Instrument Pengukur Listrik1. Ammeter2. Voltmeter3. Ohmmeter

Pengukur amper

Demonstrasi model dari sebuah ammeter besi bergerak. Sebagai arus melalui kumparan meningkat, plunger ditarik lebih jauh ke koil dan pointer mengalihkan ke kanan.ammeter adalah sebuah alat ukur yang digunakan untuk mengukur arus listrik dalam sirkuit . arus listrik diukur dalam ampere (A), maka nama itu. Instrumen yang digunakan untuk mengukur arus yang lebih kecil, dalam kisaran atau microampere milliampere, ditujukan sebagai milliammeters atau microammeters. amperemeter awal adalah instrumen laboratorium yang bergantung pada medan magnet bumi untuk operasi. Pada akhir abad 19, alat-alat canggih yang dirancang yang bisa dipasang dalam posisi apapun dan memungkinkan pengukuran akurat dalam sistem tenaga listrik.

Sejarah

Kawat membawa arus yang akan diukur. Spring menyediakan memulihkan gaya ilustrasi ini konseptual, dalam meter praktis, inti besi stasioner, dan depan dan belakang spiral mata air membawa arus ke koil, yang didukung pada kumparan persegi panjang. Lebih jauh lagi, kutub magnet permanen adalah busur lingkaran.Hubungan antara arus listrik, medan magnet dan kekuatan fisik ini pertama kali dicatat oleh Hans Christian rsted yang, pada tahun 1820, mengamati kompas jarum dibelokkan dari menunjuk Utara bila arus mengalir dalam suatu kawat yang berdekatan. The galvanometer singgung digunakan untuk mengukur arus menggunakan efek ini, di mana gaya memulihkan kembali pointer ke posisi nol diberikan oleh Teman medan magnet bumi. Hal ini membuat instrumen ini dapat digunakan hanya jika sesuai dengan bidang bumi. Sensitivitas dari instrumen yang meningkat dengan menggunakan bergantian tambahan kawat untuk melipatgandakan efek - instrumen disebut "Multipliers".

