Voltmeter
(1)Das DC- und AC-Voltmeter misst die Spannung oder den Spannungsabfall in einem Stromkreis. In beiden Fällen wird das Ergebnis mit einem Zeiger und nicht mit einer digitalen Anzeige dargestellt. Voltmeter können eigenständige Geräte oder Teil eines Multimeters sein.
Wie das Messgerät funktioniert – analoges Voltmeter
Zur Messung verwendet das analoge Voltmeter am häufigsten Galvanometer mit dem Aufbau nach d'Arsonval mit einer beweglichen Spule, die aus einem dünnen Draht besteht und in einem Magnetfeld aufgehängt ist. Die Spule dreht sich und bewegt den Zeiger proportional zum angelegten Strompegel.
Drehspulgalvanometer werden wegen ihrer hohen Empfindlichkeit geschätzt, sind aber nicht für Wechselstrommessungen geeignet, da sie nur auf den durchschnittlichen Stromfluss reagieren, obwohl dieses Problem durch die Verwendung eines Gleichrichters und Transformators gelöst wird.
Vergleich von analogen und digitalen Voltmetern
Moderne Spannungsmessungen werden aufgrund ihrer überdurchschnittlichen Genauigkeit und Präzision meist mit Digitalvoltmetern durchgeführt. Analoge Zähler haben gegenüber digitalen Typen mehrere Vorteile.
Vorteile analoger Voltmeter
- Die Zeigerbewegung zeigt Trends bei Spannungsänderungen besser als eine digitale Anzeige.
- Die Messung erfolgt kontinuierlich, wodurch auch temporäre Sprünge beobachtet werden können.
- Die meisten analogen Voltmeter benötigen keine andere Stromversorgung als die Teststromquelle.
- Analoge Voltmeter sind auch mechanisch langlebiger und weniger anfällig für Beschädigungen.
Analoge Voltmeter haben auch eine Reihe von Nachteilen
Analogen Messgeräten fehlt die Autopolarisationstechnologie. Falsch angeschlossene Messleitungen können die Nadel verbiegen und das Gerät beschädigen.
Möglich ist auch ein sog. Parallaxenfehler - Wenn die Skala aus dem falschen Winkel betrachtet wird, kann die Ablesung um bis zu mehrere Grad verzerrt sein. Einige Messgeräte haben einen Spiegel auf dem Display, damit der Benutzer den richtigen Betrachtungswinkel leicht bestimmen kann, indem er die Reflexion des Zeigers überprüft.
Die Anzeige eines analogen Voltmeters kann auch fehlerhaft sein, wenn es in der Nähe eines Magnetfelds platziert wird. Das Messgerät muss auch in der richtigen Position platziert werden.
Wo verwenden wir analoge Voltmeter?
Digitale Voltmeter haben analoge Modelle in den meisten Anwendungen verdrängt, aber es gibt immer noch Anwendungen, bei denen sie eine bessere Leistung erbringen. Erwähnenswert sind beispielsweise die Messung von Impulsen oder Schwingungen, bei denen die Bewegung des Zeigers wichtiger ist als der genaue Wert der Spannung, genauso wie die Messung des Batterieverbrauchs.
Skala und Messbereich bei analogen Voltmetern
Ein Voltmeter, das für die Messung nur eines Spannungsbereichs ausgelegt ist, ist einfach und unkompliziert abzulesen, aber viele Messgeräte können so konfiguriert werden, dass sie mehrere Bereiche messen, sodass die verwendeten Skalen komplizierter sind. Viele analoge Multimeter mit Voltmeterfunktion können sowohl Wechsel- als auch Gleichspannung messen und haben Dutzende von Bereichen. Daher ist es wichtig zu wissen, wie man die richtige Anzeigeskala für den ausgewählten Bereich verwendet und den vollen Skalenprozentsatz des Messwerts bestimmt, um den Messwert zu finden. Beispielsweise wird ein Messwert von Nadel 2 auf der 0-10-V-Skala als 200 V interpretiert, wenn das Messgerät für die Messung von 0-1000 V konfiguriert ist.
Beim Messen einer unbekannten Spannung verhindert das Kalibrieren des Messgeräts auf den höchsten Bereich eine Beschädigung des Messgeräts. Beim Messen einer bekannten Spannung stellen wir das Messgerät auf den kleinsten Bereich ein, in dem der Spannungswert sich noch befindet. Beispielsweise sollte eine 9-V-Batterie bei 0-10 V getestet werden, während eine 120-V-Steckdose bei 0-250 V gemessen werden sollte.
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