электрон­ный преобразователь может быть ламповым или полупроводнико­вым. Измерительный механизм обычно магнитоэлектрический.

1.2 Устройство:

^{Рис. 1}

Конструктивно измерительный механизм может быть выполнен ли­бо с подвижным магнитом, либо с подвижной катушкой. На рис. 1 пока­зана конструкция прибора с подвижной катушкой.

Постоянный магнит 1, магнитопровод с полюсными наконечниками 2 и неподвижный сердечник 3 составляют магнитную систему механизма.

В зазоре между полюсными наконечниками и сердечником создается сильное равномер­ное радиальное магнитное поле, в котором находится подвижная прямоугольная катуш­ка 4, намотанная медным или алюминиевым проводом на алюминиевом каркасе (приме­няют и бескаркасные рамки). Катушка (рам­ка) может поворачиваться в зазоре на полу­осях 5 и 6. Спиральные пружины 7 и 8 созда­ют противодействующий момент и исполь­зуются для подачи измеряемого тока от выходных зажимов прибора в рамку (меха­нические и электрические соединения на ри­сунке не показаны). Рамка жестко соединена и со стрелкой 9. Для балансировки подвижной части имеются передвижные грузики 10. Проходя по проводникам обмотки рамки, ток взаимо­действует с магнитным потоком постоянного магнита, что вызывает по­явление механических сил F, создающих вращающий момент Мвр, стре­мящийся повернуть рамку.

Мвр = I*B*S*w

Где:

I – ток, протекающий по обмотке,

B – магнитная индукция в воздушном зазоре

S – площадь

w – число витков обмотки

Это уравнение является выражением вращающего мо­мента для всех электронный вольтметров. Противодействующий момент в приборах необходим для создания однозначного соответствия измеряемой величины определенному углу отклонения подвижной части. В случае, когда противодействующий момент создается спиральной пружиной, противодействующий момент будет

Мпр = Da

где D — удельный противодействующий момент, зависящий от геомет­рических размеров и материала пружины (растяжек).

1.3 Недостатки вольт­метров:

Недостатками вольт­метров являются трудность изменения предела измерений, из-за чего приборы выполняются, как правило, однопредельными, и низ­кая чувствительность (верхний предел измерений не менее десятков вольт), что определяет преимущественное их использование для измерения высоких напряжений. Необходимость питания от стабильных источников по­стоянного или переменного напряжения; необходимость в электри­ческой установке стрелки измерителя на нуль или калибровке вольтметра перед началом измерений; сравнительно большая по­грешность измерений (до 3—5%). Шкалу любого электронного вольтметра градуируют в среднеквадратических (действующих) значениях напряжения синусоидальной формы. Исключение составляют импульсные вольтметры, шкалу которых градуируют в амплитудных значениях.

1.4 Преимущества

Электронные вольтметры обладают высокой чувствительностью, высоким входным сопротивлением, широким диапазоном измеряемых напряжений, могут работать в широком диапазоне частот.

1.5 Устранение неполадок:

Вольтметр - это электроизмерительный прибор, который предназначен для измерения напряжения в цепях постоянного и переменного тока. Иногда, при неправильной эксплуатации он выходит из строя и, поэтому зачастую приходится его ремонтировать.

Для начала, при наличии неисправности, вольтметр нужно вскрыть. Для этого нужно взять ножик, и очистить его боковые стороны от клея или других склеивающих материалов. Далее нужно определить его неисправность. Прибор может быть неисправен только по следующим причинам: отсутствие баланса, погрешность измерений, затирание, невозвращение стрелки на нуль. Для настройки баланса нужно взять паяльник и равномерно наложить припой на усики стрелки, чтобы стрелка в любом положении находилась на нуле. Это бывает достаточно проблематично, тем более тогда, когда у Вольтметра высокая чувствительность.

Для устранения погрешности измерения необходимо подобрать резистор, при котором показания прибора точно входят в класс точности. Сделать можно это с помощью специального магазина сопротивлений. Затирание - это состояние, при котором стрелка застревает во время движения вдоль шкалы. В этом случае необходимо почистить кольцо и магнит прибора так, чтобы нигде вокруг него не осталось ни одной пылинки.

И при устранении невозвращения стрелки на ноль Вам необходимо выровнять рамку или заменить подпятник. Бывает, что нужно сделать и то и другое одновременно. Других неполадок в нём практически не бывает, не считая конечно того, что может где-то быть обрыв цепи, но такая неполадка устраняется также, как и у всех других электронных приборов.