Самодельщики, конструируя, разрабатывая и осуществляя самые разные схемы зарядных устройств или блоков питания, постоянно сталкиваются с немаловажным фактором - визуальным контролем за выходным напряжением и потребляемым током. Здесь весьма часто протягивает руку помощи Алиэкспресс, оперативно поставляя китайские цифровые измерительные приборы. В частности: цифровой ампервольтметр - прибор очень простой, доступный по цене и отображает вполне точные информационные данные.
Но новичкам ввод в эксплуатацию (подключение в схему ампервольтметра) может оказаться задачей проблематичной, т. к. измерительный приборчик приходит без документации и подключить быстро обозначенные цветом провода не каждому по плечу.
Изображение одного из популярнейших среди самодельщиков вольтамперметра выложено ниже,
это ампервольтметр на 100 вольт/10 ампер, он поставляется уже со встроенным шунтом. Многие радиолюбители такие измерительные приборы довольно часто приобретают для своих самоделок . Цифровой прибор может запитываться как от отдельных источников,
так и от одного эксплуатируемого и измеряемого источника напряжения. Но тут скрыт небольшой нюанс, необходимо соблюдать условие - напряжение используемого источника питания находилось в рамках 4,5-30 В.
Самодельщикам, которым еще не совсем понятно: толстый проводок черного цвета подключаем на минус блока питания, толстый проводок красного цвета - на плюс блока питания (засветятся показания шкалы вольтметра),
толстый проводок синего цвета подключаем к нагрузке, второй конец от нагрузки приходит на плюс блока питания (засветятся показания шкалы амперметра).
Напряжение – это тот термин из физики, который часто встречается в повседневной жизни каждого человека. Часто приходится проверять напряжение сети в квартире, чтобы выяснить причину плохой работы какой-то бытовой техники или довольно тусклого свечения лампочки в люстре.
Этот параметр в электросхемах измеряется вольтметром. «Как подключить вольтметр в сеть, чтобы снять правильные показания?» – этот вопрос задают многие домашние мастера.
Общая информация
Напряжение (U ) – это важный параметр электросети, что показывает отношение работы, которую совершило электрическое поле по передвижению заряда (А), к величине самого заряда (q ):
Вольты являются единицей измерения электронапряжения.
Вольтметр – измерительный прибор, который считывает электронапряжение в различных цепях и обладает большим сопротивлением. Вольтметры бывают различных видов:
- По назначению:
- для переменного или постоянного электротока;
- фазные;
- импульсной чувствительности;
- универсальные (многофункциональные);
- селективного поиска частот.
- По методу установки:
- стационарные;
- автономные;
- щитовые.
- По принципу измерения:
- стрелочные;
- цифровые;
- статические.
Каждый из них имеет свои особенности по строению, принципу измерения и назначению, а также свой уникальный внешний вид.
Важно! На электрических схемах это измерительное устройство обозначается буквами «V» или «PV».
Процесс подключения
Для снятия показаний напряжения сети на определенном участке цепи вольтметр подсоединяют к ней только параллельно, вне зависимости от типа прибора, так как в этом случае он оказывает минимальное влияние на движение электротока. Контроль напряжения этим измерителем можно проводить как у нагрузки, так и у источника питания.
Когда вольтметр вклинивается в электроцепь последовательно, то получается фактический ее разрыв из-за большого внутреннего сопротивления, соответственно, полученные измерения будут некорректными, а во многих случаях может случиться вообще короткое замыкание или выход элементов цепи из строя, в том числе и измерителя.
На заметку. Не стоит путать вольтметр с амперметром, который подключается к электросети последовательно, так как сопротивление при измерении силы тока должно быть минимальным.
Подключение прибора к двум участкам цепи производится посредством зажатия проводков специальными электродами или зажимами.
Если нужно измерить участки электроцепи постоянного тока с заведомо высоким напряжением или требуется получить сверхточные данные этого параметра, то следует воспользоваться добавочным сопротивлением, за создание которого отвечают резисторы – простейшие делители напряжения.
Проводя измерения в электросетях переменного тока с высоким напряжением, можно использовать в качестве добавочного сопротивления не только резисторы, но и измерительные трансформаторы. Именно с переменным током обычно электрики применяют трансформаторы напряжения, так как они не только уменьшают напряжение для конечного потребителя, но еще и разделяют измерительную цепь от силовой.
