I. Nguyên tắc làm việc cơ bản

Sự khác biệt tiềm năng và Định luật Ohm

Bản chất của phép đo tiềm năng là đo chênh lệch điện thế giữa hai điểm. Theo Định luật Ohm (V=IR), điện áp V được tạo ra ở cả hai đầu của điện trở khi dòng I đi qua điện trở R. Dụng cụ đo tiềm năng phản ánh sự khác biệt về điện thế bằng cách phát hiện tín hiệu điện áp trong mạch.

Cách kết nối mạch

Đo song song: Dụng cụ đo cần được kết nối song song với mạch được đo, tại thời điểm này điện trở bên trong của dụng cụ đo cần đủ lớn (lý tưởng là vô cùng) để tránh lỗi đo do shunt.

Phù hợp trở kháng: Để giảm ảnh hưởng đến mạch được đo, trở kháng đầu vào của thiết bị đo thường được thiết kế cao (chẳng hạn như trở kháng đầu vào của thiết bị vạn năng có thể đạt trên 10MΩ).

II. Nguyên tắc làm việc của dụng cụ đo tiềm năng chung

1. Đồng hồ vạn năng loại con trỏ (bánh răng điện áp)

Nguyên lý đầu đồng hồ điện từ: Sử dụng nguyên lý của cuộn dây được cấp nguồn trong từ trường bị lệch lực, phản ánh kích thước hiện tại thông qua góc độ lệch của con trỏ đầu đồng hồ, sau đó kết hợp với điện trở nối tiếp (điện trở điện áp riêng phần) để chuyển đổi hiện tại thành giá trị điện áp.

Mạch điện áp riêng lẻ: điện trở của các giá trị trở kháng khác nhau trong loạt, có thể mở rộng phạm vi điện áp đo (chẳng hạn như thiết bị điện áp DC, thiết bị điện áp AC).

2. Đồng hồ vạn năng kỹ thuật số (DMM)

Chuyển đổi tương tự số (ADC):

Điện áp được thử nghiệm đi vào chip ADC sau khi bị phân rã theo từng phần hoặc phân rã, chuyển đổi tín hiệu điện áp tương tự thành tín hiệu kỹ thuật số.

Tín hiệu kỹ thuật số được tính toán và hiển thị dưới dạng giá trị điện áp (như màn hình LCD) thông qua bộ xử lý.

3. Oscilloscope (chức năng đo điện áp)

Hiển thị dạng sóng so với đo điện áp:

Tín hiệu điện áp được đưa vào máy hiện sóng bằng đầu dò và dạng sóng thay đổi điện áp theo thời gian được hiển thị trên màn hình hiển thị, chẳng hạn như CRT hoặc LCD, sau khi được phóng to.

Giá trị điện áp được tính bằng thang đo dọc (VOLTS/DIV) và biên độ dạng sóng, có thể đo điện áp DC, AC hoặc xung.

III. Các điểm kỹ thuật chính

Thiết kế chống nhiễu:

Khi đo tiềm năng yếu (chẳng hạn như mức milivolt), cần phải che chắn nhiễu điện từ (chẳng hạn như sử dụng dây che chắn, nối đất), tránh tiếng ồn môi trường ảnh hưởng đến kết quả đo.

Lựa chọn phạm vi:

Chọn phạm vi phù hợp dựa trên kích thước điện áp được đo, tránh làm hỏng thiết bị quá tải hoặc gây biến dạng đo lường (chẳng hạn như chức năng phạm vi tự động của vạn năng kỹ thuật số).

IV. Cảnh ứng dụng

Phát hiện mạch điện tử: đo điện áp ở cả hai đầu của các thành phần, điện áp đầu ra nguồn, v.v.

Nghiên cứu khoa học và phòng thí nghiệm: Máy đo chênh lệch tiềm năng chính xác cao được sử dụng trong các thí nghiệm điện hóa (chẳng hạn như đo tiềm năng điện cực), thu thập tín hiệu cảm biến, v.v.

Công nghiệp&Sửa chữa: Oscilloscope được sử dụng để phát hiện các dạng sóng điện áp động (như tín hiệu xung, tín hiệu AC) trong mạch.

tổng kết

Cốt lõi của thiết bị đo tiềm năng là thông qua thiết kế mạch và chuyển đổi tín hiệu, biến sự khác biệt tiềm năng thành một đại lượng vật lý có thể đọc được (chẳng hạn như độ lệch con trỏ, hiển thị kỹ thuật số, dạng sóng, v.v.), độ chính xác và tính phù hợp của nó phụ thuộc vào điện trở bên trong, khả năng chống nhiễu và lựa chọn phương pháp đo. Trong ứng dụng thực tế, cần chọn loại dụng cụ phù hợp theo cảnh và chú ý đến các thông số kỹ thuật hoạt động để đảm bảo độ chính xác của phép đo.