Приборы для измерения постоянного тока. 1751

Цифровой мультиметр

Чисто с внешней стороны эта модель отличается от аналоговой только дисплеем, на который выводятся измеряемые величины. Экран в старых моделях светодиодный, в новых жидкокристаллический. При этом это самые точные мультиметры на сегодняшний день, который очень просты в обращении (нет необходимости заниматься подгонкой градуировки, как в случае с аналоговыми моделями).

Здесь текущее движение в наших телах, которые знали, что электричество может быть таким личным? Может быть, час вашего пробега, и вы начинаете ударять по шагу, готовый бежать на многие километры. Этот процесс запуска и измерения процесса — это то, что «Текущий». Точно так же, как принятие мер для завершения утреннего пробега, ток — это постоянное движение или поток электричества в цепи. Электрический ток, протекающий через вашу цепь, всегда измеряется в амперах или амперах. Но что удерживает это движение?

Это напряжение, о котором мы говорили раньше. Так же, как вам нужно сказать себе, чтобы вы продолжали работать, как только вы устали, напряжение является движущей силой тока, который держит его в движении. Существуют две школы мысли о том, как течет ток в цепи; Обычный поток или электронный поток, давайте посмотрим на оба.

Измерение — постоянный ток

Измерение постоянного тока необходимо в цепях возбуждения генераторов и синхронных компенсаторов.
 

Измерения постоянного тока выполняют с меньшими погрешностями, чем измерения переменного. С повышением частоты погрешность увеличивается.
 

Для измерения постоянных токов более 10 кА шунты применять уже нецелесообразно.
 

Для измерения постоянных токов свыше 30 А применяются наружные калиброванные шунты 75ШСМ по ГОСТ 8042 — 61; в этом случае прибор Н340 выполняется как измеритель напряжения-милливольтметр. Принципиальная схема измерительного блока приведена на рис. 25 в. Как ясно из сравнения с рис. 25 6, в схеме милливольтметра отсутствует шунт Rm. Назначение элементов схемы рассмотрено выше. Электрическая схема измерительного блока для таких приборов приведена на рис. 25Д От ранее рассмотренной схемы эта схема отличается наличием добавочного резистора гк. Для всех вольтметров постоянного тока измерительный блок выполняется по схеме рис. 25 г. В этом случае используется регистратор с обмоткой, рассчитанной на ток полного отклонения от 5 до 30 мА, последовательно с которой включается резистор гя из манганина.
 

Для измерения постоянного тока применяют магнитоэлектрические приборы, главным образом миллиамперметры. Напомним, что магнитоэлектрические приборы пригодны для измерения только постоянного тока и должны включаться с соблюдением полярности ( за исключением приборов, имеющих нуль по середине шкалы); они чувствительнее приборов других систем; шкала у них равномерная

ДЛя измерения весьма малых токов применяют гальванометры или микроамперметры, требующие осторожного обращения Вообще магнитоэлектрические приборы не допускают перегрузок. Поэтому желательно заранее, хотя бы примерно, знать порядок величины измеряемого тока и сначала включать прибор на шкалу, соответствующую большим токам, а затем уже для точного измерения переключать его на более подходящую шкалу.
 

Для измерения постоянного тока используют преимущественно амперметры магнитоэлектрической системы и реже приборы электромагнитной системы, а для измерения переменного тока частотой 50 Гц в основном применяют амперметры электромагнитной системы.
 

Для измерения постоянного тока с помощью тангенс-гальванометра прибор устанавливается таким образом, чтобы плоскость его катушек была параллельна магнитному меридиану, и снимается нулевое показание шкалы. После этого через катушки пропускается ток и наблюдается отклонение магнита, соответствующее его новому положению равновесия.
 

Для измерения постоянного тока и напряжения используют обычно приборы магнитоэлектрического типа. Известно, что включение амперметра или вольтметра в исследуемую цепь для измерения тока или напряжения изменяет измеряемую величину. Поэтому даже при идеально точных измерительных приборах полученный результат отличается от того значения измеряемой величины, которое было в исследуемой цепи до включения прибора. Это вызвано тем, что сопротивление амперметра не равно нулю, а сопротивление вольтметра не равно бесконечности.
 

Для измерения постоянного тока используют амперметр, который состоит из индикатора и шунта, подключаемого при измерении токов, больших тока полного отклонения стрелки.
 

Для измерения постоянного тока широко применяются магнитоэлектрические гальванометры с вращающейся катушкой, для переменного — вибрационные гальванометры.
 