Правила подключения вольтметров в цепь:
- Следует выбирать верный диапазон измерений прибора. Нельзя измерять большое напряжение вольтметром, который предназначен для измерений параметров микросхем;
- Если показание прибора близко к предельному значению, следует работать с ним осторожно, так как скачек ЭДС может повредить его обмотки;
- Стрелочный прибор нужно располагать согласно инструкции: или вертикально, или горизонтально. При контроле показаний рекомендуется исключить воздействие электромагнитных полей на прибор и вибрационных волн;
- Подключение вольтметров можно совершать в цепь, которая уже находится под напряжением, однако при опасных величинах этого показателя нелишним будет применение специальных перчаток и диэлектрического полотна (коврика);
- Если стрелка в аналоговом приборе перед началом снятия показаний выдает ненулевой результат, то необходимо произвести его сброс регулирующим элементом – винтом;
- Периодически нужно проводить над прибором калибровочные мероприятия, что будет гарантом точности измерений, которые он выдает;
- При первом использовании прибора стоит проводить его включение в обесточенную сеть – только лишь при подсоединении всех клемм и проводов устройства включается ток;
- При измерительных процедурах во избежание травм рекомендуется ознакомиться с мерами предосторожности, которые указываются в инструкции.
При контроле напряжения в разных цепях могут применяться различные вольтметры и дополнительные устройства (резисторы, трансформаторы к ним), для получения сверхточных результатов измерений важно учитывать особенности каждого из них.
Видео
Напряжение – с этим термином мы довольно часто сталкиваемся в повседневной жизни. Иногда нам нужно измерить напряжение в сети, чтобы понять, почему какое-либо устройство работает неудовлетворительно или лампа накаливания горит довольно тускло. Для данного рода измерений используют вольтметры. Вольтметр подключается к измеряемому устройству только параллельно, почему это так?
Как известно электрическое напряжение – это отношение работы, совершенной электрическим полем по перемещению заряда А, к величине заряда q, U=A/q. Также оно характеризует электрическое поле, которое возникает при прохождении электрического тока.
В системе международных обозначений СИ обозначается как U и измеряют в вольтах (1 В = 1 Дж/Кл). Для того чтобы измерять напряжение на устройстве необходимо параллельно к нему подключить вольтметр.
Для того, чтоб при параллельном включении снизить ток, потребляемый вольтметром и соответственно потери электрической энергии внутри устройства, внутреннее измерительное сопротивление выбирается как можно больше . Если включить вольтметр в цепь последовательно, то в связи с большим внутренним сопротивлением получим фактически разрыв цепи. То есть потери при измерении напряжения будет слишком большими, что неприемлемо, а также измерения будут некорректными. Поэтому вольтметр подключают только параллельно:
Если измеряется постоянное напряжение от 1 до 1000 мкВ могут использовать , но чаше пользуются цифровыми вольтметрами. Значения от десятков милливольт до сотен вольт измеряют приборами таких систем как: электромагнитной, электродинамической, магнитоэлектрической. Также не брезгуют и электронными аналоговыми и цифровыми вольтметрами. Также при измерении могут использовать добавочные сопротивления:
Где Rv – это внутреннее сопротивление вольтметра, Rдоб1…3 – добавочные сопротивления, UmV – максимальное которое может измерять сам вольтметр, а U1…3 – которые он может измерять с добавочными сопротивлениями.
Сопротивления добавочных резисторов определяется по формуле:
Где m – масштабный коэффициент.
Если проводят измерения постоянных напряжений в несколько киловольт, то в большинстве случаев используют вольтметры электростатические, реже используют измерительные устройства других систем подключаемых через делитель:
Где резисторы R 1 , R 2 — резисторы выполняющие роль делителя, R изм. – измерительное сопротивление, с которого снимается напряжение.
Если измеряют переменные напряжения до единиц вольт, то используют аналоговыми, выпрямительными и цифровыми устройствами. От единиц до сотен вольт и частотном диапазоне до нескольких десятков килогерц применяют выпрямительные системы, электромагнитные, электродинамические приборы. Если частота достигает нескольких десятков мегагерц, то в таком случае напряжение измеряют термоэлектрическими и электростатическими приборами.
В действующих значениях, как правило градуируют шкалы приборов для измерения величин переменного тока. Поэтому при измерении необходимо это учитывать (если необходимо измерять амплитудные и средние значения, то их как правило пересчитывают по соответствующим формулам).
При проведении измерении в сетях переменного тока напряжением выше 1000 В могут использоваться как делители, так и трансформаторы напряжения или измерительные трансформаторы. Чаще используют трансформаторы, так как трансформатор не только понижает значение напряжения, но потенциально разделяет измерительную цепь от силовой. Измерения могут проводится теми же приборами, что и в выше описанных случаях. Схема включения приведена ниже:
Где FU1, FU2 – предохранители, защищающие измерительную цепь от короткого замыкания.
