簡介
電壓表是測量電壓的一種儀器。由永磁體、線圈等構成。電壓表是個相當大的電阻器,理想的認為是斷路。初中階段實驗室常用的電壓表量程為0~3V和0~15V。
原理
傳統的指針式電壓表和電流表都是根據一個原理就是電流的磁效應。電流越大,所産生的磁力越大,表現出的就是電壓表上的指針的擺幅越大,電壓表内有一個磁鐵和一個導線線圈,通過電流後,會使線圈産生磁場,線圈通電後在磁鐵的作用下會發生偏轉,這就是電流表、電壓表的表頭部分。
由于電壓表要與被測電阻并聯,所以如果直接用靈敏電流計當電壓表用,表中的電流過大,會燒壞電表,這時需要在電壓表的内部電路中串聯一個很大的電阻,這樣改造後,當電壓表再并聯在電路中時,由于電阻的作用,加在電表兩端的電壓絕大部分都被這個串聯的電阻分擔了,所以通過電表的電流實際上很小,所以就可以正常使用了。
直流電壓表的符号要在V下加一個“_”,交流電壓表的符号要再V下加一個波浪線“~”。
液晶顯示數字電壓表的設計
在現代檢測技術中,常常需要用數字電壓表進行現場檢測,将檢測到的數據送入到微計算機系統,完成計算、存儲、控制和顯示等功能。因此,設計了一種實用的液晶顯示數字電壓表,其不僅能夠對直流電壓進行測量,還可以方便地進行量程的自動轉換、與計算機通信等功能,并在液晶顯示器上顯示。該液晶顯示數字電壓表采用AT89S52單片機為控制平台,重點設計了量程自動轉換、A/D轉換和液晶顯示等硬件功能電路和系統軟件。現場實驗顯示,該液晶顯示數字電壓表具有轉換速度快、可靠性高、性能穩定等優點,具有很好的使用價值。
技術參數
頻響範圍10Hz—10MHz基本精度±2%
輸入電阻,電容,過載電壓1mV—300mV:≥8MΩ≤40pF≤100V300mV—300V≥8MΩ≤20pF≤600V
直流輸出電壓-1V(逢10量程)
一般技術指标
工作溫度,濕度0℃—40℃≤90%RH
電源要求198V—242VAC475Hz—52.5Hz
功耗≤6VA
尺寸(W×H×D)240mm×140mm×280mm
重量約2.5kg
結構
電壓表是個大的電阻器,理想的認為是斷路。在并聯電路中并聯了電壓表(跟别的用電器并聯)和用電器,如果在幹路中沒有其他的用電器,可以認為測量電源電壓(因為并聯電路上的用電器全部享用了電源的電壓);如果幹路中還連接其他的用電器,那這個用電器就分享了部分電源電壓,那電壓表測的隻能是部分電壓(連接在哪個用電器就是哪個用電器的電壓)。
要知道在電壓表内,有一個磁鐵和一個導線線圈,通過電流後,會使線圈産生磁場,這樣線圈通電後在磁鐵的作用下會旋轉,這就是電流表、電壓表的表頭部分。
這個表頭所能通過的電流很小,兩端所能承受的電壓也很小(肯定遠小于1V,可能隻有零點零幾伏甚至更小),為了能測量實際電路中的電壓,需要給這個電壓表串聯一個比較大的電阻,做成電壓表。這樣,即使兩端加上比較大的電壓,可是大部分電壓都作用在加的那個大電阻上了,表頭上的電壓就會很小了。電壓表是一種内部電阻很大的儀器,一般應該大于幾千歐。表頭是跟據通電導體在磁場中受磁場力的作用而制成的。表内部有一永磁體,在極間産生磁場,在磁場中有一個線圈,線圈兩端各有一個遊絲彈簧,彈簧各連接表的一個接線柱,在彈簧與線圈間由一個轉軸連接,在轉軸相對于電流表的前端,有一個指針。當有電流通過時,電流沿彈簧、轉軸通過磁場,電流切磁感線,所以受磁場力的作用,使線圈發生偏轉,帶動轉軸、指針偏轉。由于磁場力的大小随電流增大而增大,所以就可以通過指針的偏轉程度來觀察電流的大小。
分類
用于測量直流電壓、交流電壓的機械式指示電表。分為直流電壓表和交流電壓表。
直流類型
主要采用磁電系電表和靜電系電表的測量機構。磁電系電壓表由小量程的磁電系電流表與串聯電阻器(又稱分壓器)組成,最低量程為十幾毫伏。為了擴大電壓表量程,可以增大分壓器的電阻值。例如用50微安的電流表形成250伏的電壓表時,要使分壓器與測量機構的總電阻值為250/[50×10^(-6)]=5×10^6歐=5兆歐,這相當于電壓表的内阻為20千歐/伏。為了避免電壓表的接入過多影響原工作狀态,要求電壓表有較高的内阻。用幾個電阻組成的分壓器和測量機構串聯,可形成多量程電壓表。靜電系電壓表的最低量程為幾十伏,擴大量程是靠改變電表内部結構和極間距離來達到。此外,電磁系電表的測量機構在理論上也可用于測量直流電壓。
