Измерение напряжения. Виды и принцип измерений. Особенности
Измерение напряжения на практике приходится выполнять довольно часто. Напряжение измеряют в радиотехнических, электротехнических устройствах и цепях и т.д. Вид переменного тока может быть импульсным или синусоидальным. Источниками напряжения являются химические элементы или генераторы тока.
Напряжение импульсного тока имеет параметры амплитудного и среднего напряжения. Источниками такого напряжения могут быть импульсные генераторы. Напряжение измеряется в вольтах, имеет обозначение «В» или «V». Если напряжение переменное, то впереди ставится символ «
~», для постоянного напряжения указывается символ «-». Переменное напряжение в домашней бытовой сети маркируют ~220 В.На аккумуляторах и гальванических элементах при указании напряжения знак «-» не используют, а ставят только цифры, например, «1,5 В». На корпусе гальванического элемента обязательно присутствует обозначение «+» возле положительного полюса.
В практических электротехнических измерениях применяются кратные единицы: милливольты, киловольты и т.д.
Переменное напряжение имеет полярность, которая изменяется с течением времени. В бытовой сети напряжение изменяет полярность 50 раз за секунду, что означает частоту 50 герц. Постоянное напряжение имеет неизменную полярность. Поэтому для замеров напряжений переменного и постоянного тока применяют измерительные приборы, имеющие отличие в устройстве – вольтметры. Они могут быть цифровыми или аналоговыми (стрелочные). Однако существуют универсальные приборы, которые способны измерить постоянное и переменное напряжение, не переключая режимы.
Для начала измерений измерительный прибор соединяют параллельно с выводами источника питания или нагрузки специальными щупами.
Кроме вольтметров для измерения напряжения используют электронные осциллографы.
Это приборы, предназначенные для измерения и контроля характеристик электрических сигналов. Осциллографы работают на принципе отклонения электронного луча, который выдает изображение значений переменных величин на дисплее.
Согласно нормативным документам величина напряжения в бытовой сети должна быть равной 220 вольт с точностью отклонений 10%, то есть напряжение может меняться в интервале 198-242 вольта. Если в вашем доме освещение стало более тусклым, лампы стали часто выходить из строя, либо бытовые устройства стали работать нестабильно, то для выяснения и устранения этих проблем для начала необходимо измерение напряжения в сети.
Перед измерением следует подготовить имеющийся измерительный прибор к работе:
- Проверить целостность изоляции контрольных проводов со щупами и наконечниками.
- Установить переключатель на переменное напряжение, с верхним пределом 250 вольт или выше.
- Вставить наконечники контрольных проводов в гнезда измерительного прибора, например, мультиметра. Чтобы не ошибиться, лучше смотреть на обозначения гнезд на корпусе.
- Включить прибор.
На мультиметре выбрана граница измерений 700 вольт.
Некоторые приборы требуют для измерения напряжения устанавливать в нужное положение несколько разных переключателей: вид тока, вид измерений, а также вставить наконечники проводов в определенные гнезда. Конец черного наконечника в мультиметре воткнут в гнездо СОМ (общее гнездо), красный наконечник вставлен в гнездо с обозначением «V». Это гнездо является общим для измерения любого вида напряжения. Гнездо с маркировкой «ma» применяется для замеров небольших токов. Гнездо с обозначением «10 А» служит для измерения значительной величины тока, который может достичь 10 ампер.
Если измерять напряжение со вставленным проводом в гнездо «10 А», то прибор выйдет из строя, или сгорит предохранитель. Поэтому при выполнении измерительных работ следует быть внимательным. Наиболее часто ошибки возникают в случаях, когда сначала измеряли сопротивление, а затем, забыв переключить на другой режим, начинают измерение напряжения. При этом внутри прибора сгорает резистор, отвечающий за измерение сопротивления.
После подготовки прибора, можно начинать измерения. Если при включении мультиметра на индикаторе ничего не появляется, это означает, что элемент питания, расположенный внутри прибора, отслужил свой срок и требует замены. Чаще всего в мультиметрах стоит «Крона», выдающая напряжение 9 вольт. Срок ее службы составляет около года, в зависимости от производителя. Если мультиметром долго не пользовались, то крона все равно может быть неисправной. Если батарейка исправна, то мультиметр должен показать единицу.