Внешний вид трансформатора однофазного:
Как видим, при проведении измерение различного рода напряжений могут использоваться как различного рода приборы (цифровые, аналоговые и т.д.), так и устройства (делители, трансформаторы). При проведении измерений важно учитывать каждый способ проведения измерений, для получения как можно более точного результата, а также корректного проведения измерительных работ.
Вольтметр в машине – достаточно редкая «фишка». Происходит это вероятно от того, что рядовой автомобилист вряд ли будет часто задумываться о напряжении, чего не скажешь о тех, кто любит все держать под контролем… Всегда быть в курсе «вольтов» поможет установка вольтметра в автомобиль самостоятельно!
Какой вольтметр выбрать?
Найти автомобильный вольтметр, да еще и прилично выглядящий, в магазинах чрезвычайно трудно. Происходит это от того, что с завода такое оборудование устанавливается буквально в единичные авто. Если отбросить тюнингованные приборы, то реально можно отыскать только вольтметры от ВАЗ-2107 и УАЗ.
Вольтметр от ВАЗовской «семерки» не имеет корпуса и это огромный минус. По «штату» он крепится к приборной панели и «голый» представляет собой ничем незащищенные обмотки на небольшом каркасе и стрелочку из мягкого металла…
УАЗовский же вольтметр – полноценный прибор в крепком корпусе. Единственный реальный минус – внешний вид. Он, как и положено для этого автомобиля, исключительно непритязательный, даже военный.
Дизайн и качества рассмотренных вольтметров вряд ли подойдут для красивого тюнинга. Поэтому тем, кто не просто добавляет функционал в свой автомобиль, а еще и учитывает дизайн интерьера салона, лучше поискать специализированный тюнингованный прибор.
Подключение вольтметра в автомобиль
В идеале, вольтметр нужно подключать на плюсовую клемму аккумулятора – тогда он будет показывать наиболее точное напряжение зарядки. От клеммы требуется провести провод в салон к тому месту, где будет установлен прибор. Перед началом работы, необходимо отключить аккумулятор, взять провод сечением около 0,5 мм и протянуть его в салон вдоль штатного жгута проводов. Вполне возможно, что для этого придется разбирать некоторые обшивки и .
Вольтметр должен работать только при включенном зажигании. При подключении же напрямую к клемме аккумулятора, он будет включен постоянно. Обойти эту проблему можно при помощи обычного электромеханического реле, которые в изобилии используются в любом автомобиле.
Подробно о том, и – вы можете прочитать по ссылкам. Установка вольтметра в автомобиль происходит по такой же схеме, а именно:
— Провод, идущий от аккумулятора на прибор, в данном случае является «силовым». В его разрыв и устанавливается реле, которое в выключенном состоянии размыкает этот провод, отключая вольтметр.
— Напряжение на «плюсовой» управляющий контакт реле берем из места, где оно появляется при включении зажигания. Это может быть все, что угодно – монтажный блок, провода замка зажигания и так далее.
— «Минус» вольтметра и второго управляющего контакта реле соединяем с «массой», то есть, прикручиваем к кузову стандартной .
Теперь при включении зажигания, будет срабатывать установленное реле, подключать вольтметр, а он, в свою очередь, показывать количество Вольт в бортовой сети.
Защита и подсветка вольтметра
На этом установка вольтметра в автомобиль может быть и закончена, но в идеале требуется выполнить еще два действия – одно для безопасности, а второе – для комфорта.
Чтобы защитить цепь питания вольтметра от , необходимо на провод, идущий от аккумулятора установить предохранитель. Сделать это очень просто, достаточно в подходящем месте перекусить этот провод, типа «мама» и надеть их на выводы флажкового предохранителя. Его номинал должен быть небольшим, например, 5А (Подробней о номиналах предохранителей – ). Клеммы, а для надежности, и сам предохранитель лучше .
И, наконец, заключительное действие – подсветка вольтметра. Она обязательно есть у всех приборов, которые помещены в корпус. Протянуть провод на контакт подсветки необходимо от туда, где появляется напряжение при включении габаритного освещения. «Минус» же подсветки, как правило, объединен с общей минусовой клеммой прибора, а она у нас уже соединяется с кузовом автомобиля.
Таким образом, проведя всего один дополнительный провод, мы получим не только работающий вольтметр, но и освещение его шкалы.
P.S. Подключать вольтметр к клемме аккумулятора нужно для того, чтобы он показывал максимально точное напряжение. Если же особая точность не требуется, можно подключить прибор к любому проводу в салоне автомобиля, на котором появляется напряжение при включении зажигания. Это гораздо проще и быстрее, не требует установки реле и предохранителя, так как электрическая цепь по умолчанию защищена заводским «защитником».
