전압계
Voltmeter |
전압계는 전기 회로에서 두 점 사이의 전위차를 측정하는 데 사용되는 기기입니다.병렬로 연결되어 있습니다.일반적으로 저항이 높기 때문에 회로로부터 무시해도 될 정도의 전류를 소비합니다.
아날로그 전압계는 측정된 전압에 비례하여 포인터를 눈금에 걸쳐 움직이며, 검류계와 직렬 저항기로 구성할 수 있습니다.증폭기를 사용하는 미터기는 마이크로볼트 이하의 미세한 전압을 측정할 수 있습니다.디지털 전압계는 아날로그-디지털 변환기를 사용하여 전압을 수치로 표시합니다.
전압계는 다양한 스타일로 제작되며, 일부는 개별적으로 구동되며(예: 배터리로 구동), 다른 일부는 측정된 전압원으로 구동됩니다.패널에 영구적으로 장착된 계측기는 발전기 또는 기타 고정 기기를 모니터링하는 데 사용됩니다.일반적으로 전류와 저항을 멀티미터 형태로 측정할 수 있는 휴대용 기기는 전기 및 전자 작업에 사용되는 표준 테스트 장비입니다.전압으로 변환할 수 있는 모든 측정치는 적절히 보정된 계량기에 표시할 수 있습니다(예: 화학 공정 공장의 압력, 온도, 흐름 또는 레벨).
범용 아날로그 전압계는 풀스케일의 몇 %의 정확도를 가질 수 있으며, 전압의 극히 일부에서 수천 볼트까지의 전압에 사용됩니다.디지털 미터는 일반적으로 1% 이상의 높은 정확도로 만들 수 있습니다.특수교정된 시험기는 정밀도가 높고, 실험실 기구는 백만분의 몇 파트의 정밀도를 측정할 수 있습니다.정확한 전압계를 만드는 데 있어 문제 중 하나는 정확성을 확인하기 위한 교정입니다.실험실에서 Weston 셀은 정밀 작업을 위한 표준 전압으로 사용됩니다.정밀 전압 기준은 전자 회로에 기반하여 사용할 수 있습니다.
개략도 기호
회로 다이어그램에서 전압계는 원형 문자 V로 표시되며, 두 개의 새로운 선이 두 개의 측정 지점을 나타냅니다.
아날로그 전압계
계측기와 직렬로 저항을 삽입하여 가동 코일 검류계를 전압계로 사용할 수 있다.검류계에는 강한 자기장에 매달려 있는 가는 와이어 코일이 있습니다.전류가 인가되면 코일의 자기장과 정지 자석의 상호작용에 의해 토크가 생성되어 코일이 회전하는 경향이 있습니다.토크는 코일을 통과하는 전류에 비례합니다.코일이 회전하면서 회전에 반대되는 스프링을 압축합니다.따라서 코일의 처짐은 전류에 비례하며, 이는 인가 전압에 비례합니다. 인가 전압은 눈금의 포인터로 표시됩니다.
계측기의 설계 목표 중 하나는 회로를 가능한 한 적게 교란하는 것이며, 따라서 계측기는 작동하기 위해 최소 전류를 소비해야 합니다.이는 감응형 검류계를 고저항과 직렬로 사용하여 달성한 다음 전체 계측기를 검사된 회로와 병렬로 연결합니다.
이러한 미터의 감도는 미터 회로의 옴 저항 수를 풀 스케일 측정값으로 나눈 값인 "볼트당 옴"으로 나타낼 수 있습니다.예를 들어 전압당 1000옴의 감도를 가진 미터는 풀 스케일 전압에서 1밀리암페어를 소비합니다. 풀 스케일 전압인 경우 계측기 단자의 저항은 200,000옴이고 풀 스케일에서는 미터기가 테스트 대상 회로에서 1밀리암페어를 소비합니다.멀티 레인지 계측기의 경우 계측기가 다른 레인지로 전환됨에 따라 입력 저항이 달라집니다.
영구 자기장이 있는 이동 코일 계기는 직류에만 반응합니다.AC 전압을 측정하려면 코일이 한 방향으로만 편향되도록 회로에 정류기가 필요합니다.일부 이동 코일 계측기는 한쪽 끝이 아닌 눈금 중앙에 영점을 두고 제작되기도 합니다. 이러한 계측기는 전압이 극성을 역전할 때 유용합니다.