Щупы проводов необходимо вставить в розетку или прикоснуться ими к оголенным проводам.
На дисплее мультиметра сразу появится величина напряжения сети в цифровом виде. На стрелочном приборе стрелка отклонится на некоторый угол. Стрелочный тестер имеет несколько градуированных шкал. Если их внимательно рассмотреть, то все становится понятным. Каждая шкала предназначена для определенных измерений: тока, напряжения или сопротивления.
Граница измерений на приборе была выставлена на 300 вольт, поэтому нужно отсчитывать по второй шкале, имеющий предел 3, при этом показания прибора необходимо умножить на 100.
Шкала имеет цену деления, равной 0,1 вольта, поэтому получаем результат, изображенный на рисунке, около 235 вольт. Этот результат находится в допустимых пределах. Если при измерении показания прибора постоянно меняются, возможно, плохой контакт в соединениях электрической проводки, что может привести к искрению и неисправностям в сети.
Источниками постоянного напряжения являются аккумуляторы, низковольтные блоки питания или батарейки, напряжение которых не более 24 вольт. Поэтому прикосновение к полюсам батарейки не опасно, и нет необходимости в специальных мерах безопасности.
Для оценки работоспособности батарейки или другого источника, необходимо измерение напряжения на его полюсах. У пальчиковых батареек полюсы питания расположены на торцах корпуса. Положительный полюс маркируется «+».
Постоянный ток измеряется аналогичным образом, как и переменный. Отличие заключается только в настройке прибора на соответствующий режим и соблюдении полярности выводов.
Напряжение батарейки обычно обозначено на корпусе. Но результат измерения еще не говорит об исправности батарейки, так как при этом измеряется электродвижущая сила батарейки. Продолжительность эксплуатации прибора, в котором будет установлен элемент питания, зависит от его емкости.
Для точной оценки работоспособности батарейки, необходимо проводить измерение напряжения при подключенной нагрузке. Для пальчиковой батарейки в качестве нагрузки подойдет обычная лампочка для фонарика на 1,5 вольта. Если напряжение при включенной лампочке снижается незначительно, то есть, не более, чем на 15%, следовательно, батарейка пригодна для работы. Если напряжение падает значительно сильнее, то такая батарейка может еще послужить только в настенных часах, которые расходуют очень мало энергии.
Похожие темы:
- Измерение тока. Виды и приборы. Принцип измерений и особенности
- Измерение сопротивления изоляции. Методика и приборы. Порядок
- Ток и напряжение. Виды и правила.
Работа и характеристики - Измерение магнитных полей. Виды и применение. Особенности
Работа и характеристикиКак называется прибор проверки напряжения
Статьи › Куда звонить › Скачет напряжение в доме куда звонить
Прибор для измерения напряжения — вольтметр.
- Прибор для измерения напряжения называется вольтметр.
- Для измерения напряжения и тока в электрических цепях используются амперметры и вольтметры.
- Мультиметр является универсальным инструментом для измерения напряжения, тока и сопротивления.
- Напряжение измеряется в вольтах (В).
- Амперметр подключается параллельно в электрическую цепь.
- Для измерения напряжения мультиметром в розетке необходимо выбрать функцию измерения переменного напряжения, присоединить наконечники щупов к розетке и посмотреть на результат на дисплее.
- Единицей измерения напряжения в СИ является вольт (В).
- Напряжение измеряется специальным прибором — вольтметром.