При таком подключении, показания вольтметра будут несколько ниже, чем в способе, подробно рассмотренном выше, потому что на пути от аккумулятора до салона напряжение может уменьшаться из-за большого количества разнообразных контактов и сопротивления на них.
Вы можете по подключению вольтметра на листе формата А4.
Распечатайте ее и возьмите с собой.
Размер файла 1,5 Мб, формат «jpg».
Как и любую физическую величину, напряжение можно измерить, для этого используется вольтметр. Но чтобы получить достоверные данные, его необходимо правильно подключить.
Принцип действия
Все устройства, которыми производятся измерения в электрических сетях, делятся на две группы: электромеханические и электронные.
Электромеханические аппараты
Это стрелочные приборы. Стрелка в них закреплена на рамке, на которую намотан провод. Эта катушка находится на одной оси с постоянным магнитом в приборах, используемых в сети постоянного тока, или с другой катушкой – в устройствах переменного напряжения.
Справка. Аппарат переменного тока в сети постоянного работать не будет, но устройство для измерения постоянного напряжения, если включить его через диодный мост, можно подключить в сеть переменного тока с потерей точности.
При прохождении тока по обмотке в ней наводится электромагнитное поле, взаимодействующее с магнитом или другой обмоткой, и рамка поворачивается. Вращению катушки со стрелкой препятствует пружина, поэтому угол поворота рамки соответствует току через неё и потенциалу на клеммах.
Для уменьшения колебаний стрелки устанавливается демпфер электромагнитный из алюминиевой пластины или пневматический, из поршня и цилиндра.
Для повышения точности стрелка снабжена противовесами, исключающими влияние силы тяжести, а сам механизм выполняется из легированной стали для уменьшения износа.
Электронные приборы
В электронных аппаратах чувствительным элементом является электронная плата, преобразующая входной сигнал в показания прибора. Питание такое устройство может получать от измеряемого напряжения или другого источника – внутренних батарей или внешнего питания.
Электронные вольтметры есть двух типов:
- Аналоговые. В них находится преобразователь входного сигнала в угол поворота стрелки, показывающий на шкале величину измеряемого напряжения. Недостаток аналоговых схем – в необходимости пересчитывать показания шкалы при изменении предела измерения;
- Цифровые. В таких приборах есть цифровой дисплей и преобразователь, отображающий входной сигнал в цифровом виде. При подключении устройства в сеть постоянного тока на табло показывается полярность подключения. Эти конструкции отличаются компактностью, а точность такого аппарата зависит от качества встроенного контроллера.
Подключение вольтметра
Напряжение на источнике питания или элементе цепи измеряется аппаратом, который подключается параллельно устройству.
Катушка прибора имеет низкое сопротивление, и при непосредственном включении в сеть ток будет большим. Для уменьшения потребляемого тока и влияния на электрическую сеть в цепь последовательно с аппаратом включаются добавочные сопротивления.
Важно! При включении вольтметра последовательно с нагрузкой он покажет напряжение источника питания с погрешностью из-за сопротивления нагрузки. Последовательно подсоединяют амперметр.
П остоянное напряжение
Способы измерения постоянного напряжения зависят от его величины:
- до 1 милливольта – цифровыми и аналоговыми аппаратами со встроенным усилителем;
- до 1000 вольт используют обычные аппараты различных систем;
- свыше 1 кВ измерения производятся электростатическими приборами, предназначенными для работы в высоковольтных сетях или обычными, включёнными через делитель.
Увеличение предела измерения производится включёнием последовательно с прибором добавочного сопротивления Rдоб. Для увеличения предела в n раз общее сопротивление также необходимо увеличить в n раз и, учитывая сопротивление прибора Rпр, Rдоб=Rпр*(n -1). Показания шкалы также умножаются на n .
Переменное напряжение
Методы и типы устройств для измерения в сетях переменного тока зависят от величины напряжения и частоты сети:
- до 1 вольта – цифровые и аналоговые устройства с усилителями;
- до 1кВ и частотой до десятков кГц – выпрямительные системы, электромагнитные, электродинамические приборы;
- при частоте до десятков мегагерц – термоэлектрические и электростатические аппараты.
Важно! Вольтметр переменного тока показывает действующее значение напряжения. При синусоидальной форме его величина в √3 (1,7) меньше амплитудного.
Расширение пределов измерения производится включением через разделительный или автотрансформатор, а также использованием добавочного сопротивления. Его величина рассчитывается аналогично измерениям в сети постоянного тока.
При использовании разделительного трансформатора показания прибора умножаются на коэффициент трансформации n =U1/U2.
Подключение вольтметра необходимо производить по определённым схемам. Это делается для того, чтобы показания прибора соответствовали параметрам сети.
Видео
Загрузка...