Принцип работы вольтметра переменного тока заключается в преобразовании сигнала переменного тока в измеримый сигнал постоянного тока или измерении непосредственно с использованием характеристик переменного тока, которые в конечном итоге отражают значение напряжения путем отклонения указателя или цифрового отображения. Ключевым моментом является решение проблемы « мгновенного изменения значения» переменного тока - размер и направление переменного тока периодически меняются со временем и не могут быть измерены непосредственно счетчиком постоянного тока, поэтому его необходимо обрабатывать с помощью конкретной схемы, чтобы преобразовать в стабильный сигнал, соответствующий действительному значению (или среднему значению).
выпрямительный вольтметр переменного тока: сначала выпрямить, затем измерить постоянный ток
Это наиболее распространенный тип вольтметра переменного тока, особенно широко используемый в стрелочных приборах, ядро которых состоит в преобразовании переменного тока в постоянный ток через выпрямительную цепь.
Полупролновое выпрямление: Используя одностороннюю проводимость диода, пропускайте только положительную (или отрицательную) половину недели переменного тока. Например, проводящий диод через полнедели, ток течет через поверхность; Отрицательная половина недели, когда диод закрывается, на поверхности нет тока. На самом деле поверхность измеряет среднее значение после полуволнового выпрямления, которое затем преобразуется в действительное значение переменного тока по шкале (действительное значение синусоидальной волны имеет фиксированное соотношение со средним значением: действительное значение = среднее значение × 1,11).
Полноволновое выпрямление: через мостовую выпрямительную цепь (состоящую из четырех диодов) положительные и отрицательные полнедели переменного тока преобразуются в постоянный ток в том же направлении, так что поверхность имеет ток, проходящий в течение всего цикла. По сравнению с полуволновым выпрямлением, выход полноволнового выпрямления более стабилен, точность измерения выше, то же самое должно быть показано через преобразование шкалы действительного значения.
Инструменты электромагнитной или электрической систем: магнитный эффект прямого использования переменного тока
Такие приборы не требуют выпрямления и могут непосредственно измерять переменный ток, принцип которого основан на силе магнитного поля, создаваемого переменным током, на подвижные компоненты.
Электрический вольтметр электромагнитной системы: внутренняя часть имеет фиксированную катушку и подвижную железную пластину. Когда переменный ток проходит через фиксированную катушку, создается переменное магнитное поле, подвижное железо намагничивается и отклоняется под действием силы магнитного поля. Поскольку направление магнитного поля переменного тока изменяется с направлением тока, направление намагничения железа также изменяется синхронно, поэтому направление отклонения остается неизменным. Угол отклонения стрелки пропорционален квадрату действительного значения переменного тока, что указывает значение напряжения по шкале.
Электрический вольтметр: состоит из фиксированной катушки и подвижной катушки, которые последовательно подключаются к измеренной цепи. Когда переменный ток проходит через катушку, создается переменное магнитное поле, и взаимодействие между двумя катушками (направление определяется направлением тока) приводит к отклонению подвижной катушки. Поскольку направление тока переменного тока изменяется синхронно, направление действия остается неизменным, угол отклонения коррелируется с квадратом действительного значения напряжения, после калибровки может быть показано непосредственно действительное значение.
Цифровой вольтметр переменного тока: измерение с помощью цифровой обработки
Принцип работы цифровых таблиц более сложен, и ядром является преобразование аналоговых сигналов переменного тока в цифровые сигналы.
выпрямление и фильтрация: переменный ток преобразуется в пульсирующий постоянный ток через выпрямительную цепь, а затем сглаживается фильтрующей цепью до стабильного сигнала постоянного тока (отражающего среднее или эффективное значение переменного тока).
Преобразование A / D: Преобразование аналоговых сигналов постоянного тока в цифровые сигналы с помощью модульных преобразователей (ADC), процесс, который отбирает и количественно оценивает сигналы.
Вычисление и отображение: микропроцессор обрабатывает цифровые сигналы (например, преобразует их в действительные значения в соответствии с характеристиками формы волны) и в конечном итоге выводит значения напряжения через дисплей. Цифровые таблицы имеют высокую точность и могут также компенсировать ошибки измерения различных форм волн (например, асинхронных волн) с помощью алгоритмов.
Ключ: логика измерения с « действительным значением» в качестве ядра
В любом случае конечным индикатором вольтметра переменного тока обычно является действительное значение переменного тока (действительное значение синусоидальной волны равно ее пиковому делению на 2), поскольку эффективное значение действительно отражает работоспособность переменного тока (например, расчет электрической мощности). Например, то, что мы часто называем « 220V City Electric», относится к его эффективному значению, соответствующее пику около 311V.
Подводя итог, суть вольтметра переменного тока заключается в преобразовании изменяющегося переменного тока в устойчивый измеримый сигнал через выпрямление, электромагнитное действие или цифровую обработку и в конечном итоге в форме действительного значения для достижения точной количественной оценки напряжения переменного тока.