- Как называется штука для проверки напряжения
- Как называется прибор для определения напряжения и как он включается на участке цепи
- Какой прибор используют для измерения напряжения В электрической цепи
- Чем можно проверить напряжение
- Как проверит напряжение
- В чем измеряется электрическое напряжение
- Как называется прибор для измерения цепи
- В чем измеряется напряжение
- Как называется прибор электрика
- Какие есть приборы для измерения
- Какие бывают электрические приборы
- Как узнать есть ли скачки напряжения
- Как проверить напряжения В доме
- Сколько должно быть напряжение В розетке
- Как измерить напряжения в сети
- Как называется прибор с помощью которого можно измерить электрический заряд
- Как называют прибор для измерения силы
- Как называется прибор который используется для измерения переменного или постоянного напряжения в цепях переменного и постоянного тока
- Чему равна сила тока
- Чем отличается вольтметр и мультиметр
- Чем измеряется напряжение в цепи
- Сколько ампер ток В розетке
- Какой ток В сети 220 вольт переменный или постоянный
- Как проверить индикатор напряжения
- Сколько стоит указатель напряжения
- Как измерить потери напряжения
Как называется штука для проверки напряжения
Как называется аппарат для измерения напряжения? Прибор для измерения напряжения — вольтметр.
Как называется прибор для определения напряжения и как он включается на участке цепи
Для измерения напряжения используют прибор, который называется вольтметр.
Какой прибор используют для измерения напряжения В электрической цепи
Измерения силы тока и напряжения в электрических цепях. Амперметр и вольтметр Для измерения токов и напряжений в электрических цепях используются амперметры и вольтметры, основным элементом которых служит гальванометр — прибор, предназначенный для измерения величин токов.
Чем можно проверить напряжение
Мультиметр — это универсальный портативный ручной электронный инструмент, предназначенный для измерения постоянного и переменного напряжения, постоянного и переменного тока, сопротивления.
Как проверит напряжение
Как измерить напряжение мультиметром в розетке:
- Выбрать функцию измерения переменного напряжения мультиметра, выставив максимальный диапазон измерений.
- Присоединить наконечники щупов к розетке, нащупав провод внутри.
- Посмотреть на результат, который отображается на дисплее.
В чем измеряется электрическое напряжение
Напряже́ние | |
|---|---|
U, V | |
Размерность | L2MT-3I-1 |
Единицы измерения | |
СИ | вольт |
Как называется прибор для измерения цепи
Как называется электроизмерительный прибор для измерения напряжения и как он подключается в электрическую цепь? Амперметр, параллельно.
В чем измеряется напряжение
Единицей напряжения называют вольт (В). Один Вольт выражается в разности потенциалов двух точек электрического поля, силы которого совершают работу в 1 Дж для перемещения заряда в 1 Кл из первой точки во вторую. Измеряют напряжение специальным прибором — вольтметром.
Как называется прибор электрика
Амперметры — для измерения силы электрического тока; вольтметры и потенциометры — для измерения электрического напряжения; омметры — для измерения электрического сопротивления; мультиметры (иначе тестеры, авометры) — комбинированные приборы
Какие есть приборы для измерения
Измерительные приборы и инструмент:
- Высотомеры
- Штангенрейсмасы
- Штангенциркули
- Микрометры
- Микрометрические головки
- Нутромеры
- Угломеры
- Уровни
Какие бывают электрические приборы
Амперметры (измерители тока) вольтметры (измерители напряжения) ваттметры (измерители мощности) мультиметры (иначе тестеры, авометры) — комбинированные приборы
Как узнать есть ли скачки напряжения
Падение и перепады напряжения можно определить по миганию лампочек, их тусклому свету, слабой работе нагревательных приборов и при резком выключении и включении электротехники.
Как проверить напряжения В доме
Проверка напряжения тестером
В качестве вольтметра в домашних условиях можно применить тестер, являющийся универсальным прибором, с помощью которого также можно измерить сопротивление и силу тока. Указатель вида работ на тестере устанавливается напротив риски обозначением V~, что означает переменное напряжение.
Сколько должно быть напряжение В розетке
Согласно межгосударственному стандарту ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009) «Напряжения стандартные», сетевое напряжение должно составлять 230 В ± 10 % при частоте 50±0,2 Гц (межфазное напряжение 400 В, напряжением фаза-нейтраль 230 В, четырёхпроводная схема включения «звезда»).
Как измерить напряжения в сети
Чтобы измерить напряжение 380 Вольт мультиметром, соединяем щупы мультиметра с двумя гребенками. Идеальный показатель между шинами составляет 380 Вольт, а между одной гребенкой и заземлением должно быть 220 Вольт. Это норма, но вы можете увидеть на дисплее повышенное или же пониженное напряжение.
