Voltmetro Digitale – DVM
I Voltmetri Digitali, conosciuti anche come DVM (Digital Voltmeter), sono strumenti di misura che visualizzano i valori di tensione AC e DC tramite numeri discreti invece della deflessione di un puntatore, come nei volmetri analogici. Questi dispositivi sono preferiti ai volmetri analogici per la loro precisione e facilità di lettura.
Caratteristiche e Funzionamento
I DVM sono generalmente progettati intorno a un tipo speciale di convertitore analogico-digitale, noto come convertitore integratore. Un ADC integratore è un tipo di convertitore analogico-digitale che trasforma una tensione di ingresso sconosciuta in una rappresentazione digitale attraverso l’uso di un integratore. Nella sua implementazione di base, il convertitore a doppia pendenza, la tensione di ingresso sconosciuta viene applicata all’ingresso dell’integratore e lasciata aumentare per un periodo di tempo fisso (il periodo di rampa). Successivamente, una tensione di riferimento nota di polarità opposta viene applicata all’integratore e lasciata aumentare fino a quando l’uscita dell’integratore non ritorna a zero (il periodo di discesa). La tensione di ingresso viene calcolata come funzione della tensione di riferimento, del periodo di tempo costante di rampa e del periodo di tempo di discesa misurato. La misura del tempo di discesa viene solitamente eseguita in unità dell’orologio del convertitore, quindi tempi di integrazione più lunghi consentono risoluzioni più elevate.
Tipi di Voltmetri
Oltre ai DVM, esistono vari altri tipi di volmetri, tra cui:
Voltmetro a Bobina Mobile con Magnete Permanente (PMM)
Voltmetro a Ferro Mobile
Voltmetro Elettrodinamometro
Voltmetro a Raddrizzatore
Voltmetro a Induzione
Voltmetro Elettrostatico
Simbolo del Voltmetro
Nei diagrammi dei circuiti, un voltmetro è rappresentato dalla lettera V all’interno di un cerchio, con due linee emergenti che rappresentano i due punti di misurazione.
Analogia Idraulica del Voltmetro
L’analogia idraulica, o analogia elettrico-fluido, è un’analogia ampiamente utilizzata tra l’idraulica e l’elettricità, utilizzata come strumento didattico e per coloro che faticano a comprendere il funzionamento dei circuiti. Secondo questa analogia, la corrente elettrica è invisibile e i processi in gioco nell’elettronica sono spesso difficili da dimostrare, quindi i vari componenti elettronici sono rappresentati da equivalenti idraulici. La relazione tra tensione e corrente è definita (in dispositivi ohmici come i resistori) dalla legge di Ohm. La legge di Ohm è analoga all’equazione di Hagen-Poiseuille, poiché entrambi sono modelli lineari che correlano flusso e potenziale nei rispettivi sistemi. L’elettricità (così come il calore) era originariamente intesa come una sorta di fluido, e i nomi di alcune quantità elettriche (come la corrente) derivano da equivalenti idraulici. La tensione è paragonabile alla differenza di pressione che spinge l’acqua attraverso un tubo, misurata in volt (V). Questo modello assume che l’acqua scorra orizzontalmente, in modo che la forza di gravità possa essere ignorata. Pertanto, il voltmetro è equivalente alla misurazione della differenza di pressione.
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