Voltímetros - Tipos y sus descripciones

¿Qué es un voltímetro?

Un voltímetro es un instrumento que se utiliza para medir el voltaje o la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos en circuitos eléctricos básicos. Los voltímetros analógicos mueven un puntero en una escala en proporción al voltaje del circuito. Los voltímetros pueden tener una precisión de un pequeño porcentaje de la escala completa y se utilizan con voltajes que van desde una fracción de un voltio hasta varios miles de voltios.

Dos medidas comunes de voltaje son la corriente continua (CC) y la corriente alterna (CA). Aunque las mediciones de voltaje son las más simples de los diferentes tipos de mediciones analógicas, presentan desafíos únicos debido a las consideraciones de ruido. Los voltímetros analógicos mueven una aguja en una escala en proporción al voltaje del circuito; Los voltímetros digitales dan una visualización digital del voltaje usando un convertidor. Los diferentes tipos de voltímetros son

1. Voltímetros analógicos

2. VTVM y VM FET

3. Voltímetros digitales

1. Voltímetros analógicos

El voltímetro analógico incluye el tipo de desviación de los voltímetros indicadores. Estos son como hierro móvil, bobina móvil, tipos de voltímetro electrostático. Los instrumentos de bobina móvil son de dos tipos, a saber, de imán permanente y de dinamómetro.

Instrumentos de bobina móvil con un campo magnético permanente responden sólo a la corriente continua. Los instrumentos de bobina móvil consisten en un imán permanente para producir un campo magnético y una bobina que se enrolla en una pieza de hierro dulce y gira alrededor de su propio eje vertical. Cuando la corriente comienza a fluir a través de esta bobina, se produce un par de desviación según la ecuación de fuerza de Lorenz. Este par es directamente proporcional al voltaje a través de ese circuito en particular.

Un voltímetro de CC se construye conectando una resistencia en serie a este instrumento y también una resistencia muy alta en paralelo con el circuito donde se va a medir el voltaje. El instrumento de bobina móvil tipo dinamómetro consta de dos bobinas, una fija y otra giratoria. La interacción de los dos campos producidos por el par de bobina fija y bobina móvil produce un par de desviación. Estos se usan solo en circuitos de medición de CC, lo que hace que este instrumento se use con menos frecuencia.

Ventajas de los instrumentos de bobina móvil

• La escala es uniforme.
• Fácilmente ampliable para mediciones de múltiples rangos.
• Bajo consumo de energía
• Las corrientes de carga parásitas son muy pequeñas en comparación con los instrumentos de hierro en movimiento.

Entonces que mover instrumentos de hierro Se utilizan en circuitos de corriente alterna. Los instrumentos electromagnéticos se dividen en simples instrumentos de hierro móvil, dinamómetro e inducción. Una vez más, el hierro móvil se clasifica como un tipo de instrumentos de atracción y repulsión. En este también consta de hierro dulce que es bobinas móviles y fijas. La interacción de los flujos producidos por estos dos elementos produce el par de deflexión. Los rangos de estos instrumentos se amplían manteniendo las resistencias en serie con la bobina. Algunos de los inconvenientes son la escala no uniforme, los efectos de corrientes de campo parásitas en el instrumento, etc.

Ventajas de los instrumentos de hierro móviles

• Estos se utilizan para mediciones de CA y CC.
• Bajo costo en comparación con los instrumentos de hierro móviles.
• La relación par-peso es alta

Voltímetros electrostáticos operando según el principio electrostático, utiliza la repulsión mutua entre dos placas cargadas para desviar una aguja unida a un resorte. Estos tipos de instrumentos se utilizan para mediciones de CA y CC de alto voltaje. Son condensadores de tipo disco electrostático conectados entre los terminales del circuito a medir. Los voltímetros electrostáticos se pueden clasificar en tres tipos según la configuración mecánica. Son la repulsión, la atracción y la simetría. El sistema de deflexión consiste en un deflector que está suspendido de un filamento de torsión o que puede ser girado por los cojinetes. Arreglos de elementos de este tipo de instrumentos con algunos elementos especiales como elementos capacitivos, incluyendo placas paralelas, cilindros concéntricos, placas articuladas, etc. El par de amortiguación de movimiento lo proporcionan las paletas de amortiguación de aire o líquido o la amortiguación de corrientes parásitas.

Ventajas de los instrumentos electrostáticos

• Estos solo atraen corrientes en DC es la corriente de fuga y la corriente necesaria para cargar los elementos capacitivos
• Alta sensibilidad
• Capaz de medir los voltajes de carga más pequeños
• Alto rango de posibilidad de medición de voltaje cerca de 200KV

2. VTVM y FET-VM

Estos tipos de instrumentos manejan mediciones de voltaje de CC, voltaje de CA y resistencia. En este tipo de voltímetro se utiliza un amplificador electrónico entre la entrada y el medidor. Debido a esta disposición, se reduce la corriente extraída del circuito bajo prueba. El rango de resistencias utilizadas en el lado de entrada en el rango de 1 a 20 mega ohmios. Mediante estas variaciones de resistencias es posible seleccionar el rango a medir. Si este instrumento utiliza el tubo de vacío en el amplificador, se llama voltímetro de tubo de vacío. Estos se utilizan en mediciones de corriente alterna de alta potencia. Al igual que la invención de los dispositivos de estado sólido utilizados en los amplificadores, estos tipos de voltímetros se denominan FET-VM.

Ventajas

• Estos tienen una alta impedancia de entrada, por lo que el error de carga es menor
• Casi se elimina la no linealidad.
• Capacidad para indicar voltajes que varían lentamente.

3. Voltímetros digitales

La precisión del voltímetro se ve afectada por muchos factores, incluidas las variaciones de temperatura y la tensión de alimentación. Los DVM muestran el voltaje medido mediante LCD o LED para mostrar el resultado en un formato de punto flotante. Obviamente, si se toman medidas de voltaje y los resultados se muestran digitalmente con pantallas LED o LCD, el instrumento debe contener un convertidor A/D. Usando un microcontrolador programado, un ADC y una pantalla LCD, el siguiente circuito está listo para proporcionar una visualización digital precisa de valores analógicos de 0 a 15 voltios CC. Estos se utilizan debido a propiedades como la precisión, la durabilidad y la funcionalidad adicional. Estos eliminan completamente los errores de paralaje. Convertirá la señal probada y luego la amplificará.

Ventajas de los voltímetros digitales

• Reduce los errores de paralaje
• Rango automático
• polaridad automatizada
• El instrumento de alta resolución incluye alta precisión.

Diagrama del circuito del voltímetro electrónico digital

El diseño del voltímetro digital utiliza un microcontrolador que se dice que es muy eficiente en la gestión del funcionamiento del soporte de datos en términos de velocidad, ausencia de errores y precisión. En lugar de usar los medios analógicos absolutos para encontrar los voltajes, el voltímetro digital proporciona valores mucho más exactos y precisos de los voltajes en un circuito dado dentro del rango del voltímetro.

Mire el siguiente video para comprender la funcionalidad del voltímetro digital:

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