Das Arbeiten mit elektrischen Netzen kann in verschiedenen Lebenssituationen erforderlich sein: Autoreparaturen, Verkabelung im Haus oder bei der Arbeit. Eine der Größen, die bei Arbeiten dieser Art häufig gemessen werden müssen, ist die Spannung. Sie kann mit einem speziellen Gerät bestimmt werden, das als Voltmeter bezeichnet wird. Das Funktionsprinzip, die Vorrichtung sowie die Verbindungsmethoden werden nachstehend erörtert.
Gerät und Funktionsprinzip
Wenn wir über das Funktionsprinzip sprechen , gibt es zwei Arten von Geräten dieses Typs, die verschiedene Messungen in elektrischen Netzen ermöglichen:
- elektromechanischer Typ;
- elektronisch.
Die erste Kategorie sind Schaltgeräte. In ihnen ist der Pfeil an einem speziellen Rahmen befestigt, an dem das Kabel gewickelt ist. Eine solche Spule befindet sich neben dem Magneten in den Geräten, die normalerweise für Gleichstromnetze verwendet werden. Oder neben einer anderen Spule - wenn das Gerät für Wechselstrom vorgesehen ist.
Hier sollte klargestellt werden, dass das für Netzwerke mit variabler Art des Stroms berechnete Modell nicht dauerhaft im Netzwerk funktioniert.
Wenn jedoch eine Diodenbrücke für den Anschluss verwendet wird, kann sie die erforderlichen Messungen im Wechselstromnetz durchführen, jedoch mit einem geringen Genauigkeitsverlust.
Wenn ein elektrischer Strom durch eine Wicklung fließt, erscheint darin ein elektromagnetisches Feld, das mit einem Magneten oder einer anderen Wicklung in Wechselwirkung tritt, und der Rahmen dreht sich. Die Feder verhindert, dass sich die Spule dort dreht, wo sich der Pfeil befindet. Aus diesem Grund entspricht der Drehwinkel des Rahmens dem durch ihn fließenden Strom und dem Potential an den Anschlüssen.
Um die Pfeilschwingungen zu reduzieren, verfügt das Gerät über einen elektromagnetischen Dämpfer.
Es kann ein Kolben sein, der aus einem Zylinder und einem Kolben besteht, oder aus einer Aluminiumplatte. Um die Genauigkeit der Ablesungen zu erhöhen, verfügt der Pfeil über spezielle Gegengewichte, die die Wirkung der Schwerkraft aufheben. Und das System selbst besteht aus dieser legierten Stahlsorte, um den Verschleiß zu verringern.
Das Erfassungselement in elektronischen Analoga ist eine elektronische Karte, die das eingehende Signal in Instrumentenablesungen umwandelt. Dieses Gerät kann entweder mit der gemessenen Spannung oder mit Batterien oder externer Stromversorgung betrieben werden. Elektronische Voltmeter sind für sich genommen in zwei Kategorien unterteilt:
- analog;
- Digital.
Bei Geräten der ersten Kategorie gibt es einen Wandler des Eingangssignals in den Weichenwinkel, der den Wert der untersuchten Spannung anzeigt, der auf der Skala angezeigt wird. Der Nachteil solcher Geräte ist die Notwendigkeit, die Skalenwerte im Falle einer Änderung der Messgrenze neu zu berechnen.
Das digitale Voltmeter ist mit einem entsprechenden Display sowie einem Wandler ausgestattet, dank dessen das Signal digital wird. Wenn das Gerät an ein Netzwerk angeschlossen ist, in dem Gleichstrom vorhanden ist, wird die Polarität der Verbindung auf dem Display angezeigt. Die charakteristischen Merkmale eines solchen Geräts sind Kompaktheit und Genauigkeit. Der letzte Punkt hängt zwar vom Modell des eingebauten Controllers ab.
Allgemeine Empfehlungen für den Anschluss
Jetzt geben wir kleine Empfehlungen zum korrekten Anschließen eines Voltmeters, damit es die genauesten Daten anzeigt. Der erste Punkt ist, dass das Gerät nicht nacheinander an den Stromkreis angeschlossen werden kann, da es sonst aufgrund eines Stromabfalls abbricht . Der Anschluss sollte nur parallel erfolgen, da dies den Stromfluss nicht beeinflusst. Und der Widerstand sollte groß sein.
