Per misurare la tensione vengono utilizzati voltmetri, millivoltmetri e microvoltmetri di vari sistemi. Questi dispositivi sono collegati in parallelo al carico, quindi la loro resistenza dovrebbe essere la più alta possibile (circa due ordini di grandezza maggiore della resistenza di qualsiasi elemento del circuito).

Figura 6 Figura 7

Per espandere i limiti di misura del voltmetro (in k volte) nei circuiti CC con tensioni fino a 500 V, vengono solitamente utilizzate resistenze aggiuntive R D , collegato in serie con un voltmetro.

Dalla relazione
definiamo
,

Dove U max è il valore di tensione più alto che può essere misurato da un voltmetro con resistenza aggiuntiva;

U int - il valore limite (nominale) della scala del voltmetro in assenza di Rd.

Il valore della tensione effettivamente misurata U è determinato dalla relazione:

;
,

dove sei? - lettura del voltmetro.

Nei circuiti a corrente alternata, i trasformatori di tensione vengono utilizzati per modificare i limiti di misurazione del voltmetro.

Misurazione della potenza. Misura della potenza nei circuiti di corrente continua e monofase

La potenza nei circuiti CC consumata da questa sezione del circuito elettrico è pari a:

e può essere misurato con un amperometro e un voltmetro.

Oltre all'inconveniente della lettura simultanea di due strumenti, la misurazione della potenza con questo metodo viene eseguita con inevitabili errori. È più conveniente misurare la potenza nei circuiti CC con un wattmetro.

È impossibile misurare la potenza attiva in un circuito di corrente alternata con un amperometro e un voltmetro, perché la potenza di un tale circuito dipende anche dal cosφ:

Pertanto, nei circuiti CA, la potenza attiva viene misurata solo con un wattmetro.

Figura 8

L'avvolgimento fisso 1-1 (corrente) è collegato in serie e l'avvolgimento mobile 2-2 (avvolgimento di tensione) è collegato in parallelo al carico.

Per accendere correttamente il wattmetro, uno dei terminali dell'avvolgimento di corrente e uno dei terminali dell'avvolgimento di tensione sono contrassegnati con un asterisco (*). Questi terminali, detti terminali del generatore, devono essere accesi dal lato alimentazione abbinandoli tra loro. In questo caso, il wattmetro mostrerà la potenza proveniente dalla rete (generatore) al ricevitore di energia elettrica.

Misura della potenza attiva nei circuiti di corrente trifase

Quando si misura la potenza della corrente trifase, vengono utilizzati vari circuiti per il collegamento dei wattmetri a seconda di:

sistemi di cablaggio (a tre o quattro fili);

carico (uniforme o irregolare);

schemi di collegamento del carico (stella o triangolo).

a) misurazione della potenza sotto carico simmetrico; sistema di cablaggio a tre o quattro fili:

Figura 9 Figura 10

In questo caso, la potenza dell'intero circuito può essere misurata con un wattmetro (Figure 9,10), che mostrerà la potenza di una fase P=3P f =3U f I f cosφ

b) con un carico asimmetrico, la potenza di un consumatore trifase può essere misurata con tre wattmetri:

Figura 11

La potenza totale del consumatore è pari a:

c) misurazione della potenza con il metodo dei due wattmetri:

Figura 12

Viene utilizzato nei sistemi di corrente trifase a 3 fili con carichi simmetrici e asimmetrici e qualsiasi metodo di collegamento dei consumatori. In questo caso, gli avvolgimenti di corrente dei wattmetri sono collegati alle fasi A e B (ad esempio), e gli avvolgimenti paralleli alle tensioni lineari U AC e U BC (o A e C  U AB e U CA), (Fig. 12).

Potenza totale P=P 1 +P 2.

Per misurare la tensione alternata vengono utilizzati dispositivi elettromeccanici analogici (elettromagnetici, elettrodinamici, raramente induttivi), dispositivi elettronici analogici (compresi i sistemi raddrizzatori) e strumenti di misura digitali. Per le misurazioni possono essere utilizzati anche compensatori, oscilloscopi, registratori e strumenti virtuali.

Quando si misura la tensione alternata, è necessario distinguere tra valori istantanei, di ampiezza, medi ed effettivi della tensione desiderata.

La tensione alternata sinusoidale può essere rappresentata sotto forma delle seguenti relazioni:

Dove u(t)- valore della tensione istantanea, V; Uhm... valore della tensione di ampiezza, V; (U - valore medio della tensione, V T - periodo

(T= 1//) la tensione sinusoidale desiderata, s; U- valore di tensione efficace, V.

Il valore istantaneo della corrente alternata può essere visualizzato su un oscilloscopio elettronico o utilizzando un registratore analogico (registratore grafico).

I valori medi, di ampiezza e efficaci delle tensioni alternate vengono misurati mediante puntatori o dispositivi digitali per la valutazione diretta o compensatori di tensione alternata. Gli strumenti per misurare i valori medi e di ampiezza sono usati relativamente raramente. La maggior parte dei dispositivi sono calibrati su valori di tensione effettivi. Per questi motivi, i valori quantitativi delle tensioni riportati nel libro di testo sono, di regola, espressi in valori efficaci (vedi espressione (23.25)).

Quando si misurano quantità variabili, la forma delle tensioni desiderate è di grande importanza, che può essere sinusoidale, rettangolare, triangolare, ecc. I passaporti per i dispositivi indicano sempre per quali tensioni il dispositivo è progettato per misurare (ad esempio, per misurare sinusoidali o rettangolari tensioni). In questo caso viene sempre indicato quale parametro della tensione AC si sta misurando (valore di ampiezza, valore medio o valore efficace della tensione misurata). Come già notato, per la maggior parte la calibrazione dei dispositivi viene utilizzata nei valori effettivi delle tensioni alternate desiderate. Per questo motivo, tutte le tensioni variabili considerate di seguito sono fornite in valori effettivi.

Per espandere i limiti di misurazione dei voltmetri a tensione alternata, vengono utilizzate resistenze aggiuntive, trasformatori di strumenti e capacità aggiuntive (con dispositivi di sistema elettrostatici).

L'uso di resistenze aggiuntive per espandere i limiti di misurazione è già stato discusso nella sottosezione 23.2 in relazione ai voltmetri CC e pertanto non è considerato in questa sottosezione. Non vengono considerati anche i trasformatori di misura della tensione e della corrente. Le informazioni sui trasformatori sono fornite in letteratura.

Con una considerazione più dettagliata dell'uso di capacità aggiuntive, è possibile utilizzare una capacità aggiuntiva per espandere i limiti di misurazione dell'elettrostatistica dei voltmetri (Fig. 23.3, UN) oppure è possibile utilizzare due contenitori aggiuntivi (Fig. 23.3, B).