정전 원리로 작동하는 전압계는 스프링에 부착된 포인터를 꺾기 위해 충전된 두 플레이트 간의 상호 반발력을 사용합니다.이 유형의 미터는 무시해도 될 정도의 전류를 흘리지만 약 100V 이상의 전압에 민감하며 교류 또는 직류 전류로 작동합니다.
증폭 전압계
미터 포인터를 꺾는 데 필요한 전류가 테스트 대상 회로가 아닌 앰프와 전원 공급기를 통해 공급되는 경우 전압계의 감도 및 입력 저항을 높일 수 있습니다.입력과 미터 사이의 전자 증폭기는 두 가지 이점을 제공합니다. 감도가 높을 필요가 없기 때문에 견고한 이동 코일 계측기를 사용할 수 있고 입력 저항을 높게 하여 테스트 대상 회로에서 유입되는 전류를 줄일 수 있습니다.증폭 전압계의 입력 저항은 대개 1, 10, 또는 20메가옴으로 선택한 범위와 무관합니다.한때 인기 있었던 이 계측기는 증폭 회로에 진공관을 사용하여 VTVM(Vacuum tube voltage)이라고 불렀습니다. 이러한 계측기는 거의 항상 로컬 AC 라인 전류에 의해 구동되므로 특별히 휴대할 수 없었습니다.오늘날 이러한 회로는 전계효과 트랜지스터(FET-VM)를 사용하는 솔리드 스테이트 앰프를 사용하며 휴대용 디지털 멀티미터 및 벤치 및 실험실 기기에 나타납니다.이들은 가장 저렴한 가격대를 제외하고는 대부분 증폭되지 않은 멀티미터를 대체했다.
대부분의 VTVM 및 FET-VM은 DC 전압, AC 전압 및 저항 측정을 처리합니다. 최신 FET-VM은 전류 측정 및 기타 기능도 추가합니다.VTVM 또는 FET-VM의 특수한 형태는 AC 전압계입니다.이러한 계측기는 AC 전압 측정에 최적화되어 있습니다.일반적인 다기능 디바이스보다 훨씬 넓은 대역폭과 뛰어난 감도를 갖추고 있습니다.
디지털 전압계
디지털 전압계(DVM)는 전압을 디지털 값으로 변환하여 알 수 없는 입력 전압을 측정한 다음 전압을 수치 형식으로 표시합니다.DVM은 보통 통합 컨버터라고 불리는 특별한 유형의 아날로그-디지털 컨버터를 중심으로 설계됩니다.
DVM 측정 정밀도는 온도, 입력 임피던스, DVM 전원 전압 변화 등 많은 요인에 의해 영향을 받습니다.저렴한 DVM의 입력 저항은 10MΩ 정도인 경우가 많습니다.정밀 DVM은 낮은 전압 범위(20V 미만 등)에서 1GΩ 이상의 입력 저항을 가질 수 있습니다.DVM의 정확도가 제조업체의 지정된 공차 내에 있도록 하려면 Weston 셀과 같은 전압 표준에 따라 주기적으로 보정해야 합니다.
최초의 디지털 전압계는 1954년 [1]비선형 시스템의 Andrew Kay(나중에 Kaypro의 설립자)에 의해 발명 및 생산되었습니다.
단순 AC 전압계는 파형의 평균 값에 반응하는 DC 측정 회로에 연결된 정류기를 사용합니다.정류된 파형의 평균 값과 RMS 값 사이의 고정 관계를 가정하여 파형의 루트 평균 제곱 값을 표시하도록 미터를 교정할 수 있습니다.파형이 교정에서 가정한 사인파를 크게 벗어나면 미터가 부정확하게 되지만, 단순한 파형 모양의 경우 일정한 계수를 곱하여 판독값을 수정할 수 있습니다.초기 "참 RMS" 회로는 파형의 RMS 값에만 반응하는 열 변환기를 사용했습니다.최신 계측기는 입력 값의 제곱을 전자적으로 계산하고 평균을 구한 다음 값의 제곱근을 계산하여 RMS 값을 계산합니다.이를 통해 다양한 파형에 대해 정확한 RMS를 측정할 수 있습니다.[2]
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ Markoff, John (5 Sep 2014). "Andrew Kay, Pioneer in Computing, Dies at 95". Obituary. New York Times. Retrieved 7 September 2014.
- ^ "What is True RMS Measurement? RMS Vs True RMS". Electrical Volt. 2018-09-19. Retrieved 2021-10-14.
외부 링크
