Измеряет напряжение 30 В, ток 24,000 мА с погрешностью 0,01%+ 2 емр, RTD, термопары и сопротивление (Ом) для испытания датчиков и преобразователей. Следовательно, для измерения напряжений в высокоомных цепях необходимы вольтметры с большими входными сопротивлениями. Поэтому для измерения напряжения переменного и постоянного тока требуются разные измерительные приборы.

При измерении напряжения вольтметр включают параллельно исследуемому участку электрической цепи. Это приводит к изменению общего сопротивления цепи и перераспределению напряжения между её элементами. При наличии многопредельного магнитоэлектрического вольтметра измерения данным способом производят на двух смежных пределах, которым соответствует переходный множитель N = Rв2/Rв1.

Измерение очень высоких постоянных напряжений (например, на анодах кинескопов и осциллографических трубок) часто производится киловольтметрами. При одинаковом пределе измерений большее входное сопротивление имеет вольтметр, измеритель которого чувствительнее.

Как измерять напряжение вольтметром

При входном напряжении Ux < αUп1 напряжение на стабилитроне меньше Uст, сопротивление его достигает нескольких мегом и не влияет на работу прибора. При Ux >= αUп1 напряжение на стабилитроне достигает значения Uст, стабилитрон пробивается и надёжно шунтирует цепь измерителя.

Достоинством рассмотренной схемы защиты является эффективность её действия при любой полярности входного напряжения. Погрешность показаний вольтметра определяется классом точности его измерительного механизма, а также точностью подбора добавочных резисторов требуемого сопротивления и их стабильностью.

Кремниевый стабилитрон Д1 берётся с номинальным напряжением стабилизации Uст1= U1 и включается встречно по отношению к полярности измеряемого напряжения. При необходимости для обеспечения требуемого напряжения стабилизации соединяют последовательно несколько стабилитронов, напряжения стабилизации которых при этом суммируются.

При Ux >= Uст1 происходит пробой стабилитрона, при этом на нем падает напряжение: Uст1 = U1, а излишек напряжения Uх — U1 создаёт ток через измеритель. Поскольку прямое сопротивление кремниевых стабилитронов невелико, то при неправильной полярности включения измеряемого напряжения может иметь место сильная перегрузка измерителя.

В усилителях на электронных лампах, в отличие от транзисторных, управляющим параметром является не ток, а входное напряжение. Это позволяет создать на их основе вольтметр постоянного тока, имеющий очень высокое и неизменное по значению входное сопротивление на всех пределах измерений как высоковольтных, так и низковольтных. Если же напряжение Ux станет более отрицательным, то в связи с уменьшением анодного тока напряжение смещения снизится, т. е. оно получит положительное приращение.

Ионный ток сетки ослабляется с понижением анодного напряжения и напряжения накала. Признаком наличия сеточного тока является разница в установке нуля измерителя при разомкнутых и короткозамкнутых входных зажимах вольтметра. Резистор также защищает вольтметр от перегрузок при случайной подаче на входные зажимы большого положительного напряжения.

В одноламповых вольтметрах на низковольтных пределах ухудшается стабильность работы из-за уменьшения сопротивлений катодных резисторов. Требуемые пределы измерений могут подгоняться точным подбором сопротивлений резисторов Rк, однако при этом может потребоваться переналадка подстроечных потенциометров делителя.

Дифференциальный и компенсационный методы измерения постоянных напряжений

Другим способом достижения многопредельности является применение высокоомного ступенчатого делителя напряжения на входе измерительного каскада вольтметра. Входные делители напряжения упрощают схему и конструкцию многопредельного лампового вольтметра, облегчают процесс его наладки, позволяют существенно уменьшить потребное напряжение анодного питания.

Вольтметры постоянного тока могут быть выполнены на биполярных или полевых транзисторах. Точность измерений на других пределах зависит от точности подбора и стабильности сопротивлений высокоомных добавочных резисторов. Более устойчиво работают вольтметры, выполненные на основе балансной схемы транзисторного микроамперметра, например приведённой на рис. 10 и дополненной со стороны входа добавочными резисторами. В результате амплитуда генерируемых колебаний оказывается пропорциональной измеряемому напряжению, что обеспечивает высокую линейность шкалы измерителя.

Дифференциальный метод основан на частичном уравновешивании измеряемого напряжения известным напряжением и определении их разности. Через измеритель протекает ток I0, направление которого зависит от того, какое из приложенных к нему напряжений больше. При стабильном и известном напряжении U напряжение Uк целиком определяется отношением сопротивлений Rк.н/Rк. Предельное значение измеряемого напряжения Uп = U, наименьшее же его значение ограничивается ценой деления шкалы и составляет (0,02…0,05)U.

Использование делителя напряжения увеличивает общую погрешность измерений за счёт погрешности установки коэффициентов деления. В блоке компенсации напряжения Ux/N и Uo сравниваются компенсационным методом. Если они не равны, то выделяется разностное напряжение ΔU = Uo — Ux/N, которое после усиления и преобразования приводит в действие автоматику блока управления.

Помимо магнитоэлектрических вольтметров, для измерения постоянных напряжений широко применяются электронные вольтметры (ламповые и транзисторные). Селективный вольтметр — предназначен для измерения синусоидального напряжения в узкой полосе частот.