Ein Voltmeter ist ein Instrument, das verwendet ist, um elektrischen potenziellen Unterschied zwischen zwei Punkten in einem elektrischen Stromkreis zu messen. Analoge Voltmeter bewegen einen Zeigestock über eine Skala im Verhältnis zur Stromspannung des Stromkreises; Digitalvoltmeter geben eine numerische Anzeige der Stromspannung durch den Gebrauch eines Analogons zum Digitalkonverter.

Voltmeter werden in einer breiten Reihe von Stilen gemacht. In einer Tafel dauerhaft bestiegene Instrumente werden verwendet, um Generatoren oder anderen festen Apparat zu kontrollieren. Tragbare Instrumente, gewöhnlich ausgestattet, um auch Strom und Widerstand in der Form eines Vielfachmessgeräts zu messen, sind Standardtestinstrumente, die im elektrischen und der Elektronik-Arbeit verwendet sind. Jedes Maß, das zu einer Stromspannung umgewandelt werden kann, kann auf einem Meter gezeigt werden, der angemessen kalibriert wird; zum Beispiel, Druck, Temperatur, Fluss oder Niveau in einem chemischen Prozess-Werk.

Allgemeine Zweck-Analogvoltmeter können eine Genauigkeit von einigem Prozent der vollen Skala haben, und werden mit Stromspannungen von einem Bruchteil eines Volt zu mehreren tausend Volt verwendet. Digitalmeter können mit der hohen Genauigkeit normalerweise besser gemacht werden als 1 %. Besonders kalibrierte Testinstrumente haben höhere Genauigkeiten mit Laborinstrumenten, die zum Messen zu Genauigkeiten von einigen Teilen pro Million fähig sind. Meter mit Verstärkern können winzige Stromspannungen von Mikrovolt oder weniger messen.

Ein Teil des Problems, einen genauen Voltmeter zu machen, ist der der Kalibrierung, um seine Genauigkeit zu überprüfen. In Laboratorien wird die Zelle von Weston als eine Standardstromspannung für die Präzisionsarbeit verwendet. Präzisionsstromspannungsverweisungen sind gestützt auf elektronischen Stromkreisen verfügbar.

Analoger Voltmeter

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Ein bewegendes Rolle-Galvanometer kann als ein Voltmeter durch das Einfügen eines Widerstands der Reihe nach mit dem Instrument verwendet werden. Es verwendet eine kleine Rolle der feinen in einem starken magnetischen Feld aufgehobenen Leitung. Wenn ein elektrischer Strom angewandt wird, lässt der Hinweis des Galvanometers rotieren und presst einen kleinen Frühling zusammen. Die winkelige Folge ist zum Strom durch die Rolle proportional. Für den Gebrauch als ein Voltmeter wird ein Reihe-Widerstand hinzugefügt, so dass die winkelige Folge proportional zur angewandten Stromspannung wird.

Eines der Designziele des Instrumentes soll den Stromkreis so wenig wie möglich stören, und so sollte das Instrument ein Minimum des Stroms ziehen, um zu funktionieren. Das wird durch das Verwenden eines empfindlichen Amperemeters oder Mikroamperemeters der Reihe nach mit einem hohen Widerstand erreicht.

Die Empfindlichkeit solch eines Meters kann als "Ohm pro Volt", die Zahl des Ohm-Widerstands im Meter-Stromkreis ausgedrückt werden, der durch die volle Skala gemessener Wert geteilt ist. Zum Beispiel würde ein Meter mit einer Empfindlichkeit von 1000 Ohm pro Volt 1 milliampere an der vollen Skala-Stromspannung ziehen; wenn die volle Skala 200 Volt wäre, würde der Widerstand an den Terminals des Instrumentes 200,000 Ohm sein, und an der vollen Skala würde der Meter 1 milliampere vom Stromkreis unter dem Test ziehen. Für Mehrreihe-Instrumente ändert sich der Eingangswiderstand, weil das Instrument zu verschiedenen Reihen geschaltet wird.

