Voltmeter - Jenis dan Pengertian
Voltmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur tegangan atau perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik dasar. Voltmeter analog memindahkan pointer melintasi skala sebanding dengan tegangan rangkaian. Voltmeter mungkin memiliki akurasi beberapa persen dari skala penuh, dan digunakan dengan voltase dari fraksi volt hingga beberapa ribu volt.
Dua pengukuran tegangan umum adalah arus searah (DC) dan arus bolak-balik (AC). Meskipun pengukuran tegangan adalah yang paling sederhana dari berbagai jenis pengukuran analog, mereka menghadirkan tantangan unik karena pertimbangan kebisingan.
Voltmeter analog memindahkan pointer melintasi skala sebanding dengan tegangan rangkaian; pada voltmeter digital akan menampilkan numerik voltase dengan menggunakan konverter.
Jenis-jenis Voltmeter
1. Voltmeter analog
2. VTVM dan FET VM
3. Voltmeter digital
1. Voltmeter Analog
Voltmeter analog adalah termasuk jenis deflecting yang mengindikasikan voltmeter. Ini adalah seperti besi bergerak, kumparan bergerak, jenis voltmeter elektrostatik. Instrumen kumparan bergerak terdiri dari dua jenis yaitu magnet permanen dan jenis dinamo meter.
Instrumen kumparan bergerak (moving coil instruments) dengan medan magnet permanen hanya merespons arus searah. Instrumen kumparan bergerak terdiri dari magnet permanen untuk menghasilkan medan magnet, dan kumparan wound pada potongan besi lunak dan berputar pada sumbu vertikalnya sendiri. Ketika arus mulai mengalir melalui kumparan ini, torsi membelokkan dihasilkan sesuai dengan persamaan gaya Lorenz. Torsi ini berbanding lurus dengan tegangan di rangkaian tertentu.
Voltmeter DC dibangun dengan menghubungkan Resistor secara Seripada instrumen ini dan juga Resistor secara Paralel yang sangat tinggi dengan rangkaian tempat kami ingin mengukur tegangan. Meteran dinamo tipe instrumen kumparan gerak terdiri dari dua kumparan satu tetap dan lainnya berputar.
Interaksi dari dua bidang yang dihasilkan oleh pasangan kumparan tetap dan kumparan bergerak menghasilkan torsi membelokkan. Ini digunakan di rangkaian pengukuran DC hanya saja membuat instrumen ini kurang digunakan.
Kelebihan dari Instrumen Coil Bergerak
• Skala seragam
• Mudah diperpanjang untuk pengukuran multi range.
• Konsumsi daya rendah
• Arus beban menyimpang sangat kecil dibandingkan dengan instrumen besi yang bergerak.
Sementara instrumen besi bergerak(moving iron instruments) digunakan di rangkaian AC. Instrumen elektromagnetik dibagi menjadi besi bergerak sederhana, jenis meteran dinamo dan jenis instrumen induksi. Besi yang bergerak lagi diklasifikasikan sebagai jenis daya tarik dan tolakan instrumen. Dalam hal ini juga terdiri dari besi lunak yang merupakan kumparan bergerak dan tetap.
Interaksi fluks yang dihasilkan oleh dua elemen ini menghasilkan torsi membelokkan. Rentang instrumen ini diperpanjang dengan menjaga resistor secara seri dengan coil. Beberapa kelemahannya adalah skala yang tidak seragam, efek arus medan yang menyimpang pada instrumen dll.
Kelebihan dari Instrumen Besi yang Bergerak
• Ini digunakan untuk pengukuran AC dan DC.
• Biaya rendah dibandingkan dengan memindahkan instrumen besi.
• Torsi terhadap rasio berat adalah tinggi
Voltmeter Elektrostatik yang beroperasi berdasarkan prinsip elektrostatik menggunakan tolakan timbal balik antara dua plat bermuatan untuk membelokkan penunjuk yang terpasang pada pegas. Jenis instrumen ini digunakan untuk pengukuran AC tegangan tinggi dan juga DC. Ini adalah kapasitor jenis disk elektrostatik terhubung melintasi rangkaian yang akan diukur.