Для измерения постоянного тока от 0 1 ма до 1 а с точностью 3 % 0 1 ма применяется миллиамперметр с магнитным усилителем в выносном зонде. На конце зонда имеется магнитная цепь, охватывающая провод с измеряемым током с помощью раздвижного зазора. На вход магнитного усилителя поступают колебания вспомогательного генератора, работающего на частоте 40 кгц; выходной сигнал, пропорциональный магнитному полю тока в исследуемом проводнике, поступает в фазовый детектор и индицируется стрелочным приборам. Схема стабилизована отрицательной обратной связью в 40 дб. Прибор практически не вносит потерь в измеряемую цепь; он лишь увеличивает индуктивность цепи приметно на 0 5 мкгн.
 

Для измерения постоянного тока и напряжения используют обычно приборы магнитоэлектрического типа.
 

Измерение — постоянный ток

Для измерения постоянного тока широко применяются магнитоэлектрические гальванометры с вращающейся катушкой, для переменного — вибрационные гальванометры.
 

Для измерения постоянного тока традиционно применяют приборы магнитоэлектрической системы.
 

Для измерения постоянных токов более 10 кА шунты применять уже нецелесообразно.
 

Для измерения постоянных токов и напряжений используются магнитоэлектрические амперметры и вольтметры, применяются также электродинамические, ферродинамические и электростатические приборы.
 

Для измерения слабого постоянного тока / х в разрыв его цепи включают обмотку управления шу ( рис. 5.6) первого каскада магнитного усилителя с ООС, которая служит для стабилизации характеристики и уменьшения входного сопротивления усилителя до такой величины, чтобы его включение не отражалось на измеряемой цепи. Нагрузкой может быть самописец или другой регистрирующий прибор. Ток / 000 проходит под действием падения напряжения от тока нагрузки на сопротивлении шунта.
 

Для измерения слабого постоянного тока 1Х в разрыв его цепи включают обмотку управления шу ( рис. 5.6) первого каскада магнитного усилителя с ООС, которая служит для стабилизации характеристики и уменьшения входного сопротивления усилителя до такой величины, чтобы его включение не отражалось на измеряемой цепи. Нагрузкой может быть самописец или другой регистрирующий прибор. Ток / оос проходит под действием падения напряжения от тока нагрузки на сопротивлении шунта.
 

Для измерения постоянного тока большой величины или тока в установках высокого напряжения часто применяются датчики ( называемые также трансформаторами постоянного тока), использующие магнитный усилитель. Подобные датчики позволяют электрически изолировать цепь измеряемого тока от вторичной цепи ( выхода) и получить достаточно большое напряжение сигнала без заметной потери энергии в первичной цепи. Теория работы датчиков тока была рассмотрена в гл.
 

Для измерений постоянных токов и напряжений часто применяют амперметры и вольтметры с магнитоэлектрическим механизмом и равномерной шкалой.
 

Особенности измерения постоянных токов связаны с тем, что прибор включают последовательно в исследуемую депь. Это приводит к увеличению общего сопротивления цепи и уменьшению тока в ней. Прибор будет тем меньше влиять на режим цепи, чем меньше будет падение напряжения на нем в сравнении с напряжением, действующим в цепи.
 

При измерении постоянного тока с помощью приборов их необходимо зашунтировачь конденсатором емкостью 50 — 100 мкФ для устранения отрицательной обратной сличи. Такая цепочка обеспечивает правильный выбор напряжения смещения на выходном транзисторе, что даем возможность снизить потребление постоянно. Кроме того, снижение потребления постоянною тока обеспечиваемся правильно.
 

При измерении постоянного тока приборами магнитоэлектрического типа при величине измеряемого тока до 25 мА весь ток проходит через измерительную катушку; для измерения больших токов применяют шунтирующие цепи.
 

При измерении постоянного тока с помощью приборов их необходимо зашунтировать конденсатором емкостью 50 — 100 мкФ для устранения отрицательной обратной связи. Такая цепочка обеспечивает правильный выбор напряжения смещения на выходном транзисторе, что дает возможность снизить потребление постоянно. Кроме тою, снижение потребления постоянного тока обеспечивается правильной насфойкой трансформатора строчной развертки.
 

Как правильно измерять силу тока.

