Potenciometriskais voltmetrs

Anonim

Potenciometriskais voltmetrs

3.nodaļa - DC ķēdes


DETAĻAS UN MATERIĀLI

  • Divas 6 voltu baterijas
  • Viens potenciometrs, viens pagrieziens, 10 kΩ, lineāro konusveida (Radio Shack katalogs # 271-1715)
  • Diviem augstas vērtības rezistoriem (katram ir vismaz 1 MΩ)
  • Sensitīvs sprieguma detektors (no iepriekšējā eksperimenta)
  • Analogais voltmetrs (no iepriekšējā eksperimenta)

Potenciometra vērtība nav kritiska: pieļaujama jebko no 1 kΩ līdz 100 kΩ. Ja esat izveidojis "precīzijas potenciometru", kas aprakstīts iepriekš šajā nodaļā, ieteicams to izmantot šajā eksperimentā.

Tāpat faktiskās resistoru vērtības nav kritiskas. Šajā konkrētajā eksperimentā, jo lielāka vērtība, jo labāk rezultāti. Tiem nav jābūt precīzi vienādām vērtībām.

Ja vēl neesat izveidojis jutīgo sprieguma detektoru, ieteicams to izveidot, pirms turpināt šo eksperimentu! Tas ir ļoti noderīgs, tomēr vienkāršs, testa aprīkojums, kurā jums nevajadzētu būt bez. Sprieguma detektora vietā varat izmantot ciparu multimeteru, kas iestatīts uz DC millivolt (DC mV) diapazonu, taču sprieguma detektors ir austiņu pamatā, jo tas parāda, kā jūs varat veikt precīzus sprieguma mērījumus, neizmantojot dārgus vai uzlabotus metru iekārtas. Tā paša iemesla dēļ es iesaku izmantot savu mājas mēraparātu multimetru, lai gan šim eksperimentam pietiek ar kādu voltmetru.

CROSS-REFERENCES

Elektrisko shēmu mācība, 1. sējums, 8. nodaļa: "DC mērīšanas shēmas"

MĀCĪBU MĒRĶI

  • Voltmetru noslogojums: tā cēloņi un tā risinājums
  • Izmantojot potenciometru kā mainīgā sprieguma avotu
  • Potenciometriskā sprieguma mērīšanas metode

SHEMATISKA DIAGRAMMA

Ilustrācija

INSTRUKCIJAS

Veidojiet divrezistoru sprieguma dalītāju, kas redzams diagrammas un attēla kreisajā pusē. Ja abiem augstas vērtības rezistoriem ir vienādas vērtības, akumulatora spriegums jāsadala uz pusēm, un katram rezistoram jābūt aptuveni 3 voltiem.

Mēra akumulatora spriegumu tieši ar voltmetru, pēc tam izmērot katra rezistora sprieguma kritumu. Vai jūs novērojat kaut ko neparastu par voltmetra rādījumiem "Potenciometriskais voltmetrs">
Vai ir kāds veids, kā padarīt "perfektu" voltmetru: tas, kas ir bezgalīgs pretestība un neveido strāvu no pārbaudāmās shēmas? Mūsdienu laboratorijas voltmetri tuvojas šim mērķim, izmantojot pusvadītāju "pastiprinātāju" shēmas, taču šī metode ir pārāk tehnoloģiski progresīva, lai students vai hobijs varētu dublēt. Daudz vienkāršāku un daudz vecāku tehniku ​​sauc par potenciometrisko vai nulles līdzsvara metodi. Tas nozīmē izmantot regulējamu sprieguma avotu, lai "līdzsvarotu" izmērīto spriegumu. Ja abi spriegumi ir vienādi, kā norāda ļoti jutīgs nulles detektors, regulējamo sprieguma avotu mēra ar parastu voltmetru. Tā kā abi sprieguma avoti ir vienādi viens otram, regulējamā avota mērīšana ir tāda pati kā mērīšana visā testa ķēdē, izņemot to, ka nav "trieciena" kļūdas, jo regulējamais avots nodrošina jebkuru strāvu, kas nepieciešama voltmetram. Tātad pārbaudāmā ķēde paliek neskarta, ļaujot izmērīt tā patieso sprieguma kritumu.

Lai uzzinātu, kā tiek īstenota potenciometriskā voltmetra metode, apskatiet sekojošo shematisko modeli:

Apļa simbols ar vārdu "null", kas rakstīts iekšā, nozīmē nulles detektoru. Tas var būt jebkura patvaļīgi jutīga skaitītāja kustība vai sprieguma indikators. Tās vienīgais mērķis šajā shēmā ir norādīt, kad ir nulles spriegums: ja regulējamais sprieguma avots (potenciometrs) ir tieši vienāds ar sprieguma kritumu pārbaudāmajā ķēdē. Jo jutīgāks ir šis nulles detektors, jo precīzāk regulējamais avots var tikt pielāgots, lai tas būtu vienāds ar pārbaudāmo spriegumu, un precīzāk var izmērīt testa spriegumu.

