デジタルボルトメーター(DVM)について
デジタルボルトメーター(DVM)は、交流および直流の電圧値を数字で表示する計測器です。従来のアナログボルトメーターと比較して、数値で直接読み取れるため、多くの場合、好まれます。DVMは特殊なアナログ・デジタル変換器、統合型コンバーターを使用して設計されています。
統合型コンバーター
統合型コンバーターは、未知の入力電圧をデジタル表現に変換するタイプのアナログ・デジタル変換器です。基本的な実装であるデュアルスロープコンバーターでは、未知の入力電圧をインテグレーターの入力に適用し、固定された時間(ランアップ期間)にわたってランプアップさせます。次に、逆極性の既知の基準電圧をインテグレーターに適用し、インテグレーターの出力がゼロに戻るまでランプダウンさせます(ランダウン期間)。入力電圧は、基準電圧、一定のランアップ時間期間、および測定されたランダウン時間期間の関数として計算されます。ランダウン時間の測定は通常、コンバーターのクロックの単位で行われ、長い統合時間はより高い解像度を可能にします。このタイプのコンバーター(またはその概念のバリエーション)は、その線形性と柔軟性のため、ほとんどのデジタルボルトメーターで使用されています。
ボルトメーターのシンボル
回路図では、ボルトメーターは円の中に「V」という文字で表され、測定する二点を表す二つの線が出ています。
ボルトメーターと水力学のアナロジー
水力学と電気の間のアナロジー、電気-流体アナロジーは、回路の動作を理解するのに苦労している人々にとって有用な教育ツールです。このアナロジーは、電流が見えないことや、電子機器内のプロセスが実演しにくいため、様々な電子部品を水力学的等価物で表すことで使用されます。電圧と電流の関係は、オームの法則によって定義されています。オームの法則は、それぞれのシステムにおける流量とポテンシャルを関連付ける線形モデルであるハーゲン・ポアズイユの方程式に類似しています。電気(および熱)はもともと一種の流体として理解されており、電流などの特定の電気量の名称は、水力学的等価物から派生しています。電圧は、ホースを通して水を押し出す圧力差に相当します。ボルト(V)で測定されます。このモデルは、水が水平に流れると仮定しているため、重力の影響は無視できます。したがって、ボルトメーターは圧力差の測定に相当します。
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