Per un circuito con una capacità aggiuntiva (Fig. 23.3, UN) tensione misurata U distribuito tra la capacità del voltmetro Ci e la capacità aggiuntiva C è inversamente proporzionale ai valori S Y e S

Considerando che U c = U-Uy, può essere scritto

Riso. 23.3. Schema per espandere i limiti di misurazione elettrostatica

voltmetri:

UN- circuito con una capacità aggiuntiva; B- circuito con due contenitori aggiuntivi; U- tensione alternata misurata (valore efficace); C, C, C 2 - contenitori aggiuntivi; CV- capacità del voltmetro elettrostatico utilizzato V; U c- caduta di tensione sulla capacità aggiuntiva C; Uv- lettura del voltmetro elettrostatico

Risolvere l'equazione (23.27) per tu, noi abbiamo:

Dall'espressione (23.28) ne consegue che maggiore è la tensione misurata U Rispetto alla tensione massima consentita per un dato meccanismo elettrostatico, minore dovrebbe essere la capacità CON rispetto alla capacità Con te.

Va notato che la formula (23.28) è valida solo con isolamento ideale dei condensatori che compongono i condensatori CON E CV . Se il dielettrico che isola le piastre del condensatore l'una dall'altra presenta perdite, si verificano ulteriori errori. Inoltre, la capacità del voltmetro Ci dipende dalla tensione misurata tu, dal da U Dipende dalle letture del voltmetro e, di conseguenza, dalle posizioni relative delle piastre mobili e fisse che formano il meccanismo di misurazione elettrostatica. Quest'ultima circostanza porta alla comparsa di un altro errore aggiuntivo.

I migliori risultati si ottengono se, invece di una capacità aggiuntiva, vengono utilizzati due condensatori aggiuntivi C (e C 2), formando un partitore di tensione (vedi Fig. 23.3, B).

Per un circuito con due condensatori aggiuntivi vale la seguente relazione:

Dove Tu un - caduta di tensione sul condensatore Ci

Considerando che può essere scritto

Risolvere l'equazione (23.30) per tu, noi abbiamo:

Dall'espressione (23.31) possiamo concludere che se la capacità del condensatore C 2 a cui è collegato il voltmetro supera significativamente la capacità del voltmetro stesso, allora la distribuzione della tensione è praticamente indipendente dalla lettura del voltmetro. Inoltre, in C 2 " Ci variazione della resistenza di isolamento dei condensatori C e C 2 e frequenza

Tabella 23.3

Limiti ed errori di misura delle tensioni alternate

anche la tensione misurata ha scarso effetto sulle letture dello strumento. Cioè, quando si utilizzano due contenitori aggiuntivi, gli errori aggiuntivi nei risultati della misurazione vengono significativamente ridotti.

I limiti per la misurazione della tensione alternata con dispositivi di diverso tipo e gli errori più piccoli di questi dispositivi sono riportati nella tabella. 23.3.

A titolo di esempio, l'Appendice 5 (Tabella A.5.1) mostra le caratteristiche tecniche dei voltmetri universali che consentono di misurare, tra le altre cose, tensioni alternate.

In conclusione è opportuno tenere presente quanto segue.

Gli errori nella misura delle correnti (dirette e alternate) con dispositivi dello stesso tipo e a parità di condizioni sono sempre maggiori degli errori nella misura delle tensioni (sia dirette che alternate). Gli errori nella misurazione di correnti e tensioni alternate con dispositivi dello stesso tipo e a parità di condizioni sono sempre maggiori degli errori nella misurazione di correnti e tensioni continue.

Informazioni più dettagliate sulle questioni sollevate possono essere ottenute da.

Informazioni generali. La necessità di misurare la tensione nella pratica si presenta molto spesso. Nei circuiti e dispositivi elettrici e radio, viene spesso misurata la tensione della corrente continua e alternata (sinusoidale e pulsata).

Tensione CC (Fig. 3.5, UN) è espresso come . Le fonti di tale tensione sono generatori CC e fonti di energia chimica.

Riso. 3.5. Diagrammi temporali della tensione: corrente continua (a), alternata sinusoidale (b) e alternata impulsiva (c).

Tensione di corrente sinusoidale CA (Fig. 3.5, B) è espresso e caratterizzato da valori quadratici medi e ampiezza:

Le fonti di tale tensione sono i generatori a bassa e alta frequenza e la rete elettrica.

Tensione della corrente impulsiva CA (Fig. 3.5 V) è caratterizzato da valori di ampiezza e di tensione media (componente costante). La fonte di tale tensione sono generatori di impulsi con segnali di diverse forme.

L'unità di misura base della tensione è il volt (V).

Nella pratica delle misurazioni elettriche, le unità sottomultiple e multiple sono ampiamente utilizzate:

Kilovolt (1 kV - V);

Millivolt (1mV - V);

Microvolt (1 µV - V).

Le designazioni internazionali delle unità di tensione sono riportate nell'Appendice 1.

Nella classificazione del catalogo, i voltmetri elettronici sono designati come segue: B1 - esemplare, B2 - corrente continua, VZ - corrente sinusoidale alternata, B4 - corrente pulsata alternata, B5 - sensibile alla fase, B6 - selettivo, B7 - universale.

Sulle scale degli indicatori analogici e sui pannelli frontali (sui finecorsa) dei voltmetri elettronici ed elettromeccanici nazionali ed esteri vengono utilizzate le seguenti designazioni: V - voltmetri, kV - kilovoltmetri, mV - millivoltmetri, V - microvoltmetri.

Misura della tensione continua. Per misurare la tensione CC vengono utilizzati voltmetri e multimetri elettromeccanici, voltmetri elettronici analogici e digitali e oscilloscopi elettronici.

Voltmetri elettromeccanici La valutazione diretta del valore misurato costituisce una vasta classe di dispositivi di tipo analogico e presenta i seguenti vantaggi:

Capacità di lavorare senza collegarsi a una fonte di alimentazione;

Ingombri ridotti;

Prezzo più basso (rispetto a quelli elettronici);

Semplicità del design e facilità d'uso.

Molto spesso, quando si eseguono misurazioni elettriche in circuiti ad alta corrente, vengono utilizzati voltmetri basati su sistemi elettromagnetici ed elettrodinamici e in circuiti a bassa corrente viene utilizzato un sistema magnetoelettrico. Poiché tutti i sistemi di cui sopra sono essi stessi misuratori di corrente (amperometri), per creare voltmetri basati su di essi è necessario aumentare la resistenza interna del dispositivo, ad es. collegare un resistore aggiuntivo in serie al meccanismo di misurazione (Fig. 3.6, UN).

Il voltmetro è collegato al circuito in prova in parallelo (Fig. 3.6, B), e la sua impedenza di ingresso deve essere sufficientemente grande.

Per espandere il campo di misurazione del voltmetro, viene utilizzato anche un resistore aggiuntivo, collegato in serie al dispositivo (Fig. 3.6, V).

Il valore della resistenza del resistore aggiuntivo è determinato dalla formula:

Riso. 3.6. Schema per la creazione di un voltmetro basato su un amperometro ( UN), collegando il voltmetro al carico ( 6 ), collegando un resistore aggiuntivo ad un voltmetro ( V)

Dove è un numero che mostra quante volte si espande il limite di misurazione del voltmetro:

dov'è il limite di misurazione originale;

— nuovo limite di misurazione.

