Работата с електрически мрежи може да е необходима в различни житейски ситуации: ремонт на автомобили, окабеляване в къщата или на работното място. Едно от величините, които често трябва да се измерват при извършване на работа от този характер, е напрежението. Може да се определи с помощта на специално устройство, наречено волтметър. Принципът на неговата работа, устройството, както и методите за свързване ще бъдат разгледани по-долу.
Устройство и принцип на действие
Ако говорим за принципа на работа, тогава всички устройства от този тип, които позволяват различни измервания в електрическите мрежи, са от 2 вида:
- електромеханичен тип;
- електронни.
Първата категория са комутационните устройства. В тях стрелката е прикрепена към специална рамка, където кабелът е навит. Такава намотка ще бъде разположена до магнита в тези устройства, които обикновено се използват за мрежи с постоянен ток. Или до друга намотка - ако устройството е предназначено за променлив ток.
Тук трябва да се изясни, че моделът, изчислен за мрежи с променлив характер на тока, няма да работи постоянно в мрежата.
Но ако за свързване се използва диоден мост, той ще може да извършва необходимите измервания в променливотоковата мрежа, но с лека загуба на точност.
Когато през намотката преминава електрически ток, в нея се появява електромагнитно поле, което взаимодейства с магнит или друга намотка и рамката се върти. Пружината не позволява на намотката да се върти там, където се намира стрелката. Поради тази причина ъгълът на въртене на рамката ще съответства на тока, който преминава през нея и потенциала на клемите.
За да се намалят трептенията на стрелките, устройството има електромагнитен амортисьор.
Той може да бъде бутален, направен от цилиндър и бутало, или от алуминиева плоча. За да се увеличи точността на отчитанията, стрелката има специални противотежести, които обезсилват ефекта на гравитацията. А самата система е направена от този тип стомана, като легирана, за да се намали нейното износване.
Сензорният елемент в електронните аналози е електронна платка, която преобразува входящия сигнал в показания на инструмента. Това устройство може да работи или от измереното напрежение, или от батерии или външно захранване. Сами по себе си електронните волтметри са разделени на 2 категории:
- аналогов;
- дигитален.
В устройства, принадлежащи към първа категория, има преобразувател на входния сигнал към ъгъла на избирателната активност, който показва стойността на изследваното напрежение, която се показва на скалата. Недостатъкът на такива устройства ще бъде необходимостта от преизчисляване на показанията на скалата в случай на промяна в границата на измерване.
Цифровият волтметър е оборудван със съответния дисплей, както и с преобразувател, благодарение на който сигналът става цифров. Ако устройството е свързано към мрежа, където има постоянен ток, полярността на връзката може да се види на дисплея. Отличителните характеристики на такова устройство ще бъдат както компактността, така и точността. Вярно е, че последната точка ще зависи от модела на вградения контролер.
Общи препоръки за свързване
Сега ще дадем малки препоръки как правилно да свържете волтметър, така че той да показва най-точните данни. Първата точка е, че устройството не може да бъде свързано последователно към електрическата верига, в противен случай ще се счупи поради намаляване на тока . Връзката трябва да се извършва само паралелно, тъй като това не влияе на текущия поток. А съпротивлението трябва да е голямо.
Много хора много често бъркат волтметър с амперметър, при който всичко ще бъде обратно.
Схемата на свързване на устройството ще изглежда така, че за да се измери напрежението, което присъства във веригата между 2 точки , то е свързано така, че превключвателят да е разположен срещу източника на захранване. Устройството не влияе на тока поради факта, че го преминава през себе си. Ето защо неговата съпротива е толкова голяма.
За да се разшири обхватът на измерване, към намотката на устройството може да се свърже допълнителен резистор.
Тогава само част от тока ще отиде към измервателния уред, който ще бъде пропорционален на съпротивлението на устройството. Ако знаем съпротивлението на резистора на волтметъра, тогава ще бъде възможно да се определи индикаторът на напрежението.
Самият резистор е инсталиран във волтметъра и едновременно се използва за намаляване на влиянието на различни фактори върху резултатите от измерването. Следователно той е направен от материал, който има възможно най-ниския температурен коефициент. Съпротивлението му ще бъде по-малко, отколкото в бобината, поради което общото съпротивление няма да зависи от температурния режим.
Постоянен натиск
Ако говорим за постоянно напрежение, тогава за измерване на показателите на електрическа верига трябва да имате така наречения компенсатор на постоянен ток. Въпреки че по-просто решение би било използването на конвенционално цифрово устройство. За измерване на стойности, започващи от десетки миливолта и завършващи със стотици волта, се използват следните устройства:
- електродинамичен;
- електромагнитни;
- магнитоелектрически.
При този тип измерване могат да се използват и допълнителни съпротивления.