Viele Leute verwechseln sehr oft ein Voltmeter mit einem Amperemeter, bei dem alles umgekehrt ist.
Das Anschlussdiagramm des Geräts sieht so aus, dass zur Messung der im Stromkreis zwischen 2 Punkten vorhandenen Spannung das Gerät so angeschlossen wird, dass sich der Schalter gegenüber der Stromquelle befindet. Das Gerät beeinflusst den Strom nicht, da es ihn durch sich selbst leitet. Deshalb ist sein Widerstand so groß.
Um den Messbereich zu erweitern, kann ein zusätzlicher Widerstand an die Wicklung des Geräts angeschlossen werden.
Dann fließt nur ein Teil des Stroms zum Messgerät, der proportional zum Widerstand des Geräts ist. Wenn wir den Widerstand des Widerstands am Voltmeter kennen, ist es möglich, die Spannungsanzeige zu bestimmen.
Der Widerstand selbst ist im Voltmeter installiert und wird gleichzeitig verwendet, um den Einfluss verschiedener Faktoren auf die Messergebnisse zu verringern. Daher besteht es aus einem Material mit dem niedrigstmöglichen Temperaturkoeffizienten. Sein Widerstand ist geringer als in der Spule, weshalb der Gesamtwiderstand nicht vom Temperaturregime abhängt.
Konstanter Druck
Wenn es sich um eine konstante Spannung handelt, sollten Sie zur Messung der Anzeigen eines Stromkreises einen sogenannten Konstantstromkompensator haben. Eine einfachere Lösung wäre zwar die Verwendung eines herkömmlichen digitalen Geräts. Um Werte zu messen, die von zehn Millivolt beginnen und in Hunderten von Volt enden, werden die folgenden Geräte verwendet:
- elektrodynamisch;
- elektromagnetisch;
- magnetoelektrisch.
Bei dieser Art der Messung können auch zusätzliche Widerstände verwendet werden.
Wenn diese Art von Spannung in mehreren Kilovolt gemessen wird, werden normalerweise elektrostatische Voltmeter verwendet. Seltener - andere Arten von Geräten, die über einen Teiler verbunden sind.
Wechselstrom
Um die Eigenschaften des Wechselstroms mit dem betreffenden Gerät korrekt zu messen, benötigen Sie einen sogenannten Messwandler. Es wird verwendet, um solche Messungen durchzuführen und die Sicherheit von Personen zu erhöhen, indem eine galvanische Trennung vom Hochspannungskreis ermöglicht wird. Diese Methode ist übrigens im Allgemeinen die einzig richtige, da es aus Sicherheitsgründen verboten ist, Messungen ohne solche Transformatoren durchzuführen.
Die Verwendung solcher Transformatoren ermöglicht es, die Messgrenzen von Geräten zu erhöhen, dh Sie können hohe Spannungen und Ströme mit Niederspannungs- und Niedrigstromgeräten messen. Wenn ein Wechselstrom auf Werte in Volteinheiten gemessen wird, gilt:
- digitale Voltmeter;
- Berichtigung;
- analog.
Bei bis zu Hunderten von Volt - elektrodynamisch, gleichrichtend und elektromagnetisch. Wenn es bis zu mehreren zehn Megahertz beträgt, sollten Messungen mit elektrostatischen und thermoelektrischen Voltmetern durchgeführt werden.
Installation an einem Verstärker
Die Installation eines Voltmeters an einem Verstärker in einem Auto ist relativ einfach. Zur Implementierung sind folgende Elemente erforderlich:
- Isolierband;
- Voltmeter;
- Draht PVA 3x75.
In dem Fall, in dem sich die Tasche über dem Funkbandgerät befindet, müssen Sie zunächst ein Loch mit einem Durchmesser von etwa 1,6 Millimetern bohren, in dem Sie den entsprechenden Stecker mit einem daran angeschlossenen Kabel installieren sollten.
