Измерение тока и напряжения

Прибор для измерения тока называют амперметром, а для измерения напряжения — вольтметром. Учитывая пределы измерения, к названию прибора прибавляют соответствующую приставку микро, милли или кило (например, миллиамперметр, киловольтметр). Токи и напряжения в основном измеряют методом непосредственного отсчета. Для особо точных измерений применяют метод сравнения.
Для непосредственного отсчета амперметр А включают последовательно нагрузке RB в разрыв цепи, а вольтметр — параллельно ей. Внутреннее сопротивление амперметра должно быть как можно меньше, а вольтметра — как можно больше. При этом режим измеряемой цепи не изменится. Для расширения пределов измерений токов используют шунты, включаемые параллельно, а пределов измерения напряжении — добавочные резисторы (рис. 111,6), которые включают последовательно.
Сопротивление шунта гт можно определить из равенства падений напряжения на шунте и на амперметре (U0=r0I0). Учитывая, что ток шунта.
Сопротивление добавочного резистора можно определить из равенства токов U0/r0=Uno6/RRo6, протекающих через прибор и добавочный резистор. Так как измеряемое напряжение равно сумме падений напряжений на приборе и добавочном резисторе, а отношение измеряемого напряжения к напряжению, показываемому прибором.
Шунты и добавочные резисторы могут быть подключены к прибору постоянно или подключаться на время измерений.
Выбор метода и прибора для измерения токов и напряжений зависит от их значений и частоты тока.
Постоянный ток в основном измеряют магнитоэлектрическими приборами. Для измерения малых токов (долей ампера) служат гальванометры, а больших — амперметры с шунтом.
Переменный ток промышленной частоты измеряют электромагнитными приборами, а в отдельных случаях — магнитоэлектрическими с выпрямителем. Электродинамические приборы применяют, если необходимо получить высокую точность измерений. Большие токи (выше 150—200 А) измеряют через измерительный трансформатор тока.
Переменный ток высокой частоты непосредственно не измеряют. Для измерения этих токов используют магнитоэлектрические приборы с преобразованием переменного тока в постоянный. Наибольшее распространение получило преобразование переменного тока с помощью полупроводниковых диодов, включенных по однополупериодной или мостовой схеме. Шкала приборов с преобразователем обычно отградуирована в действующих значениях синусоидальных токов. При измерении несинусоидальных токов возникает дополнительная погрешность. В некоторых приборах предусмотрена температурная и частотная компенсации. Точность измерения выпрямительных приборов невысока (класс точности 4,0—1,5). Для очень высоких частот (порядка гигагерц) используют термопреобразователи — термопары.
Напряжения постоянного тока измеряют магнитоэлектрическими вольтметрами, рассчитанными на несколько пределов. Добавочные резисторы не только увеличивают предел, но и уменьшают погрешность измерения. Электромагнитные вольтметры пригодны для измерения напряжения как постоянного, так и переменного тока промышленной частоты. Высокие напряжения измеряют через измерительный трансформатор напряжения электромагнитным прибором или электростатическими вольтметрами.
Измерение напряжений токов высокой частоты сопряжено с определенными трудностями. Входное внутреннее сопротивление вольтметра должно быть очень велико (в 50—100 раз больше сопротивления участка цепи, на котором измеряют падение напряжения). В ином случае подключение прибора нарушит режим цепи. Необходимо также исключить влияние соединительных проводов и зависимость показаний прибора от частоты. Эти требования учтены в детекторных и ламповых вольтметрах. Для измерения малых напряжений детекторными приборами используют однополупериодную, а больших — мостовую схемы выпрямления. Если необходимо устранить влияние внешних полей, применяют для подключения прибора выносной блок (измерительную головку). Для расширения пределов измерения вольтметров применяют усилители. Промышленность выпускает большое количество специализированных вольтметров.
В технике связи широкое применение получили измерители (указатели) уровня (электронные измерители напряжения) со шкалой, отградуированной в децибелах (неперах). Эти приборы могут иметь симметричный и несимметричный входы. При измерении рабочего уровня напряжения или тока нагрузки входное сопротивление прибора должно быть большим. Высокоомный вход (Ю4—105 Ом) обеспечивает малый отбор мощности и тем самым исключает снижение рабочего уровня. При измерении уровня мощности входное сопротивление должно быть согласовано с сопротивлением источника сигнала. Низкоомный вход может иметь сопротивление 600, 170, 135 и 75 Ом.
В зависимости от назначения вольтметры и измерители уровня могут быть широкополосными для измерений в широком диапазоне частот и избирательными для измерений в узкой полосе частот или на определенной частоте.
Для измерения шумов в технике связи служит специальный вольтметр, называемый псофометром. В этом приборе напряжение шума получает по отдельным составляющим частот такое затухание, при котором воздействие шума на нормальное человеческое ухо эквивалентно воздействию напряжения частотой 800 Гц. Такое частотное затухание напряжения обеспечивается псофометрическим фильтром.
Разработаны и выпускаются цифровые вольтметры и измерители уровня, повышающие точность отсчета и скорость измерения, удобные в работе. Схемы некоторых приборов позволяют автоматизировать процессы измерения и регистрации результатов.
Принцип действия электронных цифровых приборов основан на преобразовании напряжения или его аналога в числовой код — систему импульсных дискретных сигналов. Затем эти сигналы в дешифраторе преобразуются в напряжение, управляющее с определенного выхода устройством цифрового отображения информации, в качестве которого используют различные типы цифровых индикаторов (газонаполненные, вакуумные, полупроводниковые). Приборы выполнены на интегральных микросхемах.

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120
 

Яндекс.Метрика