Praca z sieciami elektrycznymi może być konieczna w różnych sytuacjach życiowych: naprawy samochodu, okablowanie w domu lub w pracy. Jedną z wielkości, które często trzeba mierzyć podczas wykonywania tego rodzaju prac, jest napięcie. Można to ustalić za pomocą specjalnego urządzenia zwanego woltomierzem. Zasada jego działania, urządzenie, a także metody połączenia zostaną omówione poniżej.
Urządzenie i zasada działania
Jeśli mówimy o zasadzie działania, to wszystkie urządzenia tego typu, które umożliwiają różne pomiary w sieciach elektrycznych, są 2 typów:
- typ elektromechaniczny;
- elektroniczny.
Pierwsza kategoria to urządzenia przełączające. W nich strzałka jest przymocowana do specjalnej ramy, w której nawinięty jest kabel. Taka cewka będzie umieszczona obok magnesu w tych urządzeniach, które są zwykle używane w sieciach prądu stałego. Lub obok innej cewki - jeśli urządzenie jest przeznaczone na prąd przemienny.
W tym miejscu należy wyjaśnić, że model obliczony dla sieci o zmiennym charakterze prądu nie będzie działał na stałe w sieci.
Ale jeśli do połączenia zostanie użyty mostek diodowy, będzie on w stanie przeprowadzić niezbędne pomiary w sieci prądu przemiennego, ale z niewielką utratą dokładności.
Kiedy prąd elektryczny przepływa przez uzwojenie, pojawia się w nim pole elektromagnetyczne, które oddziałuje z magnesem lub innym uzwojeniem, a rama się obraca. Sprężyna zapobiega obracaniu się cewki w miejscu, w którym znajduje się strzałka. Z tego powodu kąt obrotu ramy będzie odpowiadał przepływającemu przez nią prądowi i potencjałowi na zaciskach.
Aby zmniejszyć oscylacje strzały, urządzenie posiada amortyzator elektromagnetyczny.
Może to być tłok, wykonany z cylindra i tłoka lub wykonany z płyty aluminiowej. Aby zwiększyć dokładność odczytów, strzała ma specjalne przeciwwagi, które niwelują efekt grawitacji. A sam system jest wykonany z tego rodzaju stali stopowej, aby zmniejszyć jego zużycie.
Elementem czujnikowym w analogach elektronicznych jest płytka elektroniczna, która przekształca przychodzący sygnał na odczyty przyrządu. To urządzenie może działać zarówno z mierzonego napięcia, jak iz baterii lub zewnętrznego źródła zasilania. Same woltomierze elektroniczne są podzielone na 2 kategorie:
- analog;
- cyfrowy.
W urządzeniach należących do pierwszej kategorii znajduje się przetwornik sygnału wejściowego na kąt rozjazdu, który pokazuje wartość badanego napięcia wyświetlaną na skali. Wadą takich urządzeń będzie konieczność przeliczania wskazań skali w przypadku zmiany granicy pomiaru.
Woltomierz cyfrowy wyposażony jest w odpowiedni wyświetlacz, a także konwerter, dzięki któremu sygnał staje się cyfrowy. Jeśli urządzenie jest podłączone do sieci, w której występuje prąd stały, biegunowość połączenia można zobaczyć na wyświetlaczu. Charakterystycznymi cechami takiego urządzenia będzie zwartość, a także dokładność. To prawda, że ostatni punkt będzie zależał od modelu wbudowanego kontrolera.
Ogólne zalecenia dotyczące podłączania
Teraz podamy małe zalecenia, jak prawidłowo podłączyć woltomierz, aby pokazywał najdokładniejsze dane. Pierwszą kwestią jest to, że urządzenie nie może być połączone szeregowo z obwodem elektrycznym, w przeciwnym razie pęknie z powodu spadku prądu . Połączenie należy wykonywać tylko równolegle, ponieważ nie wpływa to na przepływ prądu. A opór powinien być duży.
Wiele osób bardzo często myli woltomierz z amperomierzem, w którym wszystko będzie odwrotnie.
Schemat podłączenia urządzenia będzie wyglądał tak, aby do pomiaru napięcia występującego w obwodzie między 2 punktami , jest on podłączony tak, aby przełącznik znajdował się naprzeciw źródła zasilania. Urządzenie nie wpływa na prąd, ponieważ przepuszcza go przez siebie. Dlatego jego odporność jest tak wielka.
Aby rozszerzyć zakres pomiarowy, do uzwojenia urządzenia można podłączyć dodatkowy rezystor.
Wtedy tylko część prądu trafi do miernika, co będzie proporcjonalne do rezystancji urządzenia. Jeśli znamy rezystancję rezystora na woltomierzu, możemy określić wskaźnik napięcia.
Sam rezystor jest instalowany wewnątrz woltomierza i jednocześnie służy do ograniczenia wpływu różnych czynników na wyniki pomiarów. Dlatego jest wykonany z materiału o najniższym możliwym współczynniku temperaturowym. Jego rezystancja będzie mniejsza niż w cewce, przez co całkowity opór nie będzie zależał od reżimu temperatury.
Stałe ciśnienie
Jeśli mówimy o stałym napięciu, to do pomiaru wskaźników obwodu elektrycznego należy mieć tak zwany kompensator prądu stałego. Chociaż prostszym rozwiązaniem byłoby użycie konwencjonalnego urządzenia cyfrowego. Do pomiaru wartości zaczynających się od kilkudziesięciu miliwoltów, a kończących na setkach woltów, stosuje się następujące urządzenia:
- elektrodynamiczny;
- elektromagnetyczny;
- magnetoelektryczny.
Przy tego rodzaju pomiarach można również zastosować dodatkowe rezystancje.
