Vôn kế AC

Vôn kế AC

Trong các đồng hồ đo điện áp AC điện tử, tín hiệu đầu vào được chỉnh lưu trước tiên và sau đó được cung cấp vào bộ khuếch đại DC, như thể hiện trong hình vẽ. Trong một số trường hợp, tín hiệu được khuếch đại trước đó bởi bộ khuếch đại AC và sau đó được chỉnh lưu trước khi đưa vào đồng hồ đo DC, như hình vẽ minh họa. Trong trường hợp đầu tiên, ưu điểm là sử dụng các bộ khuếch đại có giá thành hợp lý và thường được sử dụng trong các đồng hồ đo điện áp có giá rẻ.

Vôn kế xoay chiều có thể được chia thành 2 loại 

1. Vôn kế AC có số đọc trung bình.

Thường thì, các đồng hồ đo điện áp AC thuộc loại phản ứng trung bình và được hiệu chỉnh theo giá trị hiệu điện thế hiệu dụng (RMS) cho sóng sin. Vì hầu hết các đo lường điện áp liên quan đến sóng hình sin, phương pháp đo giá trị RMS của đồng hồ này hoạt động hiệu quả và chi phí thấp hơn so với đồng hồ đo hiệu đáp ứng RMS thực sự. Tuy nhiên, trong trường hợp đo điện áp sóng hình không sin, loại đồng hồ này có thể cho đọc số cao hoặc thấp tùy thuộc vào hệ số hình dạng của sóng hình của điện áp cần đo.

Sơ đồ mạch cho một đồng hồ đo điện áp trung bình sử dụng ống hút chân không được thể hiện trong hình vẽ. Bố trí này bao gồm ống hút chân không, một trở cao (khoảng 105 ohms) ký hiệu là R và một dụng cụ PMMC (Permanent Magnet Moving Coil), tất cả được kết nối nối tiếp. Trở khá R hạn chế dòng điện và làm cho đặc tính điện áp-dòng điện trên tấm của ống hút chân không trở nên tuyến tính. Điện áp qua trở cao này được đưa vào bộ khuếch đại DC và đầu ra của bộ khuếch đại được kết nối với dụng cụ PMMC.

Sơ đồ mạch cho đồng hồ đo điện áp AC trung bình sử dụng đoạn bán dẫn cũng được minh họa. Điốt dẫn trong nửa chu kỳ dương và không dẫn trong nửa chu kỳ âm. Dòng điện trung bình qua dụng cụ được tính bằng biểu thức:

Iav ­= Vav / 2R = 0.45 * [Vrms/R]

Vrms là giá trị hiệu dụng của điện áp, và 1.11 là hệ số hình dạng của sóng hình sin. Hệ số 2 nhân vào R vì đồng hồ sử dụng chỉnh lưu nửa sóng. Lưu ý rằng nó cũng có thể đo điện áp DC, nhưng kết quả phải nhân với 2 x 1.11 vì đoàn đỉnh luôn dẫn.

Sơ đồ mạch của đồng hồ đo điện áp AC trung bình bằng đoạn bán dẫn được minh họa trong hình vẽ. Trong trường hợp này, dòng điện trung bình qua dụng cụ được tính là Vrms/1.11R. Ưu điểm chính của đồng hồ này là cấu trúc đơn giản, trở vào cao, tiêu thụ công suất thấp và thang đo đồng nhất. Nhược điểm là hoạt động ở tần số âm thanh và trong dải tần số radio, sai số xuất hiện do dung tích phân tán của trở khá R cao.

Nhược điểm khác là do đặc tính phi tuyến ở mức điện áp thấp, đọc số ở mức điện áp thấp không chính xác.

2. Vôn kế AC đọc đỉnh.

Sơ đồ mạch cho vôn kế đọc đỉnh sử dụng ống chân không và điốt bán dẫn được thể hiện tương ứng trên các hình.

Trong đồng hồ đo điện áp AC đọc đỉnh, tụ C nạp đến giá trị đỉnh của điện áp, và trở R giữ cho điện áp qua tụ giữ nguyên. Có thể sử dụng hoặc điện áp trung bình qua R hoặc dòng điện trung bình để chỉ ra giá trị đỉnh của điện áp. Sự kết hợp của ống chỉnh lưu (hoặc ống bán dẫn), trở R, bộ khuếch đại DC và PMMC cung cấp giá trị đỉnh qua dòng PMMC. Việc sử dụng trở R cao giảm tiêu thụ công suất, nhưng đòi hỏi điện áp đầu vào đủ lớn để hệ thống hoạt động như đồng hồ đo điện áp đỉnh. Nhược điểm chính là khi đo điện áp thấp, dòng điện có thể chảy liên tục, làm giảm hiệu suất đo đỉnh.