Jenis The D'Arsonval galvanometer adalah ammeter kumparan bergerak. Menggunakan magnetik defleksi , di mana arus yang melalui koil menyebabkan kumparan bergerak dalam medan magnet . Bentuk modern dari instrumen ini dikembangkan oleh Edward Weston , dan menggunakan dua spiral mata air untuk memberikan gaya pemulih. Dengan mempertahankan celah udara seragam antara inti besi dari instrumen dan kutub magnet tetap, alat memiliki linearitas yang baik dan akurasi. gerakan meter Dasar dapat memiliki skala lendutan penuh untuk arus dari sekitar 25 microamperes sampai 10 milliamperes dan memiliki skala linier. [2] amperemeter besi Memindahkan menggunakan sepotong besi yang bergerak ketika ditindaklanjuti oleh gaya elektromagnetik dari kumparan tetap kawat. Jenis meter merespon baik langsung dan bolak arus (sebagai lawan dari ammeter kumparan bergerak, yang bekerja pada arus searah saja). Unsur besi terdiri dari baling-baling bergerak menempel ke sebuah pointer, dan baling-baling tetap, dikelilingi oleh suatu kumparan. Seperti bolak atau arus langsung melalui kumparan dan menginduksi medan magnet di kedua baling-baling, baling-baling menolak satu sama lain dan mengalihkan baling-baling bergerak melawan gaya memulihkan yang disediakan oleh halus heliks mata air. [2] The-linear non skala meter ini membuat mereka tidak populer. Gerakan electrodynamic menggunakan elektromagnet bukan magnet permanen Arsonval gerakan d'. Alat ini dapat merespon baik bolak-balik dan arus searah. [2] Dalam kawat ammeter panas, melewati arus yang melalui kawat yang mengembang karena panas. Meskipun instrumen ini memiliki waktu respons yang lambat dan akurasi rendah, mereka kadang-kadang digunakan untuk mengukur frekuensi radio saat ini. [2] ammeter desain digital menggunakan analog ke digital (ADC) untuk mengukur tegangan di resistor shunt; tampilan digital dikalibrasi untuk membaca arus yang melalui shunt. Ada juga berbagai macam perangkat yang disebut sebagai amperemeter mengintegrasikan. [3] [4] Dalam amperemeter jumlah saat ini diringkas dari waktu ke waktu memberi sebagai hasil produk dari arus dan waktu, yang sebanding dengan energi yang dialihkan dengan yang saat ini. Ini dapat digunakan untuk meter energi ( watt-jam meter ) atau untuk memperkirakan biaya dari baterai atau kapasitor . Picoammeter Sebuah picoammeter, atau ammeter pico, tindakan sangat rendah arus listrik, biasanya dari kisaran picoampere di ujung bawah untuk kisaran milliampere pada ujung atas. Picoammeters digunakan untuk pengukuran sensitif dimana arus yang diukur berada di bawah batas teoritis kepekaan perangkat lain, seperti Multimeter . Kebanyakan picoammeters menggunakan "virtual singkat" teknik dan memiliki rentang pengukuran yang berbeda yang harus diaktifkan antara untuk menutup beberapa dekade pengukuran . picoammeters modern lain menggunakan kompresi log dan "tenggelam saat ini" metode yang menghilangkan switching jangkauan dan terkait tegangan spike .Aplikasi Mayoritas amperemeter yang baik dihubungkan secara seri dengan rangkaian yang membawa arus yang akan diukur (untuk ampere pecahan kecil), atau shunt resistor sama mereka tersambung secara seri. Dalam kedua kasus, melewati arus melalui meter atau (kebanyakan) melalui shunt tersebut. Mereka tidak harus terhubung ke sumber tegangan, mereka dirancang untuk beban minimal, yang mengacu pada drop tegangan di ammeter, yang biasanya sebagian kecil dari sebuah volt. Mereka hampir arus pendek.

Zero-pusat ammeterBiasa gerakan meter Weston-tipe dapat mengukur milliamperes hanya paling banyak, karena mata air dan kumparan praktis hanya dapat membawa arus terbatas. Untuk mengukur arus yang lebih besar, suatu resistor disebut shunt ditempatkan di paralel dengan meter. Resistensi-resistensi dari shunts adalah dalam integer untuk rentang milliohm fraksional. Hampir semua arus yang mengalir melalui shunt, dan hanya sebagian kecil mengalir melalui meter. Hal ini memungkinkan meter untuk mengukur arus yang besar. Secara tradisional, meter digunakan dengan sebuah shunt memiliki defleksi skala penuh (FSD) dari 50 mV, jadi shunts biasanya dirancang untuk menghasilkan drop tegangan 50 mV ketika membawa mereka penuh arus. Zero-pusat ammeter digunakan untuk aplikasi yang memerlukan arus yang akan diukur dengan kedua polaritas, umum pada peralatan ilmiah dan industri. Zero-pusat amperemeter juga sering ditempatkan di seri dengan baterai . Pada aplikasi ini, pengisian baterai mengalihkan jarum untuk satu sisi skala (umumnya, sisi kanan) dan pemakaian baterai mengalihkan jarum ke sisi lain. Jenis khusus ammeter nol-pusat untuk pengujian arus tinggi di mobil dan truk memiliki magnet batang berputar yang bergerak pointer, dan sebuah magnet batang tetap untuk menjaga pointer terpusat dengan tidak ada arus. Medan magnet di sekitar kawat membawa arus yang diukur mengalihkan magnet bergerak. Karena ammeter shunt memiliki ketahanan yang sangat rendah, keliru kabel ammeter secara paralel dengan sumber tegangan akan menyebabkan korsleting , paling banter meniup sekering, mungkin merusak instrumen dan kabel, dan mengekspos pengamat untuk cedera.

