.6.4. - Progetto di un voltmetro in continua a bassa tensione
Come strumento base si utilizza un microamperometro analogico con corrente di fondo scala di 100m A e resistenza interna RA di 1,25KO, misurata con un ohmetro digitale.
Con tale strumento, volendo una tensione di fondo scala di 100mV, si dovr? utilizzare un resistore di valore
.
Con tale circuito si possono quindi misurare tensioni fino a 100mV.
La precisione di tale voltmetro è strettamente legata all'azzeramento degli offset di uscita, cioè con tensione Vi di ingresso nulla il m A deve essere azzerato. Per tale scopo possono essere utilizzati i piedini di offset-null, ai quali si collega un trimmer di 100KO con centrale a -VCC.
Se si vuole variare la portata, cioè misurare valori di tensione superiori a 100mV, è sufficiente modificare il valore della resistenza R.
Volendo un fondo scala di 1V, si ha:
.
Per un fondo scala di 10V si ha:
.
Questa è la massima tensione misurabile non potendo inserire tensioni di ingresso eccedenti le tensioni di alimentazione, nel caso in esame ±12V.
Il circuito completo è il seguente:
Con
La massima tensione di uscita si ha quando la corrente I ha valore massimo 100m A.
Nell'ultima portata la tensione di uscita si avvicina al valore di saturazione.
Le misure effettuate sono riportate nella seguente tabella.
portate |
Vi (volt) |
VO (volt) |
I (m A) |
Ia |
0 20* 10-3 50* 10-3 80* 10-3 100* 10-3 |
0 20* 10-3 50* 10-3 80* 10-3 100* 10-3 |
0 20 50 80 100 |
IIa |
0 0,2 0,5 0,8 1 |
0 0,2 0,5 0,8 1 |
0 20 50 80 100 |
IIIa |
0 2 5 7 9 |
0 2 4,9 6,8 8,8 |
0 20 49 68 88 |
Sull'ultima portata si ha uno scostamento tra valore di ingresso e valore misurato. Tale comportamento è da attribuirsi al fatto che la tensione di uscita si sta avvicinando alla tensione di saturazione, cioè comincia a perdersi la relazione di linearità
tra la tensione di uscita e quella di ingresso.