Как называется прибор с помощью которого можно измерить электрический заряд
Электроско́п (от греческого слова «электрон» и skopeo — наблюдать, обнаруживать) — прибор для индикации наличия электрического заряда. Это простейший прибор для обнаружения электрических зарядов и приблизительного определения их величины.
Как называют прибор для измерения силы
Прибор для измерения силы называется динамометр (от греч.
Как называется прибор который используется для измерения переменного или постоянного напряжения в цепях переменного и постоянного тока
Мультиметры, тестеры (MULTIMETERS) — многофункциональные приборы для измерения постоянного и переменного тока, напряжения, сопротивления, емкости, проверки диодов и прозвонки цепи, а также многого другого. Мультиметр, тестер — это комбинированный многофункциональный электроизмерительный прибор.
Чему равна сила тока
Сила тока \(I\) — скалярная величина, равная отношению заряда \(q\), прошедшего через поперечное сечение проводника, к промежутку времени \(t\), в течение которого шёл ток.
I = q t, где \(I\) — сила тока, \(q\) — заряд, \(t\) — время.
Чем отличается вольтметр и мультиметр
Для измерения напряжения применяют вольтметр, амперметром измеряют силу тока, омметр используется для измерения сопротивления, однако универсальным прибором для измерений напряжения, тока и сопротивления является мультиметр.
Чем измеряется напряжение в цепи
Напряжение на участке цепи измеряют вольтметром, подключая его параллельно контролируемому участку. Он обладает большим внутренним сопротивлением и через него протекает малый ток, пропорциональный падению напряжения на участке цепи.
Сколько ампер ток В розетке
Стандартные розетки рассчитаны на силу тока в 16 Ампер. Поскольку напряжение в сети составляет 220 Вольт, то максимальная мощность составляет 16 Ампер * 220 Вольт = 3 520 Ватт или 3,5 Киловатт. 2. На линию розеток, как правило, ставят автоматы 16 Ампер.
Какой ток В сети 220 вольт переменный или постоянный
Переменный ток — это тот ток, который у нас в розетке.
Он называется переменным, потому что направление движения электронов постоянно меняется.
Как проверить индикатор напряжения
Желая обнаружить наличие или отсутствие напряжения в том или ином отверстии розетки, (индикаторную!) отвертку берут в руку так, чтобы конец рукояти отвертки контактировал с рукой. Другой конец отвертки втыкают в розетку. Если в данном месте «фаза» есть — неоновая лампочка внутри отвертки засветится.
Сколько стоит указатель напряжения
Указатель низкого напряжения ЭЛИН 1-СЗ (12-400В), с протоколом испытаний Цена: 1 600,00 р. Оптовая цена: 1 394,00 р.
Как измерить потери напряжения
При измерении напряжения показания мультиметра отображают значение разницы потенциала между красным и черным щупом. Например, если красный щуп замкнуть на 12 В, а черный на 0 В, на табло мультиметра высветится показатель 12 В (разница между 12 и 0).
экспериментальная физика — Как вы физически измеряете напряжение и ток?
Задавать вопрос
спросил
Изменено 4 года, 2 месяца назад
Просмотрено 2к раз
$\begingroup$
Краткая версия: Как именно (современные) измерители напряжения/амперметра измеряют числа, которые они делают, исходя из первых принципов? Ссылки высоко ценятся.
Мы измеряем длину линейкой, время часами и массу весами. Все единицы таких величин относятся к какому-то общепринятому стандарту, например, к палке фиксированной длины, определенному интервалу времени, определенному количеству воды при фиксированных условиях и т. д. Нам, людям, относительно легко понять эти величины.
А как насчет напряжения и тока? Я понимаю, как вы можете определить электрические поля экспериментально — получить определенное количество заряда на объекте и измерить силу (отклик), ощущаемую этим заряженным объектом. Аналогично с магнитными полями — пошлите несколько зарядов через магнитное поле и измерьте их отклик. Чтобы измерить напряжение в двух точках, я полагаю, вы могли бы подключить небольшой «резистор» между двумя точками и измерить, насколько он нагревается при определенных фиксированных условиях (поддерживаемых в вашем измерительном устройстве).