Для того что бы измерить силу  для потребителей постоянного тока, необходимо  один зажим от амперметра, тестера или мультиметра присоединить к плюсовой клемме  аккумулятора или  проводу от блока питания или трансформатора, а второй зажим- к проводу идущему к потребителю и после включения режима измерения постоянного тока с запасом по верхнему максимальному пределу- делать замеры.

Будьте аккуратны при размыкании работающей цепи возникает дуга, величина которой возрастает вместе с силой тока.

Все работы необходимо проводить только после снятия напряжения.

После того как все готово, включаем и проверяем силу тока. Только следите, что бы Вы не касались оголенных контактов или проводов.

Согласитесь, что выше описанные методы очень не удобны и да же опасны!

Я уже давно в своей профессиональной деятельности электрика пользуюсь для измерения силы тока токоизмерительными клещами (на картинке справа). Они не редко идут в одном корпусе с мультиметром.

Мерить ими просто- включаем и переводим в режим измерения переменного тока, затем разводим находящиеся сверху усы и пропускаем во внутрь фазный провод, после этого следим что бы они плотно прилегли к друг другу и производим измерения.

Как видите- быстро, просто и можно измерять силу тока под напряжением данным способом, только будьте аккуратны не закоротите в электрощите случайно соседние провода.

Только помните, что для правильного замера- нужно делать обхват только одного фазного провода, а если обхватить цельный кабель, в котором вместе идут фаза и ноль- измерения провести будет не возможно!

← Предыдущая страница
Следующая страница →

Несколько слов о силе тока, и для чего ее бывает нужно измерять

Для начала вспомним, что же это такое – сила электрического тока.

Этот показатель (I) измеряется в амперах и входит в число основных физических величин, определяющих параметры той или иной электрической цепи. К двум другим относят напряжение (U, измеряется в вольтах) и сопротивление нагрузки (R, измеряется в омах).

Как преподносилось в школьном курсе физики, электрический ток является направленным движением заряженных частиц по проводнику. Если рассматривать с большим упрощением, вызывается он электродвижущей силой, возникающей из-за разности потенциалов (напряжения) на полюсах (клеммах, контактах) подключенного источника питания. По своей сути сила тока показывает количество этих самых заряженных частиц, проходящих через конкретную точку (элемент схемы) в единицу времени (секунду).

На величину силу тока в цепи влияют два других параметра. Напряжение связано прямой пропорциональностью – так, например, его увеличение вызывает и повышение силы тока. Сопротивление – наоборот, то есть с его ростом при том же напряжении сила тока снижается.

А слева на иллюстрации показано графическое, удобное для восприятия, изображение закона Ома, показывающего эти взаимосвязи. Из этой «пирамиды» легко составляются формулы в их привычном написании:

U = I × R

I = U / R

R = U / I

Итак, сила тока измеряется в амперах. С некоторым упрощением можно объяснить так, что 1 ампер – это ток, который возникнет в проводнике сопротивлением 1 ом, если к нему приложить напряжение, равное одному вольту.

Кроме основной единицы, используют и производные. Так, довольно часто приходится иметь дело с миллиамперами. Из самого термина понятно, что 1 мА = 0.001 А.

Кстати, сразу упомянем, и про мощность. Ток в 1 ампер, вызванный напряжением 1 вольт, выполнит работу в 1 джоуль. А если это привести к единице времени (секунде), то получится значение мощности, равное 1 ватту.

Это определяется формулой закона Джоуля-Ленца:

P = U × I

где Р – мощность, выраженная в ваттах.

Для чего все это рассказывалось? Да просто потому, что большинство случаев замера силы тока, так сказать, на бытовом уровне, так или иначе связано с определением других параметров. Согласитесь, мало кому придет в голову мысль: «а дай-ка я проверю силу тока просто так», то есть без дальнейшего практического приложения. Тем более что, как уже упоминалось выше, работа с амперметром – наиболее сложная и зачастую небезопасная.

Например, в каких случаях чаще всего замеряют силу тока:

• Для уточнения реальной потребляемой мощности того или иного бытового электроприбора. Промерив значения силы тока и напряжения несложно по формуле вычислить и мощность.
• Этот же промер и последующий расчет позволяют оценить, советует ли подводимая линия питания таким нагрузкам.
• Случается, что подобные «ревизии» позволяют выявить пока еще скрытые, незамеченные дефекты прибора – когда значение силы тока (и мощности, соответственно) намного отличаются от заявленного в паспорте номинала в ту или иную сторону.
• Измерения силы тока позволяют оценить степень заряженности автономных источников питания – аккумуляторов и батареек. Проверка их по напряжению никогда не дает объективной картины. Вольтметр может показать, скажем, положенные 1.5 вольта, но уже спустя несколько минут элемент питания безнадежно «сядет». То есть проверку следует проводить именно измерением силы тока.
• Таким измерением можно выявить утечку тока, там, где ее по идее быть не должно. Это часто практикуется автомобилистами, если у них есть подозрения, что аккумулятор слишком активно разряжается, когда машина «отдыхает» в гараже или на стоянке. Проведенная проверка позволяет локализовать участок утечки и избежать, кстати, немалых проблем, к которым она может привести.

