Woltomierz jest urządzenie, które mierzy się napięcie (lub różnicę w potencjale elektrycznym ) pomiędzy dwoma punktami, w których wielkość jednostką miary jest V ( V ). Najczęściej może mierzyć napięcia DC i AC. Zdecydowana większość mierników prądu jest zbudowana wokół woltomierza cyfrowego, a wielkość fizyczna, która ma być zmierzona, jest zamieniana na napięcie za pomocą odpowiedniego czujnika. Tak jest w przypadku multimetru cyfrowego, który oprócz funkcji woltomierza zawiera co najmniej jeden przetwornik prądu na napięcie, pozwalający mu działać jako amperomierz i generator prądu stałego działający jako omomierz .
Są w drodze, chociaż nadal są używane jako szybkie wskaźniki rzędu wielkości lub zmiany mierzonego napięcia. Zwykle składają się z miliamperomierza połączonego szeregowo o dużej rezystancji . Jednak rezystancja ta, rzędu kilku kΩ, jest znacznie niższa niż rezystancja wewnętrzna woltomierzy cyfrowych, zwykle równa 10 MΩ . Z tego powodu woltomierze analogowe wprowadzają więcej zakłóceń do obwodów, do których są wprowadzane, niż woltomierze cyfrowe. Aby ograniczyć to zakłócenie, posunęliśmy się nawet do zastosowania galwanometrów o czułości 15 mikroamperów dla pełnej skali w wysokiej klasy kontrolerach uniwersalnych (kombinacja woltomierz-mikroamperomierz-omomierz-miernik pojemności). ( Na przykład Metrix MX 205 A )
Woltomierze magnetoelektryczneWoltomierz magnetoelektryczny składa się z galwanometru , czyli bardzo czułego miliamperomierza magnetoelektrycznego, połączonego szeregowo z dodatkową rezystancją o dużej wartości (od kilku kΩ do kilkuset kΩ). Woltomierz o kilku zakresach pomiarowych jest wytwarzany poprzez zmianę wartości dodatkowej rezystancji. Do pomiarów w prądzie przemiennym zastosowano mostek prostowniczy z diodami, ale metoda ta umożliwia pomiar tylko napięć sinusoidalnych. Mają jednak szereg zalet: nie wymagają do działania baterii. Co więcej, za taką samą cenę, ich szerokość pasma jest znacznie szersza, co pozwala na pomiary prądu przemiennego powyżej kilkuset kiloherców, gdy standardowy model cyfrowy jest ograniczony do kilkuset Hz. Z tego powodu nadal są szeroko stosowane w testach sprzętu elektronicznego pracującego na wysokich częstotliwościach (HI-FI).
Woltomierze ferroelektryczneWoltomierz ferroelektryczny składa się z ferroelektrycznego miliamperomierza połączonego szeregowo z dodatkową rezystancją o dużej wartości (od kilkuset Ω do kilkuset kΩ). Podobnie jak amperomierze tego samego typu dla prądów, umożliwiają pomiar wartości skutecznej napięć o dowolnej postaci (ale o niskiej częstotliwości <1 kHz).
Zwykle składają się z przetwornika analogowo-cyfrowego z podwójną rampą , systemu przetwarzania i systemu wyświetlania.
Pomiar średnich wartości napięć stałychMierzone napięcie podawane jest na wejście przetwornika analogowo-cyfrowego poprzez rezystor, którego wartość zależy od wybranej wartości znamionowej, a następnie jednostka przetwarzająca, biorąc pod uwagę tę wartość znamionową, wyświetla średnią wartość tego napięcia.
Pomiar wartości skutecznych napięć przemiennych Woltomierz z niższej półkiMoże być używany tylko do pomiaru napięć sinusoidalnych w zakresie częstotliwości sieci rozdzielczych . Mierzone napięcie jest prostowane za pomocą mostka diodowego, a następnie traktowane jako napięcie stałe. Woltomierz wyświetla wtedy wartość równą 1,11-krotności średniej wartości wyprostowanego napięcia. Jeśli napięcie jest sinusoidalne, wyświetlany wynik jest wartością skuteczną napięcia; jeśli nie, to nie ma sensu.
Woltomierz „prawdziwie skuteczny”Większość urządzeń na rynku wykonuje ten pomiar w trzech etapach:
Ponieważ precyzyjny mnożnik analogowy jest kosztownym elementem, te woltomierze są trzy do czterech razy droższe niż poprzednie. Niemal całkowita digitalizacja obliczeń pozwala obniżyć koszty przy jednoczesnej poprawie precyzji.
Stosowane są również inne metody pomiarowe, na przykład:
Istnieją dwa typy „rzeczywiście skutecznych” woltomierzy:
Pierwszy woltomierz cyfrowy został zaprojektowany i zbudowany przez Andrew Kaya (w) w 1953 roku
Pomiar woltomierzem wykonuje się podłączając go równolegle do części obwodu, której różnica potencjałów ma być znana. Zatem teoretycznie, aby obecność urządzenia nie zmieniała rozkładu potencjałów i prądów w obwodzie, w jego czujniku nie powinien płynąć żaden prąd. Oznacza to, że rezystancja wewnętrzna wspomnianego czujnika jest nieskończona lub przynajmniej możliwie jak największa w odniesieniu do rezystancji mierzonego obwodu.