Johdatus analogisten yleismittarien rakenteeseen ja toimintaperiaatteeseen
Osoitintyyppinen yleismittarin pää on DC-ampeerimittari, joten mitattu resistanssi, jännite ja virta on muutettava virraksi, joka kuljettaa ampeerimittaria yleismittarin sisäisen piirin läpi. Ampeerimittarin sisäinen rakenne on esitetty kuvassa ja sen osoittava osa on liittää magneettikenttään kierretty kela osoittimeen. Kun virta kulkee langan läpi, kela pyörii.
Kun virta kulkee kelan läpi ja pyörittää sitä, pyörimiskulma on verrannollinen virran suuruuteen. Sähkömagneettisen induktion vasemman-käden säännön mukaan, kun virta kulkee magneettikentässä olevan johtimen läpi, sähkömagneettinen voima vaikuttaa johtimeen ja se liikkuu. Tämän periaatteen pohjalta on kehitetty ampeerimittari.
1. Osoitinyleismittarin sisäinen piirirakenne:
Osoitinyleismittari käyttää pääasiassa herkkää magnetosähköistä DC-ampeerimittaria mittarin päänä. Kun pieni virta kulkee mittarin pään läpi, näkyy virran merkkivalo. Lisäksi yleismittari on varustettu shuntilla (virran mittausalueen laajentamiseksi), kertoimella (jännitteen mittausalueen laajentamiseksi), tasasuuntaajalla (vaihtovirran muuntamiseksi tasavirtaan), paristolla (joka antaa virtaa vastuksen mittaamiseen) ja toimintonupeilla. Seuraava kaavio näyttää osoitintyyppisen yleismittarin piirin koostumuksen.
2. Osoitinyleismittarin toimintaperiaate
Kun käytät osoitinyleismittaria vastuksen, virran ja jännitteen mittaamiseen, yleismittarin sisäinen piirirakenne muuttuu vastaavasti. Osoitinyleismittarin sisäisen piirin tila tasajännitteen havaitsemisen yhteydessä on esitetty seuraavassa kuvassa. Kuvasta näkyy, että kun yleismittari on alueella 100V, mittarin sisäinen resistanssi on kolmen vastuksen ja mittarin pään resistanssin summa, joka on noin 2MQ, mikä vastaa 2kO/V. Voidaan nähdä, että yleismittarin sisäinen resistanssi on erittäin korkea, eikä se yleensä vaikuta mitattuun jännitteeseen mittauksen aikana. Yleismittariin virtaava virta jännitettä mitattaessa on hyvin pieni.
Kun vaihtojännitettä havaitaan, kuten osoitinyleismittarin sisäisessä piirikaaviossa näkyy, yleismittarin kahden liittimen väliin syötetään vaihtovirtaa, ja mittarin sisään asennetaan siltatasasuuntaajapiiri, joka muuntaa vaihtovirtasignaalin tasavirraksi ennen mittarin pään käyttämistä.
Osoitinyleismittarin sisäisen piirin tila resistanssin havaitsemisen yhteydessä näkyy kaaviossa. Resistanssia mitattaessa on tarpeen käyttää yleismittarin sisällä olevaa paristoa virran syöttämiseen vastukseen. Vastuksen läpi kulkemisen jälkeen yleismittarin läpi kulkeva virta on suurempi, kun vastusarvo on pieni, ja pienempi, kun vastusarvo on suuri. Yleismittarissa on myös shunttivastus, jotta ampeerimittarin läpi kulkeva virta on verrannollinen mitattuun resistanssiarvoon. Ampeerimittarin osoittimen taipumakulma vastaa mitatun vastuksen arvoa.