Я уверен, что мое интуитивное понимание всей этой «феноменологии» напряжения и тока основано на оборудовании 19-го века, но это единственное оборудование, которое я когда-либо видел интуитивно сломанным.
Современное электрическое оборудование более загадочно (я уверен, из-за присущей ему сложности).
Каждый раз, когда я пытаюсь найти объяснение тому, как мультиметры действительно измеряют напряжение и ток, я встречаю круговые объяснения вроде «Вы измеряете напряжение, подключая параллельно резистор и измеряя падение напряжения на нем или ток, проходящий через него». это» и «Ток измеряется путем последовательного подключения резистора и измерения напряжения на нем». Пожалуйста, я просто хочу интуитивный и прямой ответ. Я также был бы очень признателен за ссылку на какую-то статью/обсуждение по этому поводу.
- экспериментальная физика
- измерения
$\endgroup$
3
$\begingroup$
Аналоговый амперметр, называемый гальванометром, пропускает ток вблизи стержневого магнита, который физически прикреплен к стрелке индикатора.
Магнитное поле окружает ток, сила которого пропорциональна величине тока, поэтому угол наклона стрелки меняется. Умный калибратор рисует метки в разных местах под концом стрелки, соответствующие разным токам в гальванометре.
Я считаю, что все аналоговые счетчики по своей сути являются гальванометрами; Я бы хотел, чтобы меня поправили.
Цифровые счетчики на основе транзистора. Существует множество различных устройств, которые можно назвать «транзисторами», и множество конфигураций одного и того же транзистора, которые могут выполнять разные функции. Обычная конфигурация заключается в том, что транзистор действует как переключатель, управляемый током (для биполярных транзисторов) или как переключатель, управляемый напряжением (для полевых транзисторов), где ток или напряжение на «базовой» клемме транзистора определяет является ли путь между терминалом «эмиттер» и терминалом «коллектор» изолирующим или проводящим. Вы можете использовать набор транзисторов для создания компаратора, цифрового устройства, выход которого «высокий» или «низкий» в зависимости от того, какой из его входов находится под более высоким напряжением, и вы можете использовать серию компараторов с соответствующими опорными напряжениями для построения аналого-цифровой преобразователь.
Я почти уверен, что самые распространенные мультиметры на рынке представляют собой аналого-цифровые преобразователи, построенные на полевых транзисторах, которые по своей сути являются устройствами измерения напряжения.
Для более экзотического подхода вы можете прочитать о «балансе ватт» Kibble.
$\endgroup$
2
$\begingroup$
Краткий ответ: Отклонение из-за магнетизма или напряжения оцифровки.
(Большинство) Аналоговые счетчики основаны на механизме Д’Арсоноваля. Это просто гальванометр, который вызывает отклонение из-за тока.
Счетчик D’Arsonoval работает как электродвигатель. Постоянные полюса и железные сегменты образуют подковообразный магнит. Катушка (сделанная из манганиновой или константиновой проволоки, чтобы сделать измеритель нечувствительным к температуре) сформирована вокруг цилиндрического железного сердечника, но не прикреплена к нему.
Ток проходит через подвижную катушку, которая образует магнитное поле. Это поле взаимодействует с постоянными магнитами, вызывающими отклонение. Чем сильнее течение, тем больше отклонение. Прогиб линейный. Полномасштабный ток вызовет максимальное отклонение. 50%, отклонение на половину шкалы. 200% полного тока, и стрелка будет пытаться пройти туда, как правило, повреждая стрелку.
Характеристики этой движущейся катушки (пример: сопротивление 100 Ом и полный ток 1 мА) позволяют превратить движение в любой аналоговый измеритель. Амперметр постоянного тока — шунтирующий резистор, вольтметр постоянного тока — последовательный резистор, омметр — последовательный резистор + батарея и т. д. Для преобразования переменного тока в постоянный ток требуются диоды, но тот же подход.