Instrumente der bewegenden Rolle mit einem Feld des dauerhaften Magnets antworten nur, um Strom zu leiten. Das Maß der AC Stromspannung verlangt einen Berichtiger im Stromkreis, so dass die Rolle in nur einer Richtung abweicht. Instrumente der bewegenden Rolle werden auch mit der Nullposition in der Mitte der Skala statt an einem Ende gemacht; diese sind nützlich, wenn die Stromspannung seine Widersprüchlichkeit umkehrt.

Voltmeter, die auf dem elektrostatischen Grundsatz funktionieren, verwenden die gegenseitige Repulsion zwischen zwei beladenen Tellern, um einen einem Frühling beigefügten Zeigestock abzulenken. Meter dieses Typs ziehen unwesentlichen Strom, aber sind zu Stromspannungen über ungefähr 100 Volt empfindlich und arbeiten entweder mit dem Wechseln oder mit direkten Strom.

VTVMs und FET-VMs

Die Empfindlichkeit und der Eingangswiderstand eines Voltmeters können vergrößert werden, wenn der Strom, der erforderlich ist, um den Meter-Zeigestock abzulenken, durch einen Verstärker und Macht-Versorgung statt durch den Stromkreis unter dem Test geliefert wird. Der elektronische Verstärker zwischen Eingang und Meter gibt zwei Vorteile; ein raues bewegendes Rolle-Instrument kann verwendet werden, da seine Empfindlichkeit nicht hoch zu sein braucht, und der Eingangswiderstand hoch gemacht werden kann, den Strom reduzierend, der vom Stromkreis unter dem Test gezogen ist. Verstärkte Voltmeter haben häufig einen Eingangswiderstand 1, 10, oder 20 megohms, der der ausgewählten Reihe unabhängig ist. Eine einmal populäre Form dieses Instrumentes hat eine Vakuumtube im amplifer Stromkreis verwendet und wurde so den Vakuumtube-Voltmeter oder VTVM genannt. Diese wurden fast immer durch den lokalen AC Linienstrom angetrieben und haben nicht besonders tragbar auch. Heute verwenden diese Stromkreise einen Halbleiterverstärker mit Feldwirkungstransistoren, folglich FET-VM, und erscheinen in tragbaren Digitalvielfachmessgeräten sowie in der Bank und den Laborinstrumenten. Diese sind jetzt so allgegenwärtig, dass sie nichtverstärkte Vielfachmessgeräte außer in den am wenigsten teuren Preisklassen größtenteils ersetzt haben.

Der grösste Teil von VTVMs und FET-VMs behandeln Gleichstrom-Stromspannung, AC Stromspannung und Widerstand-Maße; moderne FET-VMs fügen aktuelle Maße und häufig andere Funktionen ebenso hinzu. Eine Spezialform des VTVM oder FET-VM ist der AC Voltmeter. Diese Instrumente werden optimiert, um AC Stromspannung zu messen. Sie haben viel breitere Bandbreite und bessere Empfindlichkeit als ein typisches Mehrfunktionsgerät.

Digitalvoltmeter

Der erste Digitalvoltmeter wurde erfunden und von Andrew Kay von Nichtlinearen Systemen (und später Gründer von Kaypro) 1954 erzeugt.

Digitalvoltmeter (DVMs) werden gewöhnlich um einen speziellen Typ des Konverters des Analogons-zu-digital genannt einen Integrierungskonverter entworfen. Voltmeter-Genauigkeit wird durch viele Faktoren, einschließlich der Temperatur und Versorgungsstromspannungsschwankungen betroffen. Um sicherzustellen, dass ein Lesen eines Digitalvoltmeters innerhalb der angegebenen Toleranz des Herstellers ist, sollten sie gegen einen Stromspannungsstandard wie die Zelle von Weston regelmäßig kalibriert werden.

Digitalvoltmeter haben notwendigerweise Verstärker, und wie Vakuumtube-Voltmeter eingegeben, haben allgemein einen unveränderlichen Eingangswiderstand von 10 megohms unabhängig von der Satz-Maß-Reihe.

Siehe auch

• Elektrische Maße
• Electrometer
• Elektronische Testausrüstung
• Metrologie
• Ohmmeter
• Potentiometer (Messgerät)
• Solenoidvoltmeter
• Spannungsteiler
• Klasse der Genauigkeit in elektrischen Maßen