Le principe central de fonctionnement d'un voltmètre alternatif est de convertir un signal de courant alternatif en un signal de courant continu mesurable ou d'utiliser directement les caractéristiques du courant alternatif pour effectuer des mesures qui reflètent finalement les valeurs de tension par déflexion de pointeur ou affichage numérique. La clé est de résoudre le problème de la « variation instantanée de la valeur» du courant alternatif - la taille et la direction du courant alternatif changent périodiquement dans le temps et ne peuvent pas être mesurées directement avec un compteur à courant continu, ce qui nécessite un traitement par un circuit spécifique pour le transformer en un signal stable correspondant à une valeur effective (ou moyenne).
Voltmètre AC redressé: redressez d'abord, puis mesurez le courant continu
C'est le type le plus courant de voltmètre alternatif et il est largement utilisé en particulier dans les compteurs à pointeur, le noyau étant la conversion du courant alternatif en courant continu via un circuit redresseur.
Redressement demi - onde: en utilisant la conductivité unidirectionnelle de la diode, ne laissez passer que la demi - semaine positive (ou négative) du courant alternatif. Par example, à une demi - semaine positive, la diode est passante et un courant circule à travers la tête de montre; La Diode est coupée à la demi - semaine négative et il n'y a pas de courant dans la tête de la montre. Ce que la tête de montre mesure réellement, c'est la moyenne après redressement en demi - onde, qui est ensuite convertie en valeur effective du courant alternatif par une échelle (il existe un rapport fixe entre la valeur effective de la sinusoïde et la moyenne: valeur effective = moyenne × 1,11).
Redressement à pleine onde: les demi - circonférences positives et négatives du courant alternatif sont transformées en courant continu dans le même sens par un circuit de redressement en pont (composé de 4 diodes), permettant à la tête de la montre d'être parcourue par du courant tout au long du cycle. Par rapport au redressement à demi - onde, la sortie du redressement à pleine onde est plus stable et la précision de mesure est plus élevée, de même, il est nécessaire d'afficher les valeurs valides par conversion d'échelle.
Instrumentation des systèmes électromagnétiques ou électriques: utilisation directe des effets de champ magnétique du courant alternatif
Ce type de compteur ne nécessite pas de redressement et mesure directement le courant alternatif, dont le principe est basé sur la force du champ magnétique généré par le courant alternatif sur les pièces mobiles.
Voltmètre électromagnétique: il y a une bobine fixe et une feuille de fer mobile à l'intérieur. Lorsque le courant alternatif traverse la bobine fixe, un champ magnétique alternatif est créé, la Feuille de fer mobile est magnétisée et la déflexion se produit sous l'effet de la force du champ magnétique. Comme la direction du champ magnétique du courant alternatif varie avec la direction du courant, mais que la direction de l'aimantation de la tôle de fer varie également de manière synchrone, la direction de déflexion reste la même. L'angle de déflexion de l'aiguille est directement proportionnel au carré de la valeur effective du courant alternatif, indiquant ainsi la valeur de la tension au moyen d'une échelle.
Voltmètre électrique: composé d'une bobine fixe et d'une bobine mobile, les deux en série après avoir accédé au circuit testé. Lorsque le courant alternatif traverse la bobine, un champ magnétique alternatif est créé et la force d'interaction entre les deux bobines (la direction est déterminée par la direction du courant) entraîne la déviation de la bobine mobile. En raison de la variation synchrone de la direction du courant alternatif, la direction de la force n'est pas modifiée et l'angle de déflexion est lié au carré de la valeur effective de la tension, qui peut être affichée directement après étalonnage.
Voltmètres AC numériques: mesure par traitement numérique
Le principe de fonctionnement d'une table numérique est plus complexe, le noyau étant la transformation d'un signal analogique alternatif en un signal numérique.
Redressement et filtrage: le courant alternatif est d'abord transformé en courant continu pulsé par un circuit de redressement, puis lissé en un signal continu stable (reflétant la valeur moyenne ou effective du courant alternatif) par un circuit de filtrage.
Conversion A / D: utilisez un convertisseur analogique - numérique (ADC) pour convertir un signal analogique continu en signal numérique, ce processus échantillonne et quantifie le signal.
Calcul et affichage: le microprocesseur traite les signaux numériques (tels que convertis en valeurs valides en fonction des caractéristiques de la forme d'onde) et délivre finalement des valeurs de tension via l'écran d'affichage. Les compteurs numériques sont de haute précision et peuvent également compenser les erreurs de mesure de différentes formes d'onde, telles que les ondes non sinusoïdales, par des algorithmes.
Clé: une logique de mesure centrée sur les « valeurs valides »
Quel que soit le type, la valeur finale affichée d'un voltmètre alternatif est généralement la valeur effective du courant alternatif (la valeur effective d'une onde sinusoïdale est égale à son pic divisé par √2), car la valeur effective reflète fidèlement la capacité de travail du courant alternatif (comme dans le calcul de la puissance électrique). Par exemple, nous parlons souvent de « 220 V de puissance électrique », c’est - à - dire de sa valeur effective, le pic correspondant étant d’environ 311 v.
En résumé, l'essence d'un voltmètre alternatif est de transformer un courant alternatif variable en un signal mesurable de manière stable, par redressement, action électromagnétique ou traitement numérique, qui est finalement présenté sous la forme d'une valeur efficace permettant une quantification précise de la tension alternative.