Voltmeter elektrostatik dapat dikategorikan menjadi tiga jenis berdasarkan konfigurasi mekanis. Itu adalah tolakan, ketertarikan, dan simetris. Sistem defleksi terdiri dari deflektor yang ditangguhkan dari filamen torsi atau dapat diputar oleh bantalan/bearing.
Mengatur elemen-elemen pada instrumen jenis ini gila dengan beberapa elemen khusus seperti elemen kapasitif, termasuk plat paralel, silinder konsentris, plat berengsel, dll. Torsi peredam gerak disediakan oleh baling-baling peredam udara atau cairan atau dengan peredaman arus eddy.
Kelebihan dari instrumen elektrostatik
• Ini hanya menarik arus di DC adalah kebocoran arus dan arus yang diperlukan untuk mengisi elemen kapasitif
• Sensitivitas tinggi
• Mampu mengukur tegangan muatan terkecil
• Berbagai kemungkinan pengukuran tegangan hampir 200KV
2. VTVM dan FET-VM
Jenis instrumen ini menangani tegangan DC, tegangan AC, dan pengukuran resistansi. Dalam jenis alat pengukur tegangan penguat elektronik digunakan di antara input dan meter. Karena pengaturan ini, arus yang diambil dari rangkaian yang diuji berkurang. Berbagai resistansi digunakan pada sisi input di kisaran 1-20 ohm mega.
Dengan variasi resistansi ini kita dapat memilih rentang yang akan diukur. Jika instrumen ini menggunakan tabung vakum di penguat (amplifier) maka itu disebut voltmeter tabung vakum (vacuum tube voltmeter/VTV). Ini digunakan dalam pengukuran AC daya tinggi. Sebagai penemuan perangkat solid state yang digunakan dalam amplifier, jenis voltmeter ini disebut FET-VM.
Kelebihan (keuntungan)
• Ini memiliki impedansi input tinggi maka kesalahan pemuatan kurang
• Non-linearitas hampir dihilangkan
• Kemampuan untuk menunjukkan voltase yang bervariasi secara perlahan.
3. Voltmeter Digital
Akurasi voltmeter dipengaruhi oleh banyak faktor, termasuk variasi suhu dan tegangan supply. Voltmeter digital menampilkan tegangan yang diukur menggunakan LCD atau LED untuk menampilkan hasilnya dalam format floating point. Jelas, jika pengukuran tegangan dilakukan dan hasilnya ditampilkan secara digital dengan tampilan LED atau LCD, instrumen harus mengandung konverter A/D.
Menggunakan pengontrol mikro yang diprogram, tampilan ADC dan LCD, rangkaian berikut siap untuk memberikan tampilan digital yang akurat dari nilai analog dari 0 hingga 15 volt DC. Ini digunakan karena sifat-sifat seperti akurasi, daya tahan dan fitur tambahan. Ini sepenuhnya menghilangkan kesalahan paralaks. Ini akan mengubah sinyal yang diuji dan kemudian menguatkannya.
Kelebihan Voltmeter Digital
• Mengurangi kesalahan paralaks
• Mulai otomatis
• Polaritas Otomatis
• Instrumen resolusi tinggi termasuk presisi tinggi.
Diagram Rangkaian Voltmeter Digital Elektronik
Desain voltmeter digital menggunakan mikrokontroler yang dikatakan sangat efisien dalam menangani operasi pembawa data dalam hal lebih cepat, bebas kesalahan dan akurat. Alih-alih menggunakan cara analog mutlak untuk mengetahui voltase, voltmeter digital memberikan nilai tegangan yang jauh lebih tepat dan akurat dalam rangkaian tertentu dalam kisaran voltmeter.