Pergerakan Besi ammeter yang lebih tua dengan non-linear karakteristik skala dan dengan simbol yang bergerak ammeter besi yang terpasang pada faktor bentuk kecil PC.Dalam rangkaian AC, trafo arus mengubah medan magnet di sekitar konduktor ke AC kecil saat ini, biasanya baik 1 A atau 5 A pada penuh arus, yang dapat dengan mudah dibaca oleh meter. Dalam cara yang sama, akurat AC / DC non-kontak amperemeter telah dibangun dengan menggunakan efek Hall sensor medan magnet. Sebuah dibawa-bawa penjepit-on ammeter adalah alat umum untuk pemeliharaan peralatan listrik komersial dan industri, yang sementara dipotong atas kawat untuk mengukur saat ini. Beberapa jenis baru-baru ini memiliki sepasang paralel dari probe magnetis-lunak yang ditempatkan di kedua sisi konduktor.

Pengukur tegangan voltVoltmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur potensial listrik perbedaan antara dua titik dalam sirkuit listrik. Analog voltmeter bergerak di skala penunjuk dalam proporsi dengan tegangan rangkaian; voltmeter digital memberikan tampilan numerik tegangan dengan menggunakan suatu analog ke digital . Voltmeter yang dibuat dalam berbagai gaya. Instrumen permanen dipasang pada panel digunakan untuk memantau generator atau aparatus tetap lainnya. instrumen Portable, biasanya dilengkapi juga mengukur arus dan hambatan dalam bentuk multimeter , adalah instrumen tes standar yang digunakan dalam pekerjaan listrik dan elektronik. Setiap pengukuran yang dapat dikonversi menjadi tegangan dapat ditampilkan pada meter yang dikalibrasi sesuai, misalnya, tekanan, aliran suhu, atau tingkat di pabrik proses kimia. Tujuan voltmeter analog Jenderal dapat memiliki akurasi beberapa persen dari skala penuh, dan digunakan dengan tegangan dari fraksi volt untuk beberapa ribu volt. meter digital dapat dibuat dengan akurasi yang tinggi, biasanya lebih baik dari 1%. instrumen tes khusus dikalibrasi memiliki akurasi yang lebih tinggi, dengan peralatan laboratorium yang mampu mengukur untuk akurasi dari beberapa bagian per juta. Meter menggunakan amplifier dapat mengukur tegangan kecil microvolts atau kurang. Bagian dari masalah pembuatan voltmeter akurat adalah bahwa dari kalibrasi untuk memeriksa akurasinya. Di laboratorium, yang Cell Weston digunakan sebagai tegangan standar untuk pekerjaan presisi. Precision tegangan referensi yang tersedia didasarkan pada sirkuit elektronik.

voltmeter AnalogSebuah kumparan bergerak galvanometer dapat digunakan sebagai voltmeter dengan memasukkan resistor secara seri dengan instrumen. Ini mempekerjakan kumparan kecil kawat halus tersuspensi dalam medan magnet yang kuat. Ketika sebuah arus listrik diterapkan, indikator galvanometer's berputar dan kompres pegas kecil. Rotasi angular adalah sebanding dengan arus melalui koil. Untuk digunakan sebagai voltmeter, sebuah resistansi seri ditambahkan sehingga rotasi sudut menjadi proporsional terhadap tegangan yang diberikan.