Ulteriori resistori posti all'interno del corpo del dispositivo sono detti interni, mentre quelli collegati al dispositivo dall'esterno sono detti esterni. I voltmetri possono essere multigamma. Esiste una relazione diretta tra il limite di misurazione e la resistenza interna di un voltmetro multilimite: maggiore è il limite di misurazione, maggiore è la resistenza del voltmetro.

I voltmetri elettromeccanici presentano i seguenti svantaggi:

Campo di misurazione della tensione limitato (anche nei voltmetri multigamma);

Bassa resistenza di ingresso, quindi, grande consumo di energia interna dal circuito in studio.

Questi svantaggi dei voltmetri elettromeccanici determinano l'uso preferito dei voltmetri elettronici per misurare la tensione nell'elettronica.

Voltmetri DC elettronici analogici costruito secondo lo schema riportato in Fig. 3.7. Il dispositivo di ingresso è costituito da un inseguitore di emettitore (per aumentare la resistenza di ingresso) e un attenuatore, un partitore di tensione.

I vantaggi dei voltmetri elettronici analogici rispetto a quelli analogici sono evidenti:

Riso. 3.7. Schema a blocchi di un voltmetro DC elettronico analogico

Ampio intervallo di misurazione della tensione;

Grande resistenza di ingresso, quindi, basso consumo di energia intrinseca dal circuito in studio;

Elevata sensibilità dovuta alla presenza di un amplificatore all'ingresso del dispositivo;

Impossibilità di sovraccarichi.

Tuttavia, i voltmetri analogici elettronici presentano una serie di svantaggi:

Disponibilità di fonti di energia, per lo più stabilizzate;

L'errore relativo ridotto è maggiore di quello dei voltmetri elettromeccanici (2,5-6%);

Peso e dimensioni grandi, prezzo più alto.

Attualmente, i voltmetri DC elettronici analogici non sono ampiamente utilizzati, poiché i loro parametri sono notevolmente inferiori ai voltmetri digitali.

Misurazione della tensione CA.

Per misurare la tensione CA vengono utilizzati voltmetri e multimetri elettromeccanici, voltmetri elettronici analogici e digitali e oscilloscopi elettronici.

Consideriamo voltmetri elettromeccanici economici e abbastanza precisi. È consigliabile farlo nelle gamme di frequenza.

Alle frequenze industriali di 50, 100, 400 e 1000 Hz, sono ampiamente utilizzati voltmetri di sistemi elettromagnetici, elettrodinamici, ferrodinamici, raddrizzatori, elettrostatici e termoelettrici.

A basse frequenze (fino a 15-20 kHz), vengono utilizzati voltmetri di raddrizzatore, sistemi elettrostatici e termoelettrici.

Ad alte frequenze (fino a poche decine di megahertz) vengono utilizzati dispositivi di sistemi elettrostatici e termoelettrici.

Per le misurazioni elettriche, gli strumenti universali - multimetri - sono ampiamente utilizzati.

Multimetri(tester, ampere-volt-ohmmetri, dispositivi combinati) consentono di misurare molti parametri: intensità della corrente continua e alternata, tensione della corrente continua e alternata, resistenza del resistore, capacità del condensatore (non tutti i dispositivi), alcuni parametri statici dei transistor a bassa potenza (, , E ).

I multimetri sono disponibili con lettura analogica e digitale.

L'uso diffuso dei multimetri è spiegato dai seguenti vantaggi:

Multifunzionalità, cioè Possibilità di utilizzo come amperometri, voltmetri, ohmmetri, faradometri, misuratori di parametri di transistor a bassa potenza:

Ampia gamma di parametri misurati grazie alla presenza di più limiti di misura per ciascun parametro;

Possibilità di utilizzo come dispositivi portatili, non essendo presente l'alimentazione di rete;

Peso e dimensioni ridotte;

Versatilità (capacità di misurare correnti e tensioni alternate e continue),

I multimetri presentano anche una serie di svantaggi:

Gamma di applicabilità di frequenza ristretta;

Elevato consumo di energia propria dal 1° circuito in studio;

Errore ampio e ridotto per multimetri analogici (1,5, 2,5 e 4) e digitali;

Incoerenza della resistenza interna a diversi limiti 4 delle misurazioni di corrente e tensione.

Secondo la classificazione del catalogo nazionale, i multimetri sono designati Ts43 e poi il numero del modello, ad esempio Ts4352.

Per determinare la resistenza interna di un multimetro analogico al limite di misurazione incluso, è possibile indicare la resistenza specifica nel passaporto del dispositivo 1. Ad esempio nel passaporto del tester Ts4341 la resistività = 16,7 kOhm/V, i limiti di misura per la tensione continua sono 1,5 - 3 - 6 - 15 V.

In questo caso, la resistenza del multimetro al limite di 6 V CC è determinata dalla formula:

Il passaporto del dispositivo può contenere le informazioni necessarie per calcolare la resistenza secondo la legge di Ohm.

Se il tester viene utilizzato come voltmetro, la sua resistenza di ingresso è determinata dalla formula:

dov'è il limite di misurazione selezionato;

Il valore corrente nel limite selezionato (indicato sul pannello posteriore del dispositivo o nel suo passaporto).

Se il tester viene utilizzato come amperometro, la sua resistenza di ingresso è determinata dalla formula:

Dov'è il limite di misurazione selezionato;

— valore di tensione riportato sul pannello posteriore del dispositivo o nella sua scheda tecnica.

Ad esempio, il passaporto del tester Ts4341 mostra una caduta di tensione sul dispositivo pari a 0,3 V nell'intervallo 0,06 - 0,6 - 6 - 60 - 600 mA CC e una caduta di tensione di 1,3 V nell'intervallo: 0,3 - 3 - 30 - 300 mA CA. L'impedenza di ingresso del multimetro sarà nel limite di 3 mA CA

Voltmetri AC elettronici analogici sono costruiti secondo uno degli schemi a blocchi (Fig. 3.8), che differiscono nella sequenza di disposizione dei blocchi principali: l'amplificatore e il convertitore (rivelatore) della tensione di corrente alternata in tensione di corrente continua. Le proprietà di questi voltmetri dipendono in gran parte dal circuito scelto.

Riso. 3.8. Schemi a blocchi di voltmetri analogici elettronici di corrente alternata di tipo U-D ( UN) e digitare D-U (B)

I voltmetri del primo gruppo - il tipo amplificatore-rivelatore (A-D) - hanno un'elevata sensibilità, associata alla presenza di un amplificatore aggiuntivo. Pertanto, tutti i micro e millivoltmetri sono costruiti secondo il circuito V-D. Tuttavia, la gamma di frequenza di tali voltmetri non è ampia (fino a diversi megahertz), poiché la creazione di un amplificatore CA a banda larga è associata ad alcune difficoltà. I voltmetri del tipo U-D sono classificati come non universali (sottogruppo VZ), vale a dire può misurare solo la tensione CA.