Jetzt müssen Sie das Kabel zum Kofferraum selbst verlegen, es gleichzeitig mit Klebeband am Stromkabel des Verstärkers selbst befestigen und an den Verstärkeranschlüssen befestigen. Das REM-Kabel, das das Radio steuert, sowie der Verstärker sind an ein Voltmeter angeschlossen, so dass es sich gleichzeitig mit ihnen einschaltet. Dank dessen ist es möglich, bei Bedarf die genaue Spannung an den Verstärkerklemmen zu sehen.
Dieses System ist sehr einfach zu bedienen und die Kosten für den Bau sind sehr gering.
Wie wird es an die Batterie angeschlossen?
Um den Ladezustand einer Autobatterie erfolgreich zu überwachen, müssen Sie wissen, wie Sie ein Voltmeter anschließen und seine Messungen korrekt dekodieren können. Seit dem Aufkommen von Autos, bei denen ein Bordcomputer für die Steuerung der Systeme verantwortlich ist, ist die Notwendigkeit eines separaten Geräts verschwunden. Aber nicht jeder kann sich solche Autos leisten. Und nicht überall in solchen Maschinen ist die Funktion der Überwachung des Ladezustands der Batterie implementiert. Und im Winter wird es extrem wichtig sein.
Die realistischsten Messwerte werden von Geräten geliefert, die direkt mit dem Dashboard verbunden sind. Die Installation kann schwierig sein, aber es lohnt sich, wenn Sie alles über das Laden der Batterie Ihres Autos wissen.
Die meisten Geräte, die heute auf dem Markt erhältlich sind, haben 2 oder 3 Drähte für den Anschluss an das Stromnetz. Kürzlich sind 4-Pin-Modelle erschienen. In der Regel haben die meisten jedoch drei Drähte. Konzentrieren wir uns daher auf die Kennzeichnung von 3-Draht-Modellen:
- ein roter Draht bedeutet ein Plus;
- schwarz - minus;
- Weiß ist für das Ein- und Ausschalten des Geräts sowie für die Steuerung der Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung verantwortlich.
Manchmal leuchtet das Gerät sehr schwach oder funktioniert überhaupt nicht. Der Grund dafür ist eine etwas andere Kabelmarkierung. In diesem Fall ist der weiße Draht ein Minus und der schwarze steuert das Gerät. Der Spannungssensor befindet sich an der Stelle, an der sich normalerweise die Uhr befindet. In einigen Fällen ist jedoch kein freier Platz auf dem Armaturenbrett vorhanden, sodass Sie ein spezielles Loch bohren müssen.
Wenn wir direkt über die Verbindung sprechen, nehmen wir an, dass es eine große Anzahl von Schemata gibt.
Wir werden jedoch am Beispiel eines Voltmeters, das mit einem Impulsstabilisator ausgestattet ist, überlegen, wie dies zu tun ist. Der Körper des Geräts kann eine Reliefoberfläche aufweisen. Das heißt, wir sprechen über die Tatsache, dass der Rahmen um das Display über die Oberfläche der Fahrzeugverkleidung hinausragt. Aus diesem Grund fällt das Voltmeter nicht nach innen und verdeckt die unebenen Kanten des selbstgemachten Lochs.
Normalerweise wird das Voltmeter über drei Kontakte angeschlossen, die sich am Sensorkörper befinden. Dann benötigen Sie noch ein vieradriges Kabel von einem herkömmlichen Computerlaufwerk. Der breite IDE-Stecker wird abgeschnitten und der Rest der Drähte wird an die Kabelstifte des Fahrzeugs gelötet. Der vierpolige Kontakt bietet eine hervorragende Verbindung und ermöglicht es Ihnen, das Voltmeter bei Ausfall schnell und ohne großen Aufwand und Zeit auszutauschen.
Unabhängig davon, welches Voltmeter eine Struktur hat, sollten Sie vor dem Einbau in ein Auto den Schaltplan im Detail studieren und die mit dem Gerät gelieferten Anweisungen sorgfältig lesen.
Siehe unten für weitere Details.