Sebuah kumparan bergerak galvanometer dari d'Arsonval tipe. Kabel merah membawa arus yang akan diukur. Musim semi memulihkan ditampilkan dalam warna hijau. N dan S adalah utara dan kutub selatan magnet. Salah satu tujuan desain dari instrumen yang mengganggu rangkaian sesedikit mungkin dan instrumen harus menggambar arus minimum untuk beroperasi. Hal ini dicapai dengan menggunakan sensitif ammeter atau microammeter secara seri dengan resistansi yang tinggi. Sensitivitas seperti meter dapat dinyatakan sebagai "ohm volt per", jumlah perlawanan ohm dalam rangkaian meter dibagi dengan skala penuh diukur nilai. Misalnya satu meter dengan sensitivitas 1000 ohm per volt akan menarik 1 milliampere pada tegangan skala penuh, jika skala penuh adalah 200 volt, hambatan pada terminal instrumen akan menjadi 200.000 ohm dan pada skala penuh meter akan menarik 1 milliampere dari rangkaian yang diuji. Untuk instrumen multi-range, resistansi masukan bervariasi sebagai instrumen diaktifkan untuk rentang yang berbeda. Pindah-coil instrumen dengan bidang permanen-magnet hanya menanggapi langsung saat ini. Pengukuran tegangan AC membutuhkan rectifier di sirkuit sehingga kumparan mengalihkan hanya satu arah. Pindah-coil instrumen juga dibuat dengan posisi nol di tengah skala bukannya di salah satu ujung, ini adalah berguna jika tegangan listrik yang membalikkan polaritasnya. Voltmeter beroperasi pada prinsip elektrostatik menggunakan tolakan bersama antara dua piring yang dibebankan untuk menangkis pointer melekat pada mata air. Meter jenis ini menarik diabaikan saat ini tetapi sensitif terhadap tegangan lebih dari sekitar 100 volt dan bekerja dengan baik alternating atau arus searah. VTVMs dan FET-VM Perlawanan sensitivitas dan masukan dari voltmeter yang dapat ditingkatkan jika arus yang diperlukan untuk membelokkan pointer meter disuplai oleh catu daya amplifier dan bukan menurut rangkaian yang diuji. Penguat elektronik antara input dan meter memberikan dua manfaat, sebuah instrumen kumparan bergerak kasar dapat digunakan, karena kepekaannya tidak perlu tinggi, dan resistansi masukan dapat dibuat tinggi, mengurangi arus yang ditarik dari rangkaian yang diuji. voltmeter Amplified sering memiliki resistansi masukan dari 1, 10, atau 20 megohms yang independen dari kisaran yang dipilih. Bentuk sekali-populer instrumen ini menggunakan tabung vakum di sirkuit amplifer sehingga disebut voltmeter tabung vakum, atau VTVM. Ini hampir selalu didukung oleh garis AC lokal saat ini dan begitu juga tidak terlalu portabel. Hari ini sirkuit ini menggunakan solid-state amplifier menggunakan transistor efek medan , maka FET-VM, dan muncul dalam genggam multimeter digital serta laboratorium instrumen dan bangku. Ini sekarang begitu di mana-mana bahwa mereka telah digantikan non-diperkuat multimeter kecuali dalam kisaran harga paling mahal. Kebanyakan VTVMs dan FET-VM menangani tegangan DC, tegangan AC, dan pengukuran resistensi; modern FET-VM menambahkan pengukuran arus dan fungsi telepon yang sering lain juga. Suatu bentuk khusus dari VTVM atau FET-VM adalah voltmeter AC. Alat musik ini dioptimalkan untuk mengukur tegangan AC. Mereka memiliki bandwidth yang jauh lebih luas dan kepekaan yang lebih baik dari perangkat multifungsi yang khas. voltmeter DigitalVoltmeter digital pertama ditemukan dan diproduksi oleh Andrew Kay Non-Linear Systems (dan kemudian pendiri Kaypro ) pada tahun 1954. Digital voltmeter (DVMs) biasanya dirancang di sekitar tipe khusus -ke-digital converter analog disebut konverter mengintegrasikan . Voltmeter akurasi dipengaruhi oleh banyak faktor, termasuk suhu dan variasi tegangan suplai. Untuk memastikan bahwa digital voltmeter membaca sebuah's ditentukan dalam toleransi pabrikan, mereka harus secara berkala dikalibrasi terhadap standar tegangan seperti sel Weston .