I voltmetri del secondo gruppo - il tipo rilevatore-amplificatore (D-A) - hanno un'ampia gamma di frequenze (fino a diversi gigahertz) e una bassa sensibilità. I voltmetri di questo tipo sono universali (sottogruppo B7), ad es. misurare la tensione non solo della corrente alternata, ma anche della corrente continua; può misurare la tensione a un livello significativo, poiché non è difficile fornire un guadagno elevato utilizzando i CNT.

In entrambi i tipi di voltmetri, una funzione importante è svolta dai convertitori di tensione CA in tensione CC - rilevatori che, in base alla funzione di convertire la tensione di ingresso in tensione di uscita, possono essere classificati in tre tipi: ampiezza, valore efficace e valori efficaci raddrizzati .

Le proprietà del dispositivo dipendono in gran parte dal tipo di rilevatore. I voltmetri con rilevatore del valore di ampiezza sono quelli a frequenza più alta; i voltmetri con rilevatore di valore efficace consentono di misurare la tensione CA di qualsiasi forma; i voltmetri con rilevatore di valore medio raddrizzato sono adatti per misurare la tensione del solo segnale armonico e sono i più semplici, affidabili ed economici.

Rilevatore del valore di ampiezzaè un dispositivo la cui tensione di uscita corrisponde al valore di ampiezza del segnale misurato, che è garantito immagazzinando la tensione sul condensatore.

Affinché il circuito di carico reale di qualsiasi rilevatore possa filtrare efficacemente il segnale utile e sopprimere le armoniche indesiderate ad alta frequenza, deve essere soddisfatta la seguente condizione:

Oppure , (3.12)

dov'è la capacità del filtro di uscita;

— resistenza di carico del rilevatore.

La seconda condizione per un buon funzionamento del rilevatore:

La Figura 3.9 mostra lo schema a blocchi e i diagrammi temporali della tensione di uscita del rilevatore del valore di ampiezza con un diodo collegato in parallelo e l'ingresso chiuso. Un rilevatore con ingresso chiuso ha un condensatore collegato in serie, che non lascia passare la componente continua. Consideriamo il funzionamento di un tale rilevatore quando al suo ingresso viene applicata una tensione sinusoidale.

Riso. 3.9. Schema a blocchi di un rilevatore di valore di ampiezza con collegamento in parallelo di un diodo e un ingresso chiuso (UN) e diagrammi temporali della tensione (B) Quando arriva una semionda positiva di un'onda sinusoidale, il condensatore CON viene caricato tramite un diodo VD, che ha una bassa resistenza quando è aperto.

La costante di tempo di carica del condensatore è piccola e il condensatore si carica rapidamente fino al suo valore massimo . Quando la polarità del segnale di ingresso cambia, il diodo si chiude e il condensatore si scarica lentamente attraverso la resistenza di carico, che è selezionata grande - 50-100 MOhm.

Pertanto la costante di scarica risulta essere significativamente maggiore del periodo del segnale sinusoidale. Di conseguenza, il condensatore rimane carico a una tensione prossima a .

La variazione di tensione attraverso il resistore di carico è determinata dalla differenza tra le ampiezze della tensione di ingresso e la tensione sul condensatore. Di conseguenza, la tensione di uscita pulsa con un'ampiezza doppia della tensione misurata (vedere Fig. 3.9,). B).

Ciò è confermato dai seguenti calcoli matematici:

A , , a , a .

Per isolare la componente costante del segnale, l'uscita del rilevatore è collegata a un filtro capacitivo, che sopprime tutte le altre armoniche di corrente.

Sulla base di quanto sopra, si giunge alla conclusione: quanto più breve è il periodo del segnale in esame (maggiore è la sua frequenza), tanto più accuratamente viene soddisfatta l'uguaglianza , che spiega le proprietà ad alta frequenza del rilevatore. Quando si utilizzano voltmetri con un rilevatore di valore di ampiezza, è necessario tenere presente che questi dispositivi sono spesso calibrati nei valori quadratici minimi del segnale sinusoidale, ovvero le letture dell'indicatore del dispositivo sono uguali al quoziente del valore di ampiezza diviso per il fattore di ampiezza della sinusoide:

dove è il fattore di ampiezza.

Rilevatore RMS(Fig. 3.10) converte la tensione CA in tensione CC, proporzionale al quadrato del valore quadratico medio della tensione misurata. Pertanto, la misurazione della tensione efficace comporta l'esecuzione di tre operazioni: elevazione al quadrato del valore istantaneo del segnale, media del suo valore e radice del risultato della media (l'ultima operazione è assicurata dalla calibrazione della scala del voltmetro). La quadratura del valore istantaneo del segnale viene solitamente effettuata da una cella a diodo utilizzando la porzione quadratica della sua caratteristica.

Riso. 3.10. Rilevatore RMS: UN - cella a diodi; B— CVC del diodo

Nella cella a diodi VD, R1(vedi Fig. 3.10, UN) al diodo VD viene applicata una tensione costante in modo tale che esso rimanga chiuso finché la tensione misurata () ai capi del resistore R2 non supererà il valore .

La sezione iniziale della caratteristica corrente-tensione del diodo è breve (vedi Fig. 3.10, B), Pertanto, la parte quadratica viene allungata artificialmente mediante il metodo dell'approssimazione lineare a tratti utilizzando più celle a diodi.

Quando si progettano voltmetri RMS, sorgono difficoltà nel fornire un'ampia gamma di frequenze. Nonostante ciò, tali voltmetri sono i più popolari, poiché possono misurare la tensione di qualsiasi forma complessa.

Rivelatore della media rettificato converte la tensione CA in tensione CC proporzionale al valore medio della tensione raddrizzata. La corrente di uscita di un dispositivo di misurazione con tale rilevatore è simile alla corrente di uscita del sistema raddrizzatore.

Le tensioni CA funzionanti nei dispositivi elettronici possono cambiare nel tempo in base a varie leggi. Ad esempio, la tensione all'uscita dell'oscillatore principale di un trasmettitore radio collegato varia secondo una legge sinusoidale, all'uscita del generatore di spazzate dell'oscilloscopio gli impulsi hanno una forma a dente di sega e gli impulsi di sincronizzazione di un segnale televisivo completo sono rettangolari .

In pratica è necessario effettuare misurazioni in varie sezioni di circuiti, le cui tensioni possono differire per valore e forma. La misurazione della tensione non sinusoidale ha le sue caratteristiche che devono essere prese in considerazione per evitare errori.

È molto importante scegliere il giusto tipo di dispositivo e il metodo per convertire le letture del voltmetro nel valore del parametro richiesto della tensione misurata. Per fare ciò è necessario comprendere chiaramente come vengono valutate e confrontate le tensioni CA e come la forma della tensione influisce sui valori dei coefficienti che mettono in relazione i singoli parametri di tensione.