Veidojiet šo ķēdi, kā parādīts attēlā, un pārbaudiet tā darbību, mērot sprieguma kritumu vienam no liela izmēra rezistoriem testa ķēdē. Vispirms var būt vieglāk izmantot regulāro multimetru kā nulles detektoru, līdz jūs iepazīsieties ar potenciometra nulles indikatora pielāgošanas procesu un pēc tam nolasīsit voltmetru, kas savienots visā potenciometrā.

Ja jūs izmantojat strāvas padeves uztvērēju ar austiņām kā nulles skaitītāju, jums būs intermitējoši jāveido un jāpārtrauc kontakts ar testējamo ķēdi un jāuzklausa "noklikšķinot" skaņas. Dariet to, stingri nostiprinot vienu pārbaudes zondes testa ķēdi un atkal un atkal pieskaroties otrajam testa zondei uz citu testa ķēdi, atkal un atkal klausoties skaņās, kas norāda uz sprieguma starpību starp testa ķēdi un potenciometrs. Pielāgojiet potenciometru, līdz no austiņām nevar dzirdēt noklikšķināšanas skaņas. Tas norāda "nulles" vai "līdzsvarotu" stāvokli, un jūs varat izlasīt voltmetra rādījumu, lai redzētu, cik daudz strāvas ķēdes rezistorā ir izlādējies spriegums. Diemžēl austiņās balstītais nulles detektors nenorāda, vai potenciometra spriegums ir lielāks vai mazāks par testa ķēdes spriegumu, tāpēc jums būs jāuzklausa, lai samazinātu klikšķināšanas intensitāti, pagriežot potenciometru, lai noteiktu, vai jums ir nepieciešams regulējiet spriegumu augstāk vai zemāk.

Iespējams, ka potenciometrs ar vienu pagriezienu ("3/4 pagrieziena") ir pārāk stingrs regulēšanas ierīcei, lai mērīšanas ķēde būtu precīzi "nulle". Viena pagrieziena vienības vietā var izmantot vairāku pagrieziena potenciometru, lai iegūtu lielāku precizitāti, vai arī var izmantot iepriekš precīzā potenciometra ķēdi, kas aprakstīts iepriekšējā eksperimentā.

Pirms pastiprinātas voltmetru tehnoloģijas parādīšanās potenciometriskā metode bija vienīgā metode ļoti precīzu sprieguma mērījumu veikšanai. Pat tagad elektrisko standartu laboratorijas izmanto šo metodi kopā ar jaunāko skaitītāju tehnoloģiju, lai samazinātu mērītāja "trieciena" kļūdas un maksimizētu mērījumu precizitāti. Lai arī potenciometriskā metode prasa vairāk prasmju, nekā vienkārši savienot moderna digitālo voltmetru ar komponentu, un tā tiek uzskatīta par novecojušu visiem, bet precīzākiem mērīšanas lietojumiem, tas joprojām ir vērtīgs mācību process jaunajam elektronikas studentam un noderīgs metode hobijam, kam mājas laboratorijā trūkst dārgas ierīces.

DATORU SIMULĀCIJA

 Potenciometriskais voltmetrs v1 1 0 dc 6 v2 3 0 r1 1 2 1meg r2 2 0 1meg rnull 2 ​​3 10k rmeter 3 0 50k .dc v2 0 6 0.5 .print dc v (2, 0) v (2, 3) v (3, 0) .end 

Šī SPICE simulācija parāda faktisko spriegumu R 2 testēšanas ķēdē, nulles detektora spriegumu un spriegumu pāri regulējamam sprieguma avotam, jo ​​šis avots tiek regulēts no 0 voltiem līdz 6 voltiem ar 0, 5 voltu pakāpēm. Šīs simulācijas izejas laikā jūs ievērosiet, ka spriegums uz R 2 ir ievērojami ietekmēts, ja mērīšanas ķēde ir nesabalansēta, atgriežoties pie tā patiesā sprieguma tikai tad, ja nulles detektorā atrodas praktiski nulles spriegums. Šajā punktā, protams, regulējamā sprieguma avota vērtība ir 3, 000 volti: tā ir tieši vienāda ar (neietekmētu) testa ķēdes sprieguma kritumu.

Kāda ir mācība no šī simulācijas "peidžeris slēptās drukas">

  • ← Iepriekšējā lapa

  • Mācību grāmatas indekss

  • Nākamā lapa →