什么是电压表?电压表的用途及原理
时间:2024-05-25 阅读:1301
什么是电压表?
电压表是测量两点之间电压的装置。主要分为数字电压表和模拟电压表。数字电压表使用 A/D 转换器将输入电压转换为数字值并以数字方式显示,从而实现高精度测量。
另一方面,模拟电压表是电流表和分压器的组合,具有能够从表指针的位置大致确定电压值的特点。另外,交流电压表通常使用整流电路将交流电转换为直流电并测量和显示所得电压,但测量失真波的精度低于正弦波。
电压表的用途
电压表用途广泛,包括调整和检查生产线、监控各种设备的运行状态以及与传感器结合测量温度和湿度。
每个电压表型号的测量电压范围都有所决定,因此需要根据使用目的选择合适的型号。另外,根据被测对象的不同,电压表的输入阻抗可能会影响电路工作并导致测量误差,因此需要仔细考虑。
如果需要特别精确的测量,重要的是要明确电压表所需的性能并选择满足性能要求的电压表,例如选择测量精度高一个数量级的电压表。
电压表原理
我们将解释数字和模拟电压表的工作原理。
1.数字电压表
数字电压表由输入转换部分、A/D转换器和显示部分组成。输入转换部分由放大器和分压器组成,将两点之间的测量电压调整为A/D转换器输入电压范围内的适当电压。
换句话说,如果待测电压较小,则通过放大器放大,如果待测电压较高,则通过分压器分压,以便A/D转换器将其转换为数字量。值具有高精度。另外,A/D转换器转换的数字值经过放大器和分压器的转换后,在显示器上显示为电压值。
另外,由于能够将输入转换部的输入阻抗设定得比较高,因此对电压计所连接的电路的影响小,能够进行高精度的电压测量。
2.模拟电压表
模拟电压表由电流表和分压器组成。当电压表探头连接到被测点的两点时,电流流过电流表,该电流是两点之间的电压除以分压器的电阻与电流表的内阻之和。表针根据电流值摆动,但表指针指示的是电流值乘以分压器电阻值与电流表内阻值之和得到的电压值。
请注意,仪表指针只能在满量程的 1% 左右目视读取,测量精度明显不如数字电压表,数字电压表的测量误差可达 0.1% 或更小。此外,模拟电压表中使用的电流表主要是使用永磁体的动圈式仪表,但在某些应用中也使用使用电磁体的动铁式仪表。可动铁片式的优点是无需经过整流电路即可测量交流电的有效值。
电压表的使用方法
可以通过将电压表并联到被测电路来测量电压。测量直流电压时,将 Hi 端子探头连接到高电位侧,将 Lo 端子探头连接到低电位侧,则根据 Lo 端子电位显示 Hi 端子电压。对于模拟直流电压表,如果将低电位侧连接到 Hi 端子,将高电位侧连接到 Lo 端子,则仪表将以相反的方向驱动,并且可能会损坏,因此请小心。
另一方面,在测量交流电压时,数字电压表和模拟电压表都是通过整流电路转换为直流电压,因此无需注意Hi和Lo端子。模拟电压表在测量高电压时也需要小心。如果施加超过测量范围的电压,不仅表针会摆动,而且仪表本身可能会因流过大电流而烧毁。
如果不知道被测电路的电压值,请先在最大电压量程内测量,确定合适的测量量程,然后切换到该测量量程再次测量。数字电压表有一个设计用于承受高电压的输入转换器,并且配备了自动量程功能,可以自动设置合适的量程,因此只要被测量的电压不超过电压表的最大额定值,模拟电压就有不需要像仪表这样的确认程序。