Il criterio per valutare una tensione in corrente alternata di qualsiasi forma è il collegamento con la corrispondente tensione in corrente continua per lo stesso effetto termico (valore efficace U), definito dall'espressione

dov'è il periodo di ripetizione del segnale;

- una funzione che descrive la legge di variazione del valore della tensione istantanea. Non sempre è possibile per l'operatore avere a disposizione un voltmetro con il quale misurare il parametro di tensione desiderato. In questo caso, il parametro di tensione richiesto viene misurato indirettamente utilizzando un voltmetro esistente, utilizzando i coefficienti di cresta e di forma. Consideriamo un esempio di calcolo dei parametri necessari di una tensione sinusoidale.

È necessario determinare l'ampiezza () e i valori medi rettificati () della tensione sinusoidale con un voltmetro, calibrato nei valori quadratici medi della tensione sinusoidale, se il dispositivo mostrava .

Eseguiamo il calcolo come segue. Poiché il voltmetro è calibrato in valori efficaci , quindi nell'Appendice 3 per questo dispositivo, la lettura di 10 V corrisponde a una lettura diretta sulla scala del valore efficace, cioè

La tensione alternata è caratterizzata da valori medi, di ampiezza) (massimi) e di valore quadratico medio.

Valore medio(componente costante) per un periodo di tensione alternata:

Valore massimoè il valore istantaneo più grande della tensione alternata durante il periodo del segnale:

Valore medio rettificato - questa è la tensione media all'uscita di un raddrizzatore a onda intera avente una tensione alternata all'ingresso :

Il rapporto tra valore quadratico medio, valore medio e massimo della tensione di corrente alternata dipende dalla sua forma ed è generalmente determinato da due coefficienti:

(fattore di ampiezza), (3.18)

(Fattore di forma). (3.19)

I valori di questi coefficienti per sollecitazioni di diverse forme e i loro rapporti sono riportati nella tabella. 3.1

Tabella 3.1

Valori e per tensioni di forme diverse

Nota, - ciclo di lavoro: .

In numerosi dispositivi, la tensione viene valutata non in unità assolute (V, mV, µV), ma in un'unità logaritmica relativa: decibel (dB o dB). Per semplificare il passaggio dalle unità assolute alle unità relative e, al contrario, la maggior parte dei voltmetri analogici (autonomi e integrati in altri dispositivi: generatori, multimetri, misuratori di distorsione non lineare) hanno una scala decibel insieme a quella abituale. Questa scala si distingue per una non linearità chiaramente definita, che, se necessario, consente di ottenere immediatamente il risultato in decibel, senza calcoli appropriati e l'uso di tabelle di conversione. Molto spesso, per tali dispositivi, la scala zero decibel corrisponde a una tensione di ingresso di 0,775 V.

Una tensione maggiore del livello zero convenzionale è caratterizzata da decibel positivi, inferiore a questo livello - negativi. Sul finecorsa ogni sottocampo di misura differisce di livello da quello vicino di 10 dB, il che corrisponde ad un fattore di tensione di 3,16. Le letture effettuate sulla scala dei decibel vengono sommate algebricamente alle letture del finecorsa di misura e non vengono moltiplicate, come nel caso delle letture di tensione assoluta.

Ad esempio, il finecorsa è impostato su “- 10 dB”, mentre la freccia indicatrice è impostata su “- 0,5 dB”. Il livello totale sarà: ---- 10 + (- 0,5) = - 10,5 dB, E la base per convertire la tensione da valori assoluti a valori relativi è la formula

Dove = 0,775 V.

Poiché il bel è un'unità grande, in pratica viene utilizzata una parte frazionaria (decima) del bel: il decibel.

Voltmetri ad impulsi e digitali. Quando si misurano tensioni impulsive di piccola ampiezza, viene utilizzata l'amplificazione preliminare degli impulsi. Lo schema a blocchi di un voltmetro a impulsi analogico (Fig. 3.11) è costituito da una sonda remota con un inseguitore di emettitore, un attenuatore, un preamplificatore a banda larga, un rilevatore di valore di ampiezza, un amplificatore di corrente continua (DCA) e un indicatore elettromeccanico. I voltmetri implementati secondo questo schema misurano direttamente tensioni di 1 mV - 3 V con un errore di ± (4 - 10)%, una durata dell'impulso di 1 - 200 μs e un ciclo di lavoro di 100 ... 2500.

Riso. 3.11.t Schema a blocchi di un voltmetro a impulsi

Per misurare piccole tensioni in un'ampia gamma di durate (da nanosecondi a millisecondi), vengono utilizzati voltmetri che funzionano sulla base del metodo di autocompensazione.

I voltmetri digitali elettronici presentano vantaggi significativi rispetto a quelli analogici:

Elevata velocità di misurazione;

Eliminazione della possibilità di errore soggettivo dell'operatore;

Piccolo errore ridotto.

Grazie a questi vantaggi, i voltmetri elettronici digitali sono ampiamente utilizzati per scopi di misurazione. La Figura 3.12 mostra uno schema a blocchi semplificato di un voltmetro digitale.

Riso. 3.12. Schema a blocchi semplificato di un voltmetro digitale

Dispositivo di input progettato per creare un'ampia resistenza di ingresso, selezionare i limiti di misurazione, ridurre le interferenze e determinare automaticamente la polarità della tensione CC misurata. Nei voltmetri CA, il dispositivo di ingresso include anche un convertitore di tensione CA-CC.

Dall'uscita del dispositivo di ingresso viene fornita la tensione misurata convertitore analogico-digitale(ADC), in cui la tensione viene convertita in un segnale digitale (discreto) sotto forma di codice elettrico o impulsi, il cui numero è proporzionale alla tensione misurata. Il risultato appare sul tabellone indicatore digitale. Il funzionamento di tutti i blocchi è controllato dispositivo di controllo.

I voltmetri digitali, a seconda del tipo di ADC, sono divisi in quattro gruppi: codice dell'impulso, impulso temporale, frequenza dell'impulso, codifica spaziale.

Attualmente ampiamente utilizzato voltmetri digitali temporizzati , i cui convertitori eseguono la conversione intermedia della tensione misurata in un intervallo di tempo proporzionale riempito con impulsi con una frequenza di ripetizione nota. Come risultato di questa trasformazione, il segnale discreto delle informazioni di misurazione all'ingresso dell'ADC ha la forma di un pacchetto di impulsi di conteggio, il cui numero è proporzionale alla tensione misurata.

L'errore dei voltmetri a impulsi temporali è determinato dall'errore di campionamento del segnale misurato, dall'instabilità della frequenza degli impulsi di conteggio, dalla presenza di una soglia di sensibilità del circuito di confronto e dalla non linearità della tensione convertita all'ingresso del confronto circuito.

Esistono diverse opzioni per le soluzioni di progettazione dei circuiti durante la costruzione di voltmetri a impulsi temporali. Consideriamo il principio di funzionamento di un voltmetro a impulsi con un generatore di tensione a variazione lineare (GLIN).

