Elektrisk måleinstrument

mini|Voltmeter, for demonstrasjonsbruk
mini|Eit digitalt multimeter.
Eit elektrisk måleinstrument er eit instrument for måling av elektriske storleikar. Måleinstrumenta får ofte namn etter storleiken dei målar, som til dømes straum (amperemeter), spenning (voltmeter), effekt (wattmeter), resistans (ohmmeter) og energi (kilowattimemeter og amperetimemeter).

Moderne måleinstrument kan grovt sett delast inn i analoge instrument, der måleresultatet vert vist med utslag på ein skala, og digitale instrument, der måleresultatet vert presentert med tal på ei presejtasjonseining eller display, eller som informasjon til ein datamaskin. And fuck taht 

Analoge måleinstrument
Ein skil vanlegvis mellom likestraums- og vekselstraumsinstrument. I eit likestraumsinstrument vil utslaget skifte retning med straumen, medan utslaget i eit vekselstraumsinstrument er uavhengig av straumretninga. Eit vekselstraumsinstrument er difor brukbart for likestraum, men ikkje omvendt.

Dreiespoleinstrument
Dreiespoleinstrument er det tradisjonelle analoge instrumentet for måling av straum og spenning. Det kan førast tilbake til ei oppfinning av W. Sturgeon i 1836. Instrumentet består av ein straumspole som er opphengt slik at han kan dreie seg i feltet frå ein permanent magnet. Spolen kan anten lagrast opp i mineralske dreielager (juvellager) og haldast i likevektsstilling av spiralfjører som òg straumen blir sendt inn gjennom, eller spolen kan vere hengt opp i ein tråd eller i eit metallband og haldast i likevektsstilling av torsjonskreftene i tråden eller bandet.

Når straum blir sendt gjennom spolen, vil han dreie seg i magnetfeltet, og utslaget blir avlese anten ved ein viser som er forbunde med spolen, eller ved speglavlesing (lysflekk på ein skala). Visaravlesing er vanleg i samband med instrument med opplagra spolar (amperemeter eller voltmeter), medan lysflekkavlesing blir brukt ved spolar med trådopphenging, t.d. i galvanometer. Instrumentet er kjenslevart, og den letten spolen toler lite straum. Ein brukar difor shunt og seriemotstand for å avgrense straumen.

Universalinstrument
Universalinstrument er vanlegvis dreiespoleinstrument utstyrt med likerettarar slik at dei kan brukast både for like- og vekselstraum. Ved brytarar kan ein velje ut serie- og shuntmotstandar slik at same instrument kan brukast for ei rekkje ulike straum- og spenningsområde. Dei har gjerne innebygt batteri, slik at dei òg kan brukast som ohmmeter for resistansmålingar.

Kjenslevarsområdet for dreiespoleamperemeteret kan gå ned til nokre mikroampere (mikroamperemeter), og for voltmeter ned til nokre millivolt (millivoltmeter). Galvanometer kan brukast til målingar av straumar av storleiken nanoampere (10−9A), og ved spesielle konstruksjonar som avvik noko frå prinsippet for dreiespoleinstrumentet, heilt ned i pikoampere(10−12A)-området.

Dreiejernsinstrument
Dreiejerns- eller blautjernsinstrument er robuste og mindre kjenslevare, dei er difor ikkje så godt eigna til presisjonsmålingar. Instrumentet består av ein fast spole som straumen blir sendt gjennom, og ein stav eller ankar av blautt jarn, som anten vert trekt inn i spolen eller vert retta inn i retning av det induserte magnetfeltet når det går straum i spolen.

Ein variasjon av dette instrumentet har to jernstavar eller skiver som er ført ved sida av kvarandre inne i spolen. Den eine staven eller skiva ligg fast medan den andre kan røre seg. Ved straumgjennomgang blir begge magnetane likt magnetisert og fråstøyter difor kvarandre.

I alle blautjernsinstrument er utslaget avgjort ved kvadratet av amperevindingstalet i spolen. Sidan ein ikkje har noko permanent magnetfelt, må det induserte feltet vere sterkare enn i dreiespoleinstrumentet, og ein kan ikkje i same grad nytte shunt og seriemotstander. Som amperemeter blir eit instrument nytta med få tjukke viklingar, medan ein for å få stor indre resistans lagar voltmeter med mange viklingar av tynn tråd.

Heitetrådinstrument
I heitetrådsinstrumentet blir ein tråd oppvarma pga straumen som går gjennom han. Forlenginga av tråden på grunn av oppvarminga kan overførast mekanisk til rørsle av ein visar, og utslaget gjev eit mål for straumen gjennom – eller spenninga over instrumentet.

Termo-omformerinstrument
Termo-omformerinstrument er basert på same prinsipp som heitetrådsinstrumentet; dvs. oppvarming av ein tråd eller stav ved straumgjennomgang, men temperaturen på staven blir ikkje målt ved lengdeauken, men ved termoelement som er festa på staven. Spenninga frå desse blir målt ved hjelp av eit millivoltmeter.

Elektrodynamometer
Elektrodynamometer er eit instrument med to straumførande spolar, ein fast og ein rørleg. Sendast same straum gjennom dei to spolane, kan instrumentet brukast som amperemeter eller voltmeter. Det har likevel sin største bruk som wattmeter. Effekten av vekselstraum er ikkje berre avgjort av straum og spenning, men òg av faseskilnaden mellom desse. Dersom ein sender straum som er i fase med den forbrukte straumen gjennom den eine spolen, og straum som er i fase med den påtrykte spenninga gjennom den andre spolen, vil utslaget på instrumentet bli eit mål for den aktive eller forbrukte effekten. Ved å forandre fase på den eine spolen med 90° får ein målt den reaktive effekten. Brukt på denne måten blir elektrodynamometeret kalla eit var-meter (fork. for volt-ampere-reaktiv).

Digitale instrument
I dag nyttar ein stort sett digitale instrument, både fordi dei er billegare, og fordi dei kan gje meir informasjon enn analoge instrument. I digitale instrument blir dei elektriske signala forsterka og omdanna til tilsvarande talstorleikar ved hjelp av analog-digital-omformar, og måleresultata blir vist som tal på eit display.

Digitalmultimeter måler ulike elektriske storleikar, vanlegvis likestraum, vekselstraum, likespenning, vekselspenning og resistans.

Oscilloskopet er det instrument som har vist seg mest nyttig. Dette viser bilete av spenningsvariasjonar, som gjev informasjonar om spenning, frekvens, faseforskyving og meir. 

Kjelder