交流類型
主要采用整流式電表、電磁系電表、電動系電表和靜電系電表的測量機構。除靜電系電壓表外,其他系電壓表都是用小量程電流表與分壓器串聯而成。也可用幾個電阻組成的分壓器與測量機構串聯而形成多量程電壓表。這些系的交流電壓表難于制成低量程的,最低量程在幾伏到幾十伏之間,而最高量程則約為1~2千伏。靜電系電壓表的最低量程約為30伏,而最高量程則可達很高。電力系統中用的高壓電壓表是由電壓額定量程為100伏的電磁系電壓表,結合适當電壓變比的電壓互感器組成。由于受測量機構線圈電感的限制,電磁系電壓表、電動系電壓表的使用頻率範圍較窄,上限頻率低于1~2千赫。電動系略優于電磁系。靜電系和熱電系電壓表的使用頻率範圍都較寬。整流式電壓表的上限使用頻率約幾千赫,但要注意,僅當交流電壓為正弦波形時,整流式電表讀數才是正确的。各系電壓表的各系電壓表的量程,使用頻率範圍、内阻以及能達到的最高準确級見表。
數顯類型
數顯電壓表是用模/數轉換器将測量電壓值轉換成數字形式并以數字形式表示的儀表适合環境溫度0~50℃濕度85%以下使用,在因磁場或高頻儀器,高壓火花,閃電等原因引起電壓異常時,在外部請使用電源線濾波器或非線性電阻等幹擾吸收電路。
使用維護
本文簡述了電流表與電壓表的使用維護方法.
1、合理選擇電流表
(1)根據被測量準确度要求,合理選擇電流表的準确度。一般地講,0.1-0.2級的磁電系電流表适合用于标準表及精密測量中;0.5-1.5級磁電系電流表适合用于實驗室中進行測量;1.0—5.0級磁電系儀表适合用于工礦企業中作為電氣設備運行監測和電氣設備檢修使用。
(2)根據被側電流大小選擇相應量限的電流表。量限過大會造成測量準确度下降,量限過小會造成電流表損壞。為充分利用儀表的準确度,應當按盡量使用标尺度的後1/4段的原則選擇儀表的量程。
(3)合理選擇電流表内阻。對電流表要求其内阻越小越好。
2、測量前的檢查
測量前,應檢查電流表指針是否對準“0”刻度線。如果沒對準,應調節“調零器”,使指針歸零。
3、電流表與被測電路的連接
(1)測量時,應将電流表串接于被測電路的低電位一側。
(2)測量直流時,需要注意電流表端鈕的符号,對單量限電流表,被測量電流應從标有“+”的端鈕流人電流表,從标有“—”的端鈕流出電流表;對多量限電流表,标有“*”的是公共端鈕,如果其他端鈕标有“+”符号.則應使被測電流從“+”端鈕流入,從“*”端鈕流出;如果其他端鈕标有“—”符号,則連接正好與上述情況相反。
4、正确讀數
讀數時,應讓指針穩定後再進行讀數,并盡旦保持視線與刻度盤垂直。如果刻度盤有反射鏡,應使指針和指針在鏡中的影保重合,以減小誤差。
5、維護方法
(1)由于磁電系電流表的過載能力很小,使用時一定要注意連接電路的極性和量限的選擇。
(2)若在測量中發現指針反向偏轉或正向偏轉超過标度尺上滿刻度線,應立即斷電停止測量,待連接正确或重新選擇更大量限的電流表後再進行測量。
(3)當測量工作完畢後,應先斷電源,再從測量電路中取下電流表,将其放置在幹燥、通風和陰涼的環境中。對靈敏度、準确度很高的微安表和毫安表,應用導線将正、負端鈕連接起來,以保護儀表的測量機構。
電壓表的使用維護方法與電流表的使用維護方法類同,還應注意以下幾點:
(1)測量時應将電壓表并聯接入被測電路。
(2)由于電壓表與負載是并聯的,要求内阻Rv遠大于負載電阻RL。
(3)測量直流時,先把電壓表的“—”瑞鈕接入被測電路的低電位端,然後再把“+”端鈕接入被測電路的高電位端。
(4)對多量限電壓表,當需要變換量限時,應将電壓表與被測電路斷開後,再改變量限。



