La Figura 3.13 mostra uno schema a blocchi di un voltmetro digitale a impulsi temporali con GLIN e diagrammi temporali che ne spiegano il funzionamento.

Il segnale discreto delle informazioni di misurazione all'uscita del convertitore ha la forma di un pacchetto di impulsi di conteggio, il cui numero è proporzionale al valore della tensione di ingresso . Dall'uscita del GLIN viene fornita agli ingressi 1 dei dispositivi di confronto una tensione crescente linearmente nel tempo. L'ingresso 2 del dispositivo di confronto II è collegato all'alloggiamento.

Al momento dell'uguaglianza, all'ingresso del dispositivo di confronto II e alla sua uscita appare un impulso, che viene alimentato all'unico ingresso del trigger (T), provocando la comparsa di un segnale alla sua uscita. Il grilletto ritorna nella sua posizione originale mediante un impulso proveniente dall'uscita del dispositivo di confronto II. Questo segnale appare al momento dell'uguaglianza della tensione crescente linearmente e della tensione misurata. Il segnale così generato con una durata (dove — coefficiente di conversione) viene fornito all'ingresso 1 del circuito di moltiplicazione logica AND e l'ingresso 2 riceve un segnale dal generatore di impulsi di conteggio (CPG). Gli impulsi si susseguono con una frequenza. Un segnale di impulso appare quando ci sono impulsi su entrambi gli ingressi, ad es. Gli impulsi di conteggio passano quando c'è un segnale sull'uscita del trigger.

Riso. 3.13. Schema strutturale (UN) e grafici temporali (B) voltmetro digitale temporizzatore con GLIN

Il contatore di impulsi conta il numero di impulsi passati (tenendo conto del fattore di conversione). Il risultato della misurazione viene visualizzato sulla scheda indicatore digitale (DI). La formula fornita non tiene conto dell'errore di discrepanza dovuto alla discrepanza tra la comparsa degli impulsi di conteggio e l'inizio e la fine dell'intervallo

Inoltre, un grande errore viene introdotto dal fattore di non linearità del coefficiente di conversione . Di conseguenza, i voltmetri digitali a impulsi temporali con GLIN sono i meno precisi tra i voltmetri digitali.

Voltmetri digitali a doppia integrazione differiscono dai voltmetri a impulsi temporali nel principio di funzionamento. In essi, durante il ciclo di misurazione, si formano due intervalli di tempo: e . Nel primo intervallo è garantita l'integrazione della tensione misurata , nel secondo - la tensione di riferimento. Il tempo del ciclo di misurazione è preimpostato come multiplo del periodo del rumore agente all'ingresso, il che porta ad una migliore immunità al rumore del voltmetro.

La Figura 3.14 mostra uno schema a blocchi di un voltmetro digitale con doppia integrazione e diagrammi temporali che ne spiegano il funzionamento.

Riso. 3.14. Schema strutturale (UN) e diagrammi temporali (6) Voltmetro digitale a doppia integrazione

A (nel momento in cui inizia la misurazione), il dispositivo di controllo genera un impulso calibrato con una durata

, (3.21) sposta l'interruttore in posizione 2 e la sorgente di tensione di riferimento (VS) viene fornita all'integratore; la tensione negativa di riferimento diventa uguale a zero, il dispositivo di confronto produce un segnale inviato al trigger e riporta quest'ultimo al suo valore originale stato. All'uscita del trigger, l'impulso di tensione generato

; ; (3.25)

Dalle relazioni ottenute ne consegue che l'errore nel risultato della misurazione dipende solo dal livello della tensione di riferimento e non da diversi parametri (come in un voltmetro a codice di impulsi), ma qui c'è anche un errore di discrezionalità.

I vantaggi di un voltmetro a doppia integrazione sono l'elevata immunità al rumore e una classe di precisione più elevata (0,005-0,02%) rispetto ai voltmetri con GLIN.

Voltmetri digitali con built-in microprocessore sono combinati e appartengono ai voltmetri della classe di precisione più alta. Il principio del loro funzionamento si basa sui metodi di bilanciamento bit per bit e sulla trasformazione di integrazione degli impulsi temporali.

Il microprocessore e i convertitori aggiuntivi inclusi nel circuito di un tale voltmetro espandono le capacità del dispositivo, rendendolo universale nella misurazione di un gran numero di parametri. Tali voltmetri misurano la tensione CC e CA, l'intensità della corrente, la resistenza del resistore, la frequenza di oscillazione e altri parametri. Se utilizzati insieme a un oscilloscopio, possono misurare parametri temporali: periodo, durata dell'impulso, ecc. La presenza di un microprocessore nel circuito del voltmetro consente la correzione automatica degli errori di misurazione, la diagnostica dei guasti e la calibrazione automatica.

La Figura 3.15 mostra uno schema a blocchi di un voltmetro digitale con un microprocessore integrato.

Riso. 3.15. Schema a blocchi di un voltmetro digitale con microprocessore incorporato

Utilizzando opportuni convertitori, l'unità di normalizzazione del segnale converte i parametri misurati in ingresso (97 pagine) in un segnale unificato che arriva all'ingresso dell'ADC, che effettua la conversione utilizzando il metodo della doppia integrazione. La selezione della modalità operativa del voltmetro per un determinato tipo di misurazione viene effettuata dall'unità di controllo ADC con display. Lo stesso blocco fornisce la configurazione richiesta del sistema di misura.

Il microprocessore è la base dell'unità di controllo ed è collegato ad altre unità tramite registri a scorrimento. Il microprocessore è controllato tramite la tastiera situata sul pannello di controllo. La gestione può essere effettuata anche tramite un'interfaccia standard di un canale di comunicazione connesso. La memoria di sola lettura (ROM) memorizza il programma operativo del microprocessore, che viene implementato utilizzando la memoria ad accesso casuale (RAM).

Divisori di tensione di riferimento resistivi altamente stabili e precisi incorporati, un amplificatore differenziale (DA) e una serie di elementi esterni (attenuatore, selettore di modalità, unità di tensione di riferimento ) eseguire misurazioni dirette. Tutti i blocchi sono sincronizzati dai segnali provenienti dal generatore di clock.

L'inclusione di un microprocessore e di una serie di convertitori aggiuntivi nel circuito del voltmetro consente la correzione automatica degli errori, la calibrazione automatica e la diagnostica dei guasti.

I parametri principali dei voltmetri digitali sono la precisione di conversione, il tempo di conversione, i limiti per la modifica del valore di ingresso e la sensibilità.

Precisione di conversioneè determinato dall'errore di quantizzazione del livello, caratterizzato dal numero di bit nel codice di uscita.

L'errore di un voltmetro digitale ha due componenti. Il primo componente (moltiplicativo) dipende dal valore misurato, il secondo componente (additivo) non dipende dal valore misurato.

