Робота з електричними мережами може виявитися необхідної в різних життєвих ситуаціях: ремонт автомобіля, прокладка проводки в будинку або на виробництві. Однією з величин, які часто потрібно виміряти при проведенні робіт подібного характеру, є напруга. Його можна визначити за допомогою спеціального приладу під назвою вольтметр. Про принципі його роботи, пристрої, а також способи підключення і піде мова нижче.
Пристрій і принцип дії
Якщо говорити про принцип дії, то всі пристрої такого типу, що дозволяють здійснювати різні виміри в електричних мережах, бувають 2 видів:
- електромеханічного типу;
- електронні.
Перша категорія представляє собою стрілочні пристрою. У них стрілка кріпиться до спеціальній рамі, куди намотаний кабель. Така котушка буде розташовуватися поруч з магнітом в тих пристроях, що зазвичай застосовуються для мереж з постійним струмом. Або поруч з іншого котушкою - якщо прилад призначається для струму змінного типу.
Тут слід уточнити, що модель, розрахована для мереж зі змінним характером струму, в мережі постійного працювати не буде.
Але якщо для підключення використовувати діодний міст, то здійснити необхідні вимірювання в мережі змінного струму він зможе, але з невеликою втратою точності.
Коли електричний струм проходить через обмотку, то в ній з'являється електромагнітне поле, яке здійснює взаємодію з магнітом або інший обмоткою, і відбувається поворот рамки. Обертатися котушці, де розташована стрілка, не дає пружина. З цієї причини кут повороту рамки буде відповідати току, який через неї йде, і потенціалу на клемах.
Для зниження стрілочних коливань в пристрої є електромагнітний демпфер.
Він може бути поршневим, виконаним з циліндра і поршня, або зробленим з алюмінієвої пластини. Щоб збільшити точність показань, стрілка має спеціальні противаги, що зводять до нуля вплив сили тяжіння. Та й сама система робиться з такого типу стали, як легована, щоб зменшує її знос.
Чутливий елемент в електронних аналогах - електронна плата, що здійснює трансформацію входить сигналу в приладові свідчення. Працювати цей пристрій може або від напруги, яке вимірюється, або від батарейок або зовнішнього живлення. Самі по собі електронні вольтметри діляться на 2 категорії:
- аналогові;
- цифрові.
У пристроях, що відносяться до першої категорії, присутній перетворювач вхідного сигналу в кут стрілочного повороту, який показує величину досліджуваної напруги, що відображається на шкалі. Мінусом таких пристроїв буде необхідність перерахунку показань шкали в разі зміни вимірювального межі.
Цифровий вольтметр оснащений відповідним дисплеєм, а також перетворювачем, завдяки яким сигнал набуває цифровий вигляд. Якщо пристрій підключається до мережі, де присутній постійний струм, на табло можна побачити полярність підключення. Відмінними рисами такого приладу буде компактність, а також точність. Правда, останній момент буде залежати від моделі вбудованого контролера.
Загальні рекомендації по підключенню
Тепер наведемо невеликі рекомендації, як правильно підключити вольтметр, щоб він показав максимально точні дані. Перший момент полягає в тому, що підключення приладу в електроланцюг не можна здійснювати послідовно, інакше він поламається через зниження струму . Підключення повинно здійснюватися лише паралельно, адже це не впливає на перебіг струму. І опір має бути великим.
Багато дуже часто плутають вольтметр з амперметром, в якому все буде навпаки.
Схема підключення приладу буде виглядати так, що для виміру напруги, яке присутнє в ланцюзі між 2 точками , він приєднується так, щоб включення було розташоване навпроти джерела живлення. Пристрій впливу на струм не надає через те, що пропускає його через себе. Тому його опір таке велике.
Для розширення діапазону вимірів можна під'єднати до обмотці пристрою додатковий резистор.
Тоді на вимірювач піде лише частина струму, що буде пропорційна опору приладу. Якщо нам відомо опір резистора у вольтметра, то можна буде визначити показник напруги.
Сам резистор встановлюється всередину вольтметра і одночасно використовується з метою зниження впливу різних чинників на результати вимірювань. Тому він робиться з матеріалу, який має максимально низький температурний коефіцієнт. Його опір буде менше, ніж в котушці, через що загальний опір не буде залежати від температурного режиму.
Постійна напруга
Якщо говорити про напругу постійного типу, то для виміру показників електричного кола слід мати так званий постійний тококомпенсатор. Хоча більш простим рішенням буде використання звичайного цифрового пристрою. Щоб виміряти значення, що починаються від десятків мілівольт і закінчуються сотнями вольт, застосовують такі пристрої:
- електродинамічні;
- електромагнітні;
- магнітоелектричні.
При такому типі вимірювань можна використовувати і додаткові опори.
Якщо здійснюється вимір такого типу напруги в кілька кіловольт, то зазвичай використовуються вольтметри електростатичного типу. Рідше - інші типи пристроїв, що підключаються через дільник.