Dua digital voltmeter. Perhatikan perbedaan mikrovolt 40 antara kedua pengukuran , offset 34 bagian per sejuta.Digital voltmeter selalu memiliki amplifier input, dan, seperti voltmeter tabung vakum, umumnya memiliki resistansi masukan konstan 10 megohms terlepas dari jangkauan pengukuran ditetapkan.

Ohmmeterohmmeter adalah suatu listrik instrumen yang mengukur hambatan listrik , oposisi ke arus listrik . Micro-ohmmeter (microhmmeter atau microohmmeter) membuat pengukuran resistansi rendah. Megohmmeters (alias megaohmmeter atau dalam kasus perangkat bermerek dagang Megger ) mengukur nilai besar perlawanan. Unit pengukuran untuk ketahanan adalah ohm ( ). Desain asli ohmmeter memberikan baterai kecil untuk menerapkan tegangan untuk resistensi. Ini menggunakan galvanometer untuk mengukur arus listrik melalui perlawanan. Skala galvanometer ditandai dalam ohm, karena tegangan tetap dari baterai meyakinkan bahwa resistensi menurun, arus melalui meter akan meningkat. Ohmmeter membentuk sirkuit sendiri, karena itu mereka tidak dapat digunakan dalam sebuah sirkuit yang dirakit. Jenis yang lebih akurat dari ohmmeter memiliki sirkuit elektronik yang melewati arus konstan (I) melalui perlawanan, dan lain sirkuit yang mengukur tegangan (V) di perlawanan. Menurut persamaan berikut, berasal dari hukum Ohm's , nilai resistansi (R) adalah diberikan oleh:

Untuk pengukuran presisi tinggi jenis di atas meter tidak memadai. Hal ini karena membaca meter adalah jumlah perlawanan dari arah pengukuran, resistensi kontak dan perlawanan yang diukur. Untuk mengurangi efek ini, sebuah ohmmeter presisi memiliki empat terminal, yang disebut kontak Kelvin. Dua terminal membawa arus dari meteran, sementara dua lainnya memungkinkan meter untuk mengukur tegangan pada resistor. Dengan jenis meter, setiap penurunan tegangan karena perlawanan dari pasangan pertama memimpin dan resistensi kontak mereka diabaikan oleh meter. Ini empat terminal pengukuran teknik disebut Kelvin penginderaan, setelah William Thomson, Lord Kelvin , yang menemukan jembatan Kelvin pada tahun 1861 untuk mengukur daya tahan yang sangat rendah. The -terminal penginderaan Empat metode juga dapat digunakan untuk melakukan pengukuran yang akurat dari resistensi rendah

MultimeterMultimeter adalah alat pengukur listrik yang sering dikenal sebagai VOM (Volt/Ohm meter) yang dapat mengukur tegangan (voltmeter), hambatan (ohm-meter), maupun arus (amper-meter). Ada dua kategori multimeter: multimeter digital atau DMM (digital multi-meter)(untuk yang baru dan lebih akurat hasil pengukurannya), dan multimeter analog. Masing-masing kategori dapat mengukur listrik AC, maupun listrik DC.

Multimeter Digital

Referensi L. A. Geddes, Looking back: how measuring electric current has improved through the ages, IEEE Potentials, Feb/Mar 1996, pages 40-42 Frank Spitzer and Barry Howarth, Principles of Modern Instrumentation, Holt, Rinehart and Winston, New York, 1972, ISBN 0-03-080208-3 chapter 11 http://www-project.slac.stanford.edu/lc/local/notes/dr/Wiggler/Wigrad_BK.pdf http://dit.upc.es/lpdntt/biblio/BREUS/LEE97a.pdf Ix Innovations, LLC. "PocketPico Ammeter Theory of Operation". Retrieved 2010-19-19. http://id.wikipedia.org/wiki/Multimeter