Ако този тип напрежение се измерва в няколко киловолта, обикновено се използват електростатични волтметри. По-рядко - други видове устройства, които са свързани чрез разделител.
Променлив ток
За да измервате правилно характеристиките на променливия ток с въпросното устройство, трябва да имате така наречения инструментален трансформатор. Той се използва за извършване на такива измервания и повишаване на безопасността на хората, като позволява да се получи галванична изолация от веригата за високо напрежение. Между другото, този метод ще бъде единственият правилен като цяло, тъй като от съображения за безопасност е забранено да се правят измервания без такива трансформатори.
Използването на такива трансформатори ще направи възможно увеличаването на границите на измерване на устройствата, т.е. можете да измервате високи напрежения и токове с помощта на устройства с ниско напрежение и слаб ток. Ако променлив ток се измерва до стойности в единици волта, тогава приложете:
- цифрови волтметри;
- коригиращ;
- аналогов.
Ако до стотици волта - електродинамични, токоизправителни и електромагнитни. Ако е до няколко десетки мегагерца, тогава измерванията трябва да се извършват с електростатични и термоелектрични волтметри.
Инсталация на усилвател
Инсталирането на волтметър на усилвател в автомобил е относително лесно. За да се приложи, ще са необходими следните елементи:
- изолационна лента;
- волтметър;
- тел PVA 3x75.
Първо, в случая, когато се намира джоба над магнетофона, трябва да пробиете отвор с диаметър около 1,6 милиметра, където трябва да инсталирате подходящия съединител с тел, свързан към него.
Сега трябва да прокарате проводника към самия багажник, като едновременно го прикрепите с електрическа лента към захранващия кабел на самия усилвател и го фиксирате на усилвателните клеми. REM кабелът, който управлява радиото, както и усилвателят, са свързани към волтметър, така че да се включва едновременно с тях. Благодарение на това ще бъде възможно да се види точното напрежение на усилващите клеми, когато е необходимо.
Тази система е много лесна за работа и разходите, необходими за нейното изграждане, са много ниски.
Как се свързва с батерията?
За да наблюдавате успешно състоянието на зареждане на автомобилна батерия, трябва да знаете как можете да свържете волтметър и правилно да декодирате измерванията му. От появата на автомобилите, където бордовият компютър е отговорен за управлението на системите, необходимостта от отделно устройство изчезна. Но не всеки може да си позволи такива автомобили. И не навсякъде в такива машини е внедрена функцията за наблюдение на състоянието на зареждането на батерията. А през зимата ще бъде изключително важно.
Най-реалистичните показания ще бъдат дадени от устройства, които са свързани директно към таблото. Въпреки че те могат да бъдат трудни за инсталиране, изплаща се, когато знаете всичко за зареждането на батерията на автомобила си.
Повечето устройства, които днес могат да бъдат намерени на пазара, имат 2 или 3 проводника за свързване към електрическата мрежа. Наскоро се появиха 4-пинови модели. Но, като правило, повечето имат три проводника, така че нека се съсредоточим върху маркирането на маркировката на 3-проводни модели:
- червена жица ще означава плюс;
- черно - минус;
- бялото ще бъде отговорно за изключването и включването на устройството, както и за контрола на яркостта на подсветката.
Понякога се случва устройството да свети много слабо или изобщо да не работи. Причината за това е малко по-различна маркировка на кабела. В този случай бялата жица ще бъде минус, а черната ще управлява устройството. Сензорът за напрежение се поставя на мястото, където обикновено се намира часовникът, но в някои случаи се случва да няма свободно място на таблото, така че трябва да направите специална дупка.
Говорейки директно за връзката, нека кажем, че има голям брой схеми.
Но ще разгледаме как да направим това, като използваме примера на волтметър, който е оборудван с импулсен стабилизатор. Тялото на устройството може да има релефна повърхност. Тоест говорим за факта, че рамката около дисплея ще стърчи над повърхността на панела на автомобила. Поради това волтметърът няма да падне навътре и ще скрие неравните ръбове на самоделната дупка.
Обикновено волтметърът е свързан чрез три контакта, които са разположени на корпуса на сензора. Тогава за това все още се нуждаете от четирижилен кабел от конвенционално компютърно устройство. Широкият IDE конектор е отрязан, а останалите проводници са запоени към щифтовете на автомобила. Четирипиновият контакт осигурява отлична връзка и при необходимост ви позволява бързо и без никакви сериозни усилия и време да замените волтметъра, ако той не успее.
Независимо кой волтметър има конструкция, преди да го инсталирате в автомобил, трябва да проучите подробно електрическата схема и също така внимателно да прочетете инструкциите, приложени към устройството.
Вижте по-долу за повече подробности.