Sartomiki.net

Voltmetri AC analogici
Esistono diversi voltmetri di questo genere, a seconda dell'informazione globale che fornisce:
-voltmetri a valore medio raddrizzato (voltmetri con raddrizzatore)
-voltmetri a valore efficace (voltmetri rms)
-voltmetri a valore di picco (voltmetri di cresta)
Il parametro più importante, dal punto di vista elettrico, è rappresentato dal valore efficace. Il valore efficace è frutto di operazioni non lineari, mentro in genere si lavora con circuiti lineari. Se il segnale da misurare ha una forma predefinita, valore efficace è calcolabile anche mediante altre grandezze. Se il segnale è sinusoidale (come solitamente è ) il valore efficace si misura come il valore medio, moltiplicato per 1,11. Da questo consegue:
-Per i voltmetri a valore medio raddrizzato, Veff = 1,11 * Vmis
-Per i voltmetri di picco, Veff = Vmis / 1,41
- Per i voltmetri a valore efficace, Veff = Vmis
Per i segnali non sinusoidali ogni strumento misura correttamente quello per cui è stato progettato, purchè detarato. Dall'indicazione del voltmetro a valore medio si può calcolare il valore medio dividendo per 1,11 e dall'indicazione del voltmetro di picco si può ricavare il valore di picco, moltiplicando per 1,41.
Voltmetri di cresta, nel caso in cui R*C >> del periodo di oscillazione della forma d'onda applicata, vale la relazione Vm = Vp. Per contro, non consente di separare la componente in continua del segnale di ingresso e richiede continuità ohmica con il circuito misurato.
Voltmetri a vero valore efficace (rms), forniscono il Veff, indipendentemente dalla forma d'onda applicata. Sono particolarmente indicati quando si hanno segnali disturbati. Si basano sul principio della termocoppia, che misurano la potenza dissipata per effetto termico (R*(I^2)). I voltmetri di questo tipo forniscono un'indicazione proporzionale a I^2.

Voltmetri numerici (digitali)
Essi danno l'indicazione della tensione sottoforma di numero invece che su scala a indice. Siccome hanno uno schermo numerico, si elimina l'incertezza di lettura, è di facile lettura, supporta sollecitazioni, ha un tempo di risposta breve e non ha problemi meccanici. Normalmente è un voltmetro per DC o per grandezze che variano lentamente.
La parte principale dello strumento è il converter A/D, che, impiegando un certo tempo, trasforma il valore del campione analogico misurato, in un numero che rappresenta valori discreti della grandezza misurata. Si possono prelevare campioni per tempo brevi, che misura uno spot, che potrebbe essere falsato dal rumore, oppure un prelievo su tempi lunghi che fornisce una media dei valori misurati nella finestra.

Dispositivi costitutivi di un voltmetro numerico
All'interno di un voltmetro digitale sono presenti diversi dispositivi:
-convertitore
-componenti discreti
-circuiti ibridi
-circuiti integrati
Alcuni di essi sono:
-Registro di ingresso, realizzato con flip-flop. Può essere esterno o integrato nel convertitore.
-Interruttori, realizzato tramite diodi, o per mezzo di transistor bipolari, con FET O MOSFET. Un altro metodo è tramite relè elettromeccanici che sono utili per i convertitori ad alta risoluzione.
-Tensione di riferimento. E' un elemento critico e rappresenta il campione del convertitore. Può essere fornita da un diodo Zener compensato in temperatura o con l'aggiunta di un amplificatore operazionale.
-Rete resistiva. Normalmente sono reti integrate, anche se hanno problemi legati ai coefficienti di temperatura.
-Sommatore. Costituito da un amplificatore operazionale reazionato.

Parametri dei voltmetri digitali
-Numero di cifre.
-Risoluzione, normalmente di 10^(-3).
-Sensibilità, il peso del bit meno significativo del fondo scala scelto.
-Precisione, lo scarto massimo rispetto al campione di riferimento di tensione.

Per le immagini Ringraziamo ©cinzia_t