Все схемы рассчитаны на ограничение тока до 1 мА, полный ток. Добавьте параллельно шунтирующий резистор 0,1001 Ом и соответствующую аналоговую шкалу, и счетчик станет амперметром на 1 А.
Добавьте резистор 119,9 кОм последовательно с механизмом измерителя с соответствующей аналоговой шкалой, и вы превратите механизм измерителя, который измеряет ток, в вольтметр на 120 В.
Все аналоговые счетчики имеют погрешность (от 1% до 3%), поскольку они крадут ток из цепи, которую измеряют.
Цифровые счетчики еще проще. По своей сути они имеют аналого-цифровой преобразователь. Вход подается на резистор с высоким импедансом. Входное значение сравнивается с опорным напряжением и преобразуется в цифры. Current использует внутренний шунтирующий резистор для генерации напряжения для преобразования. Погрешности зависят от масштаба и обычно составляют ± последнюю цифру.
$\endgroup$
$\begingroup$
Для прикола, вот совершенно другой тип амперметра: Измеритель максимального потребления:
(моё собственное изображение)
Они работают на тепловом основании, подобно автоматическому выключателю.
Ток, протекающий через спиральный элемент, нагревает его, заставляя его расширяться и перемещать иглу. Эту катушку можно увидеть за желтой ручкой.
Измерители максимального потребления используются, потому что тепловой элемент оказывает усредняющее действие, позволяя ему игнорировать кратковременные всплески, такие как лифты или запуск больших двигателей. Приведенное значение больше указывает на то, насколько горячими являются различные компоненты электроустановки, расположенные выше по потоку, что является основным ограничивающим фактором максимального количества потребляемой мощности.
Вторая стрелка, обычно окрашенная в красный цвет, показывает максимальное значение с момента последнего сброса. Это позволяет измерить максимальный спрос, даже если он возникает в то время, когда никого нет.
В этом случае счетчик также включает в себя более типичный счетчик с подвижным железом, который считывает показания по второй шкале снизу направо с осью вверху слева.
PS: Эта установка могла быть немного завышена.
..
$\endgroup$
Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью Google
Зарегистрироваться через Facebook
Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie
.
Измерение напряжения постоянного тока
При измерении напряжения следует учитывать такие аспекты, как измерение высокого напряжения, контуры заземления, синфазное напряжение и топологии изоляции.
Высоковольтные измерения и изоляция
При измерении более высоких напряжений необходимо учитывать множество вопросов. При определении системы сбора данных первый вопрос, который вы должны задать, — будет ли система безопасной. Выполнение высоковольтных измерений может быть опасным для вашего оборудования, тестируемого устройства и даже для вас и ваших коллег. Чтобы обеспечить безопасность вашей системы, вы должны обеспечить изолирующий барьер между пользователем и опасным напряжением с помощью изолированных измерительных устройств.
Изоляция , средства физического и электрического разделения двух частей измерительного устройства, которые можно разделить на электрическую и защитную изоляцию.
Электрическая изоляция относится к устранению путей заземления между двумя электрическими системами. Обеспечив гальваническую развязку, вы можете разорвать контуры заземления, увеличить диапазон синфазных сигналов системы сбора данных и сместить опорный уровень сигнала на единую системную землю. Защитная изоляция ссылается на стандарты, содержащие особые требования к изоляции людей от контакта с опасным напряжением. Он также характеризует способность электрической системы предотвращать передачу высокого напряжения и переходных напряжений через ее границу на другие электрические системы, с которыми может контактировать пользователь.
Включение изоляции в систему сбора данных имеет три основные функции: предотвращение контуров заземления, подавление синфазного напряжения и обеспечение безопасности.
Узнайте больше об измерениях высокого напряжения и изоляции.
Контуры заземления
Контуры заземления являются наиболее распространенным источником шума в приложениях сбора данных.