Jeśli ten rodzaj napięcia jest mierzony w kilku kilowoltach, zwykle stosuje się woltomierze elektrostatyczne. Rzadziej - inne typy urządzeń, które są połączone przez rozdzielacz.
Prąd przemienny
Aby poprawnie zmierzyć charakterystykę prądu przemiennego w danym urządzeniu, musisz mieć tak zwany przekładnik. Służy do wykonywania takich pomiarów oraz do poprawy bezpieczeństwa ludzi poprzez umożliwienie izolacji galwanicznej od obwodu wysokiego napięcia. Nawiasem mówiąc, ta metoda będzie ogólnie jedyną poprawną, ponieważ ze względów bezpieczeństwa zabrania się wykonywania pomiarów bez takich transformatorów.
Zastosowanie takich transformatorów pozwoli na zwiększenie granic pomiarowych urządzeń, czyli możliwy będzie pomiar wysokich napięć i prądów za pomocą urządzeń niskonapięciowych i niskoprądowych. Jeśli prąd przemienny jest mierzony do wartości w woltach, należy zastosować:
- woltomierze cyfrowe;
- prostujące;
- analog.
Jeśli do setek woltów - elektrodynamiczne, prostownicze i elektromagnetyczne. Jeśli jest to do kilkudziesięciu megaherców, to pomiary należy wykonywać woltomierzami elektrostatycznymi i termoelektrycznymi.
Instalacja na wzmacniaczu
Zainstalowanie woltomierza na wzmacniaczu w samochodzie jest stosunkowo łatwe. Do jego wdrożenia potrzebne są następujące elementy:
- taśma izolacyjna;
- woltomierz;
- drut PVA 3x75.
Najpierw w przypadku, gdy znajduje się kieszeń nad magnetofonem, należy wywiercić otwór o średnicy około 1,6 milimetra, w którym należy zainstalować odpowiednie złącze z podłączonym do niego przewodem.
Teraz musisz poprowadzić przewód do samego pnia, jednocześnie mocując go taśmą elektryczną do kabla zasilającego samego wzmacniacza i zamocować go na zaciskach wzmacniających. Kabel REM sterujący radiem, a także wzmacniacz, podłączamy do woltomierza, aby włączał się jednocześnie z nimi. To dzięki temu w razie potrzeby będzie można zobaczyć dokładne napięcie na zaciskach wzmacniających.
System ten jest bardzo łatwy w obsłudze, a koszty jego budowy są bardzo niskie.
Jak łączy się z akumulatorem?
Aby skutecznie monitorować stan naładowania akumulatora samochodowego, musisz wiedzieć, jak podłączyć woltomierz i poprawnie dekodować jego pomiary. Od czasu pojawienia się samochodów, w których za sterowanie systemami odpowiada komputer pokładowy, zniknęła potrzeba posiadania oddzielnego urządzenia. Ale nie każdego stać na takie auta. I nie wszędzie w takich maszynach zaimplementowana jest funkcja monitorowania stanu naładowania akumulatora. A zimą będzie to niezwykle ważne.
Najbardziej realistyczne odczyty zapewnią urządzenia podłączone bezpośrednio do deski rozdzielczej. Chociaż mogą być trudne do zainstalowania, opłaca się, gdy wiesz wszystko o ładowaniu akumulatora samochodu.
Większość urządzeń, które można znaleźć obecnie na rynku, ma 2 lub 3 przewody do podłączenia do sieci. Ostatnio pojawiły się modele 4-pinowe. Ale z reguły większość ma trzy przewody, więc skupmy się na oznaczaniu modeli 3-przewodowych:
- czerwony przewód będzie oznaczał plus;
- czarny - minus;
- biały będzie odpowiedzialny za wyłączanie i włączanie urządzenia, a także sterowanie jasnością podświetlenia.
Czasami zdarza się, że urządzenie świeci bardzo słabo lub w ogóle nie działa. Powodem tego jest nieco inne oznaczenie kabli. W takim przypadku biały przewód będzie minusem, a czarny będzie sterował urządzeniem. Czujnik napięcia jest umieszczony w miejscu, w którym zwykle znajduje się zegar, ale w niektórych przypadkach zdarza się, że na desce rozdzielczej nie ma wolnego miejsca, więc trzeba zrobić specjalny otwór.
Mówiąc bezpośrednio o połączeniu, powiedzmy, że istnieje wiele schematów.
Ale zastanowimy się, jak to zrobić na przykładzie woltomierza wyposażonego w stabilizator impulsów. Korpus urządzenia może mieć powierzchnię typu reliefowego. Czyli mówimy o tym, że ramka wokół wyświetlacza będzie wystawała ponad powierzchnię panelu samochodu. Z tego powodu woltomierz nie spadnie do wewnątrz i ukryje nierówne krawędzie domowej roboty otworu.
Zwykle woltomierz jest podłączony za pomocą trzech styków, które znajdują się na korpusie czujnika. Wtedy do tego nadal potrzebujesz czterożyłowego kabla z konwencjonalnego napędu komputerowego. Szerokie złącze w formacie IDE jest odcięte, a pozostałe przewody są przylutowane do styków przewodów samochodowych. Czteropinowy styk zapewnia doskonałe połączenie i, w razie potrzeby, umożliwia szybką i bez większego wysiłku i czasu wymianę woltomierza w przypadku awarii.
Niezależnie od tego, który woltomierz ma konstrukcję, przed zainstalowaniem go w samochodzie należy szczegółowo zapoznać się ze schematem elektrycznym, a także uważnie przeczytać instrukcje dołączone do urządzenia.
Więcej informacji znajdziesz poniżej.