El medidor de potencial es un instrumento utilizado para medir la diferencia de potencial (voltaje). su principio de funcionamiento se basa en los principios básicos de la electricidad y las características del circuito. el siguiente análisis simple se realiza desde los principios centrales, tipos comunes y escenarios de aplicación:
I. fundamentos de los principios básicos de funcionamiento
Diferencia de potencial y Ley de Ohm
La esencia de la medición del potencial es medir la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. Según la Ley de Ohm (v = ir), cuando la corriente I pasa por la resistencia r, se produce un voltaje V en ambos extremos de la resistencia. El medidor de potencial refleja la diferencia de potencial detectando señales de voltaje en el circuito.
Modo de conexión del circuito
Medición paralela: El medidor debe estar conectado en paralelo con el circuito medido, cuando la resistencia interna del medidor debe ser lo suficientemente grande (ideal es infinita) para evitar errores de medición causados por la desviación.
Emparejamiento de impedancias: para reducir el impacto en el circuito medido, la resistencia de entrada del medidor suele estar diseñada para ser muy alta (por ejemplo, la resistencia de entrada del rango de voltaje del multímetro puede alcanzar más de 10 mwh).
2. principio de funcionamiento de los medidores de potencial comunes
1. multímetro de puntero (archivo de tensión)
Principio de la cabeza del medidor magnetoeléctrico: utilizando el principio de la desviación de la fuerza de la bobina electrificada en el campo magnético, el tamaño de la corriente se refleja a través del ángulo de desviación del puntero de la cabeza del medidor, y luego la corriente se convierte en valor de tensión en combinación con la resistencia de serie (resistencia de tensión dividida).
Circuito de División de tensión: conecta resistencias de diferentes resistencias en serie y puede ampliar el rango de medición del voltaje de medición (como el voltaje de corriente continua y el voltaje de corriente alterna).
2. multímetro digital (dmm)
Conversión analógico - digital (adc):
El voltaje medido entra en el chip ADC después de la División de tensión o atenuación, convirtiendo la señal de voltaje analógico en señal digital.
Las señales digitales se calculan a través del procesador y se muestran como valores de voltaje (como la pantalla lcd).
3. osciloscopio (función de medición de tensión)
Visualización de ondas y medición de voltaje:
La señal de voltaje se introduce en el osciloscopio a través de la sonda, y después de la amplificación, se muestra la forma de onda de cambio de voltaje con el tiempo en la pantalla (como CRT o lcd).
El valor del voltaje se calcula a través de una escala vertical (volts / div) y una amplitud de onda, y se puede medir el voltaje de corriente continua, el voltaje de ca o el voltaje de pulso.
III. puntos técnicos clave
Diseño antiinterferencia:
Al medir un potencial débil (como el nivel de milivoltios), es necesario proteger la interferencia electromagnética (como el uso de cables de blindaje, puesta a tierra) para evitar que el ruido ambiental afecte los resultados de la medición.
Selección del rango:
Elija el rango adecuado de acuerdo con el tamaño de la tensión medida para evitar sobrecarga que dañe el instrumento o cause distorsión de la medición (como la función de rango automático del multímetro digital).
IV. escenarios de aplicación
Detección de circuitos electrónicos: medir el voltaje en ambos extremos del componente, el voltaje de salida de la fuente de alimentación, etc.
Investigación científica y laboratorio: El medidor de diferencia de potencial de alta precisión se utiliza en experimentos electroquímicos (como la medición del potencial de electrodos), adquisición de señales de sensores, etc.
Industria y mantenimiento: el osciloscopio se utiliza para detectar formas de onda de voltaje dinámico (como señales de pulso, señales de ca) en el circuito.
resumen
El núcleo del medidor de potencial es convertir la diferencia de potencial en una cantidad física legible (como desviación del puntero, visualización digital, forma de onda, etc.) a través del diseño del circuito y la conversión de señal, y su precisión y aplicabilidad dependen de la resistencia interna, la capacidad antiinterferencia y la elección del método de medición. En la aplicación práctica, es necesario seleccionar el tipo de instrumento adecuado de acuerdo con la escena y prestar atención a las especificaciones de operación para garantizar la precisión de la medición.