El voltímetros electrónicos se utilizan más ampliamente hoy en día, con el avance de semiconductor dispositivos que se están volviendo cada vez más populares. Ahora, ¿por qué usamos voltímetros electrónicos en lugar de tener disponibles voltímetros electromecánicos baratos? La respuesta es que poseen ciertas ventajas para que sean populares. Hay muchos tipos de voltímetros electrónicos disponibles y, en consecuencia, elegimos lo que queremos. Estos tipos de voltímetros se construyen mediante el uso de medidores PMMC, rectificadores, divisores de voltaje…amplificadores, para que el actual es directamente proporcional al par de desviación.
Descripción de los componentes utilizados en el voltímetro de corriente continua
Diodo
El diodo es un dispositivo de dos terminales que es capaz de bloquear la corriente cuando se encuentra en condición de polarización inversa. Conduce cuando está en estado de polarización hacia adelante. Así que esta disposición se utiliza cuando queremos saber el promedio del voltaje de la CA.
Primero se rectifica el voltaje de la CA y luego tenemos que conectar un El instrumento PMMC para medir el promedio voltaje.
Transistor
El transistor es un dispositivo de tres terminales que se utiliza con fines de amplificación. Cuando una señal se aplica a su base, entonces la señal es amplificada por ella ya que tiene una entrada baja resistencia y una alta resistencia de salida cuando se conecta a la región activa.
También puede ser operado como un interruptor. Tiene tres modos de funcionamiento, a saber…
- Región activa.
- Región de saturación.
- Región de corte.
En la región activa tiene su entrada como sesgada hacia adelante y la salida está sesgada hacia atrás.
En la región de saturación, tanto la entrada como la salida están en modo de sesgo hacia adelante.
En la región de corte, la entrada y la salida están en estado de sesgo invertido.
Sin embargo, el transistor tiene una pérdida considerable de potencia por lo que usamos el transistor que tiene una alta impedancia de entrada. El tipos de transistores cuando la pérdida tiene que ser baja, son…
Transistor de efecto de campo o FET y Transistor de efecto de campo de semiconductor de óxido metálico o MOSFET.
Amplificador
Para una pequeña señal tenemos que usar un amplificador para poder medirla. El amplificador genera la potencia necesaria para instrumentos de medición para que no haya ningún efecto de carga en el circuito y la señal original se mantenga también después de la medición. Sin el uso de amplificadores no podemos medir las señales muy pequeñas que se usan típicamente en los circuitos de comunicación donde el nivel de voltaje y los niveles de potencia son muy pequeños.
Divisor de voltaje
El divisor de voltaje está provisto para poder tener la toma de voltaje. Supongamos que el voltaje que queremos es menor, entonces vamos por el divisor de voltaje conectando la resistencia en serie y la salida se toma a través de la deseada resistencia. Además, si queremos ajustar el voltaje de compensación, entonces también podemos proporcionar un potenciómetro tipo de arreglo para anular la compensación.
Medidor PMMC
El instrumento se utiliza para indicar el movimiento del instrumento que debe medir la corriente en el circuito. En este tipo de circuito, usamos una suspensión tensa pero en el caso de los otros tipos de medición usamos pivotes y cojinetes de joyas. Esto se llama el modo de operación analógico, sin embargo si queremos datos digitales tenemos que usar el convertidor A/D para tener la lectura digital. La principal ventaja de la suspensión tensada es que no necesitamos cojinetes y el elemento móvil está equilibrado. Los cojinetes de joya tienen ciertas desventajas como la fricción se debe más a los pivotes dañados o a los muelles de control distorsionados.
Diodo de lectura promedio Voltímetro de tubo de vacío
El circuito se utiliza para medir el promedio del voltaje de la CA. El valor de R debe ser muy alto para tener casi toda la caída de voltaje a través de la resistencia para que pueda ser alimentada al amplificador y al medidor.
Ventajas
- Construcción simple.
- Alta resistencia en la entrada para que el consumo de energía sea menor.
Desventajas
- Un ancho de banda bajo.
- Funcionamiento no lineal cuando el voltaje es bajo.
Diferencia Tipo de amplificador Voltímetro electrónico
El principio fundamental del amplificador de diferencias es que amplifica la diferencia de la señal aplicada en ambos extremos. Aquí se utiliza el transistor, pero para obtener mejores resultados podemos utilizar FET también. En el terminal de salida podemos conectar un Medidor de PMMC para obtener la lectura. El transistor debe estar perfectamente adaptado para que obtengamos un desplazamiento cero, si no están adaptados, entonces se puede hacer un desplazamiento nulo mediante el uso de un divisor de voltaje a través de Vcc. Cuando se conecta un medidor PMMC en la salida y el voltaje que se aplica en un extremo y la base del transistor 2 se pone a tierra, por ejemplo, entonces el medidor se desviará en proporción al voltaje aplicado en la base del primer transistor para que obtengamos la lectura en el medidor. La resistencia puede ser conectada en serie con el medidor PMMC para limitar la corriente.
Ventajas del voltímetro electrónico
Detección de señales de bajo nivel
Si los niveles de la señal fueran bajos, entonces los otros tipos de instrumentos con deflexión mecánica producen un efecto de carga que significa que el instrumento consumirá una cantidad apreciable de energía y hay una alta probabilidad de que la señal se pierda, pero los instrumentos electrónicos son capaces de proporcionar energía para que podamos medir un voltaje en términos de microvoltios también.
Bajo consumo de energía
La potencia consumida por estos instrumentos es baja ya que pueden proporcionar una impedancia de entrada muy alta de hasta unos pocos cientos de megaohmios, por lo que la corriente en el circuito es muy pequeña y por lo tanto la pérdida de potencia también se reduce.
Gama de alta frecuencia
En el voltímetro electrónico, la medición es casi independiente de la frecuencia de funcionamiento. Tienen un rango muy alto de frecuencias de operación hasta unos pocos Mega Hertz. La respuesta de frecuencia es mucho más amplia que la capacitancia del circuito de entrada es muy pequeño.
Desventajas del voltímetro electrónico
Alto costo
El costo de los voltímetros electrónicos es muy alto, ya que hay muchos componentes involucrados como un diodo, transistores, resistencias, etc. Por otro lado, los instrumentos PMMC tienen un bajo costo.
Daños
Como sabemos, en caso de circuito electrónicoSi un componente se daña de alguna manera, entonces todo el circuito debe ser reemplazado, esta desventaja también es válida en voltímetro electrónico.