Questa rappresentazione è associata al principio discreto della misurazione di una quantità analogica, poiché durante il processo di quantizzazione si verifica un errore assoluto a causa di un numero finito di livelli di quantizzazione. L'errore assoluto della misurazione della tensione è espresso come

segni) o (segni), (3.27)

dov'è l'errore di misurazione relativo effettivo;

— il valore della tensione misurata;

— valore finale al limite di misurazione selezionato;

T segni - il valore determinato dall'unità della cifra meno significativa dell'IC (errore di discrezionalità additiva). Il principale errore di misurazione relativo effettivo può essere presentato in un'altra forma:

Dove a, b- numeri costanti che caratterizzano la classe di precisione del dispositivo.

Primo termine di errore (UN) non dipende dalle letture dello strumento e dal secondo (B) aumenta quando diminuisce .

Tempo di conversioneè il tempo necessario per completare una conversione di un valore analogico in un codice digitale.

Limiti di modifica del valore di input — Questi sono gli intervalli di trasformazione del valore di input, che sono completamente determinati dal numero di cifre e dal “peso” della cifra più piccola.

Sensibilità(risoluzione) è la più piccola variazione nel valore della grandezza di ingresso percepibile dal convertitore.

Le principali caratteristiche metrologiche dei voltmetri che è necessario conoscere per selezionare correttamente un dispositivo includono le seguenti caratteristiche:

Parametro della tensione misurata (rms, ampiezza);

Campo di misura della tensione;

Intervallo di frequenze;

Errore di misurazione consentito;

Impedenza di ingresso() .

Queste caratteristiche sono riportate nella descrizione tecnica e nel passaporto del dispositivo.

Gli strumenti per la misura di tensione e corrente possono essere classificati secondo vari criteri:

• - per tipologia di dispositivo di lettura (analogico e digitale);
• - per metodo di misurazione (valutazione diretta (azione diretta) e confronto con la misura);
• - dal valore della tensione misurata (valori di picco, valori medi raddrizzati, valori efficaci);
• - per tipologia di ingresso (aperto o chiuso).

Attualmente sono in uso numerosi strumenti elettromeccanici ed elettronici per la misurazione di tensioni e correnti. Consideriamo i principi della loro costruzione.

Voltmetri e amperometri elettromeccanici

I voltmetri e gli amperometri elettromeccanici sono strumenti analogici ad azione diretta in cui la quantità elettrica misurata viene convertita direttamente in una lettura da un dispositivo di lettura.

Nel caso più semplice, i voltmetri e gli amperometri elettromeccanici sono un meccanismo di misurazione con un dispositivo di lettura (vedere Capitolo 1), dotato di terminali di ingresso per il collegamento all'oggetto di misurazione.

Lo schema a blocchi generalizzato di un voltmetro elettromeccanico (amperometro) può essere rappresentato come un circuito di misurazione dell'ingresso collegato in serie e un meccanismo di misurazione con un dispositivo di lettura. Si noti che la combinazione di un meccanismo di misurazione e di un dispositivo di lettura viene solitamente chiamata contatore.

Il circuito di misura d'ingresso (dispositivo d'ingresso) contiene, di regola, uno o più trasduttori di misura, con l'aiuto dei quali viene rilevata la grandezza misurata X convertito in valore Sì, conveniente per influenzare il meccanismo di misurazione.

Molto spesso, nei dispositivi elettromeccanici, vengono utilizzati convertitori di misura di scala e normalizzazione, nonché convertitori di valori quantitativi (vedere Capitolo 1).

Quasi la maggior parte dei tipi conosciuti di meccanismi di misura (MM) possono essere utilizzati per misurare tensioni e correnti.

Per misurare le tensioni dirette in un'ampia gamma di valori (da frazioni di millivolt a centinaia di volt), vengono utilizzati voltmetri elettromeccanici con meccanismo di misurazione magnetoelettrico (MEMM). Questi dispositivi hanno una classe di precisione relativamente elevata (fino a 0,05), ma la loro resistenza di ingresso non supera le decine di migliaia di ohm, il che può portare a errori sistematici significativi. Anche gli errori sistematici dei voltmetri con MEIM sono di natura termica a causa della dipendenza della resistenza del telaio del dispositivo dalla temperatura ambiente.

Meno comunemente, i voltmetri elettromeccanici con IM elettrostatico (ESIM), IM elettromagnetico (EMIM) e IM elettrodinamico (EDIM) vengono utilizzati per misurare tensioni costanti.

I voltmetri con ESIM vengono solitamente utilizzati per misurare alte tensioni (kilovoltmetri) e i voltmetri con EDIM vengono utilizzati come strumenti di riferimento quando si testano strumenti di misura di una classe di precisione inferiore.

Per misurare le correnti continue in un'ampia gamma di valori (10 - 7 ... 50 A), i dispositivi elettromeccanici (amperometri) con MEIM sono i più utilizzati, così come quando si misurano le tensioni continue. Questi dispositivi sono inoltre caratterizzati da un errore sistematico di temperatura (soprattutto quando si utilizzano shunt), poiché in questo caso, a causa dei diversi valori dei coefficienti di temperatura del materiale del telaio e dello shunt, si verifica una ridistribuzione delle correnti che li attraversano. Per misurare le correnti continue vengono utilizzati anche amperometri con EMIM ed EDIM.

La misurazione delle tensioni alternate viene eseguita con voltmetri con EMIM, EDIM, FDIM, ESIM, strumenti termoelettrici, nonché voltmetri raddrizzatori, ad es. voltmetri aventi un meccanismo di misurazione del sistema magnetoelettrico e un raddrizzatore (convertitore) collegato all'ingresso dell'IM.

Le correnti alternate vengono misurate con amperometri termoelettrici e raddrizzatori, nonché con amperometri con IM elettromagnetici ed elettrodinamici. Piccole correnti alternate vengono solitamente misurate con raddrizzatori amperometrici. La gamma più ampia di correnti alternate misurate è fornita dagli amperometri raddrizzatori, più spesso utilizzati per misurare piccole correnti. La più ampia gamma di frequenze delle correnti misurate è fornita dagli amperometri del sistema termoelettrico.

La maggior parte dei dispositivi elettromeccanici hanno una bassa resistenza di ingresso (kilo-ohm), quindi sono adatti per misurare la tensione solo in circuiti a bassa impedenza. Nei circuiti con carichi ad alta resistenza (megaohm), questi dispositivi (ad eccezione di quelli elettrostatici) non possono essere utilizzati, poiché quando vengono accesi il carico viene deviato e quindi la modalità elettrica del circuito cambia. Inoltre, gli svantaggi tipici dei dispositivi elettromeccanici analogici sono il piccolo intervallo di frequenza in cui forniscono letture affidabili, grandi capacità e induttanze di ingresso e la dipendenza della resistenza di ingresso dalla frequenza.

In pratica, si sono diffusi strumenti elettromeccanici universali per la misurazione di tensioni e correnti continue e alternate, nonché la resistenza alla corrente continua - avometri (multimetri). Sono una combinazione di resistori o shunt aggiuntivi, convertitori di valori di correnti e tensioni alternate misurate (raddrizzatori a semiconduttori) e un IM di un sistema magnetoelettrico con un dispositivo di lettura.