Они возникают, когда две соединенные клеммы в цепи имеют разные потенциалы земли, что приводит к протеканию тока между двумя точками. Местное заземление вашей системы может быть на несколько вольт выше или ниже уровня земли ближайшего здания, а близлежащие удары молнии могут увеличить разницу до нескольких сотен или тысяч вольт. Это дополнительное напряжение само по себе может вызвать значительную ошибку в измерении, но вызывающий его ток может также связывать напряжения в близлежащих проводах. Эти ошибки могут проявляться в виде переходных процессов или периодических сигналов. Например, если контур заземления образован линиями электропередач переменного тока с частотой 60 Гц, нежелательный сигнал переменного тока появляется при измерении в виде периодической ошибки напряжения.
При наличии контура заземления измеренное напряжение , ΔV m , представляет собой сумму напряжения сигнала, Vs, и разности потенциалов, ΔV g , которая существует между землей источника сигнала и заземление измерительной системы, как показано на рис.
6. Этот потенциал обычно не является уровнем постоянного тока; таким образом, результатом является зашумленная измерительная система, часто показывающая в показаниях частотные составляющие сети 60 Гц.
Рис. 3. Заземленный источник сигнала, измеренный с помощью системы заземления, включает контуры заземления или использовать изолированное измерительное оборудование. Использование изолированного оборудования устраняет путь между землей источника сигнала и измерительным устройством, тем самым предотвращая протекание тока между несколькими точками заземления.
Синфазное напряжение
Идеальная дифференциальная измерительная система реагирует только на разность потенциалов между двумя ее клеммами, входами (+) и (-). Дифференциальное напряжение на паре цепей является полезным сигналом, однако может существовать нежелательный сигнал, общий для обеих сторон пары дифференциальных цепей. Это напряжение известно как синфазное напряжение .
Идеальная дифференциальная измерительная система полностью отбрасывает синфазное напряжение, а не измеряет его. Однако практические устройства имеют несколько ограничений, описываемых такими параметрами, как диапазон синфазного напряжения и коэффициент подавления синфазного сигнала (CMRR), которые ограничивают возможность подавления синфазного напряжения.
Диапазон синфазного напряжения определяется как максимально допустимый размах напряжения на каждом входе относительно земли измерительной системы. Нарушение этого ограничения приводит не только к ошибке измерения, но и к возможному повреждению компонентов устройства.
Коэффициент подавления синфазных сигналов описывает способность измерительной системы подавлять синфазные напряжения. Усилители с более высокими коэффициентами подавления синфазных сигналов более эффективны при подавлении синфазных напряжений.
В неизолированной дифференциальной измерительной системе в цепи между входом и выходом все еще существует электрический путь.
Поэтому электрические характеристики усилителя ограничивают уровень синфазного сигнала, который можно подать на вход. При использовании изолирующих усилителей устраняется токопроводящий электрический путь, а коэффициент подавления синфазных сигналов резко увеличивается.
Топологии изоляции
Важно понимать топологию изоляции устройства при настройке измерительной системы. Различные топологии имеют несколько связанных с ними соображений стоимости и скорости. Двумя распространенными топологиями являются канал-канал и банк.
Межканальная
Наиболее надежной топологией изоляции является межканальная изоляция . В этой топологии каждый канал индивидуально изолирован друг от друга и от других неизолированных компонентов системы. Кроме того, каждый канал имеет свой изолированный источник питания.
Что касается скорости, то есть несколько архитектур на выбор. Использование разделительного усилителя с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) на канал обычно быстрее, поскольку вы можете получить доступ ко всем каналам параллельно.
Более экономичная, но более медленная архитектура включает мультиплексирование каждого изолированного входного канала в один АЦП.
Другой метод обеспечения межканальной изоляции заключается в использовании общего изолированного источника питания для всех каналов. В этом случае синфазный диапазон усилителей ограничен шинами питания этого источника питания, если только вы не используете входные аттенюаторы.
Банк
Другая топология изоляции включает объединение или группировку нескольких каналов вместе для совместного использования одного изолирующего усилителя. В этой топологии разность синфазных напряжений между каналами ограничена, но синфазное напряжение между банком каналов и неизолированной частью измерительной системы может быть большим. Отдельные каналы не изолированы, но банки каналов изолированы от других берегов и от земли. Эта топология является более дешевым решением по изоляции, поскольку в этой конструкции используется один изолирующий усилитель и источник питания.