Змінний струм
Щоб правильно заміряти характеристики змінного струму розглядаються пристроєм, потрібно мати так званий вимірювальний трансформатор. Він використовується для здійснення подібних вимірів і підвищення безпеки людей за рахунок того, що дозволяє отримати гальванічну розв'язку від ланцюга високої напруги. До речі, цей спосіб буде єдино правильним взагалі, адже по техніці безпеки заборонено проводити вимірювання без таких трансформаторів.
Використання подібних трансформаторів дасть можливість збільшити межі вимірювання пристроїв, тобто можна заміряти великі напруги і струми за допомогою низьковольтних і слабкострумових приладів. Якщо вимірюється змінний струм до значень в одиниці вольт, то застосовують:
- цифрові вольтметри;
- випрямні;
- аналогові.
Якщо до сотень вольт - електродинамічні, випрямні і електромагнітні. Якщо ж до кількох десятків мегагерц, то вимірювання потрібно проводити електростатичними і термоелектричними вольтметрами.
Установка на підсилювач
Установка вольтметра на підсилювач в машині здійснюється порівняно легко. Для її здійснення потрібні наступні елементи:
- ізоляційна стрічка;
- вольтметр;
- провід ПВС 3х75.
Спочатку в корпусі, де розташовується кишеньку над магнітолою, необхідно забезпечити отвір діаметром десь 1,6 міліметра, куди слід встановити відповідний роз'єм з підключеним до нього проводом.
Тепер необхідно пропустити провід до самого багажника, попутно прикріплюючи його за допомогою ізоляційної стрічки до кабелю живлення самого підсилювача, і закріпити на підсилюючих клемах. REM-кабель, що здійснює управління магнітолою, а також підсилювач підключаються до вольтметру, щоб він включався одночасно з ними. Саме завдяки цьому можна буде бачити точне напруга на підсилюючих клемах, коли в цьому є необхідність.
Дана система дуже проста в експлуатації, а витрати, які необхідні для її створення, дуже малі.
Як підключається до акумулятора?
Для успішного контролю стану заряду акумулятора автомобіля необхідно знати, як можна підключити вольтметр і здійснити правильну розшифровку його вимірів. З часу появи автомобілів, де за контроль над системами відповідає бортовий комп'ютер, необхідність в окремому пристрої відпала. Але такі машини може дозволити собі не кожен. Та й не скрізь в таких машинах реалізована функція спостереження за станом заряду акумулятора. А в зимовий час - це буде вкрай важливо.
Максимально відповідні реальності свідчення даватимуть пристрої, які підключені безпосередньо в приладову панель. І хоч встановити їх буває важкувато, це окупить себе з лишком, коли ви будете знати все про зарядку акумулятора вашого автомобіля.
Більшість пристроїв, які сьогодні можна знайти на ринку, для підключення в автомобіль мають 2 або 3 дроти для підключення до мережі. Останнім часом з'явилися і 4-контактні моделі. Але, як правило, більшість має три дроти, так що зупинимося на розгляді маркування саме 3-провідних моделей:
- провід червоного кольору означатиме плюс;
- чорний - мінус;
- білий відповідатиме за відключення і включення приладу, а також за управління яскравістю підсвічування.
Іноді трапляється так, що прилад світить дуже тьмяно або взагалі не працює. Причиною цього є трохи інша маркування кабелів. В такому випадку білий провід буде мінусом, а чорний - управляти приладом. Датчик напруги ставиться на місце, де зазвичай розташовуються годинник, але в ряді випадків буває так, що вільного місця немає на приладовій панелі, тому доводиться робити спеціальний отвір.
Говорячи безпосередньо про підключення, скажімо, що схем існує велика кількість.
Але ми розглянемо, як це здійснити на прикладі вольтметра, що оснащений імпульсним стабілізатором. Корпус пристрою може мати поверхню рельєфного типу. Тобто мова про те, що рамка навколо дисплея буде виступати над поверхнею автомобільної панелі. Через це вольтметр НЕ буде провалюватися всередину і стане приховувати нерівності країв саморобного отвори.
Зазвичай підключення вольтметра проводиться за допомогою трьох контактів, що розташовуються на корпусі датчика. Тоді для цього ще знадобиться чотирьохжильний кабель від звичайного комп'ютерного дисковода. Широкий роз'єм IDE-формату відрізається, а решта дроти прикріплюються за допомогою пайки до контактів проводки автомобіля. Четирехпіновий контакт забезпечує чудове поєднання і, якщо в цьому є необхідність, дозволяє швидко і без будь-яких серйозних зусиль і тимчасових витрат здійснити заміну вольтметра, якщо він вийшов з ладу.
Незалежно від того, яке вольтметр має будову, перед його установкою в автомобіль, слід детально вивчити схему проводки, а також уважно прочитати інструкцію, що йде в комплекті з пристроєм.
Детальніше дивіться далі.