Una variante del circuito avometro per misurare la tensione continua è mostrata in Fig. 5.4.

Riso. 5.4.

L'interruttore modifica l'intervallo di misurazione, ma la resistenza di ingresso del voltmetro, misurata in [Ohm/V], rimane solitamente costante quando l'intervallo viene modificato a causa della selezione dei resistori.

Ad esempio, se L, = 15 MOhm, Io 2 = 4 MOhm, /?, = 800 kOhm, /? 4 = 150 kOhm, L 5 = 48 kOhm e gli intervalli sono rispettivamente 1000,250,50, 10, 2,5 V, quindi se la resistenza dell'avvolgimento del dispositivo è 2 kOhm, la resistenza di ingresso del dispositivo in qualsiasi posizione dell'interruttore di gamma sarà pari a 20 kOhm/V.

In pratica, le misurazioni della tensione devono essere eseguite abbastanza spesso. La tensione viene misurata nell'ingegneria radio, nei dispositivi e nei circuiti elettrici, ecc. Il tipo di corrente alternata può essere pulsata o sinusoidale. Le sorgenti di tensione sono generatori di corrente.

Tipi di misure di tensione

La tensione della corrente impulsiva ha parametri di ampiezza e tensione media. Le fonti di tale tensione possono essere generatori di impulsi. La tensione viene misurata in volt ed è denominata "V" o "V". Se la tensione è alternata, il simbolo “ ~ ", per tensione costante è indicato il simbolo "-". La tensione alternata nella rete domestica è contrassegnata con ~220 V.

Sono strumenti progettati per misurare e controllare le caratteristiche dei segnali elettrici. Gli oscilloscopi funzionano secondo il principio della deflessione di un fascio di elettroni, che produce un'immagine dei valori delle quantità variabili sul display.

Misurazione della tensione CA

Secondo i documenti normativi, la tensione nella rete domestica deve essere pari a 220 volt con una precisione di deviazione del 10%, ovvero la tensione può variare nell'intervallo 198-242 volt. Se l'illuminazione della tua casa si è attenuata, le lampade hanno cominciato a guastarsi frequentemente o gli elettrodomestici sono diventati instabili, per identificare ed eliminare questi problemi, devi prima misurare la tensione nella rete.

Prima della misurazione è necessario preparare il dispositivo di misurazione esistente per l'uso:

• Controllare l'integrità dell'isolamento dei cavi di controllo con sonde e puntali.
• Impostare l'interruttore sulla tensione CA, con un limite superiore di 250 volt o superiore.
• Inserire i puntali, ad esempio, nelle prese dell'apparecchio di misurazione. Per evitare errori, è meglio guardare le designazioni delle prese sulla custodia.
• Accendi il dispositivo.

Il limite di misurazione di 700 volt è selezionato sul multimetro. Alcuni dispositivi richiedono che diversi interruttori siano impostati nella posizione desiderata per misurare la tensione: il tipo di corrente, il tipo di misurazione e anche l'inserimento delle punte dei cavi in ​​determinate prese. L'estremità della punta nera del multimetro viene inserita nella presa COM (presa comune), la punta rossa viene inserita nella presa contrassegnata con "V". Questa presa è comune per misurare qualsiasi tipo di tensione. La presa contrassegnata con "ma" viene utilizzata per misurare piccole correnti. La presa contrassegnata con “10 A” viene utilizzata per misurare una quantità significativa di corrente, che può raggiungere i 10 ampere.

Se si misura la tensione con il filo inserito nella presa “10 A”, il dispositivo si guasterà o si brucerà il fusibile. Pertanto, è necessario prestare attenzione durante l'esecuzione del lavoro di misurazione. Molto spesso, si verificano errori nei casi in cui la resistenza è stata misurata per la prima volta e quindi, dimenticandosi di passare a un'altra modalità, iniziano a misurare la tensione. In questo caso, la resistenza responsabile della misurazione della resistenza si brucia all'interno del dispositivo.

Dopo aver preparato il dispositivo, puoi iniziare le misurazioni. Se non appare nulla sull'indicatore quando si accende il multimetro, significa che la batteria situata all'interno del dispositivo è scaduta e deve essere sostituita. Molto spesso, i multimetri contengono "Krona", che produce una tensione di 9 volt. La sua durata è di circa un anno, a seconda del produttore. Se il multimetro non è stato utilizzato per un lungo periodo, la corona potrebbe essere ancora difettosa. Se la batteria è buona, il multimetro dovrebbe mostrarne uno.

Le sonde a filo devono essere inserite nella presa o toccate con fili scoperti.

Il display del multimetro visualizzerà immediatamente la tensione di rete in forma digitale. Su un comparatore, l'ago devierà di un certo angolo. Il tester a puntatore è dotato di diverse scale graduate. Se li guardi attentamente, tutto diventa chiaro. Ogni scala è progettata per una misurazione specifica: corrente, tensione o resistenza.

Il limite di misurazione sul dispositivo è stato impostato su 300 volt, quindi è necessario contare sulla seconda scala, che ha un limite di 3, e le letture del dispositivo devono essere moltiplicate per 100. La scala ha un valore di divisione pari a 0,1 volt, quindi otteniamo il risultato mostrato in figura, circa 235 volt. Questo risultato rientra nei limiti accettabili. Se le letture del contatore cambiano costantemente durante la misurazione, potrebbe esserci uno scarso contatto nei collegamenti del cablaggio elettrico, che può causare archi elettrici e guasti alla rete.

Misura della tensione continua

Le fonti di tensione costante sono batterie, a bassa tensione o batterie la cui tensione non supera i 24 volt. Pertanto, toccare i poli della batteria non è pericoloso e non sono necessarie particolari misure di sicurezza.

Per valutare le prestazioni di una batteria o di un'altra fonte, è necessario misurare la tensione ai suoi poli. Per le batterie AA, i poli di alimentazione si trovano alle estremità della custodia. Il polo positivo è contrassegnato con “+”.

La corrente continua si misura allo stesso modo della corrente alternata. L'unica differenza sta nell'impostare il dispositivo sulla modalità appropriata e nel rispettare la polarità dei terminali.

La tensione della batteria è solitamente indicata sulla custodia. Ma il risultato della misurazione non indica ancora lo stato di salute della batteria, poiché viene misurata la forza elettromotrice della batteria. La durata di funzionamento del dispositivo in cui verrà installata la batteria dipende dalla sua capacità.

Per valutare con precisione le prestazioni della batteria, è necessario misurare la tensione con un carico collegato. Per una batteria AA, come carico è adatta una normale lampadina da torcia da 1,5 volt. Se la tensione diminuisce leggermente quando la luce è accesa, cioè non più del 15%, la batteria è adatta al funzionamento. Se la tensione diminuisce in modo significativo, una batteria di questo tipo può essere utilizzata solo in un orologio da parete, che consuma pochissima energia.