Иногда требует проверки зарядное устройство аккумулятора – выдает ли оно необходимое значение тока зарядки.

Возможны и иные случаи, когда требуется иметь объективные данные о реальной силе тока. Но основные случаи все же перечислены.

Кратко об устройстве прибора

Каждый тестер имеет два выхода. Для подсоединения проводов со щупами. Гнезд для подключения может быть больше, но нам нужен красный для подключения щупа на фазу и черный для нулевого провода. Здесь могут быть гнезда для выполнения замеров всех значений. А именно:

• напряжения;
• сопротивления;
• силы тока.

Для обозначения гнезд применяются обозначение с помощью единицы измерения. Ошибиться невозможно, если вы не прогуливали уроки физики.

Второй основной элемент устройства измерительного устройства – шкала установок и переключатель. Как правило, для замеров значения силы тока отведен определенный сектор. Здесь указанны Амперы с различными цифровыми значениями.

Мультиметры выпускаются в цифровом и аналоговом исполнении. Цифровые приборы имеют большее количество выставляемых значений ампеража, а также они оснащены звуковыми сигналами и другими опциями. Но это касается выбора типа прибора. Каждый из них позволит выполнить замеры, для нас это главное.

Перейдем к рассмотрению главной темы.

Конструктивные особенности

Итак, в мультиметре есть два вида выходов, они обозначены цветом: красным и черным. А вот гнезд может быть на разных моделях разное количество: два, четыре или больше. Черный выход – это масса, то есть, общий (обозначается или «com», или минусом). Красный используется именно для измерений, то есть, является потенциальным. Здесь может быть несколько гнезд для измерения каждого параметра электрической цепи, то есть, сопротивления, напряжения и силы тока. На мультиметре такие гнезда обозначаются единицей измерения параметров, так что не ошибетесь.

Обычный поток — Обычный поток был первым, в период научного открытия, когда люди не понимали электроны и как они текла в контуре. В рамках этой модели предполагалось, что электричество переходит от положительного к отрицательному. Обычный поток с электричеством, протекающим от положительной к отрицательной стороне батареи.

Вы все равно увидите, что этот менталитет используется сегодня в схемах, и хотя он не совсем точен, его немного легче понять, чем электронный поток. В конце концов, если мы вернемся к нашей действующей аналогии, вы начнете с положительного источника энергии, и вы бежите, пока не выйдете из энергии. Это позитивно для негативных отношений, как и многие вещи в жизни.

Второй внешний элемент – это рукоятка, вращающаяся по кругу. С ее помощью устанавливается предел измерений. Так как перед нами стоит вопрос, как можно измерить силу тока мультиметром, то нас должна интересовать шкала с амперами. Хотелось бы отметить, что таких пределов на аналоговых тестерах меньше, чем на цифровых. Плюс ко всему последние комплектуются разными полезными опциями, к примеру, звуковым сигналом.

Электронный поток — поток электронов был следствием обычного потока. Эта модель точно изображает электроны, протекающие в противоположном направлении, от отрицательного к положительному. Поскольку электроны отрицательны по своей природе, они всегда будут вытекать из негатива и бесконечно пытаются найти путь к положительной стороне низкого напряжения источника питания.

Измерение тока приборами

И чем больше ток электронов, а электроны, текущие, как и в действительности, от отрицательного до положительного. Имеет ли значение, каким образом вы показываете ток, текущий в цепи? Вероятно, вы увидите, что он представлен в обоих направлениях, рассматривая различные схемы. Взгляните на диоды или транзисторы в следующей схеме, которую вы изучаете; все они будут указывать в сторону обычного потока.

А вот теперь один из важных моментов. У каждого мультиметра есть предел по току, который является максимальным. Поэтому выбирая проверяемую электрическую сеть, необходимо сопоставить проверяемую ситу тока цепи с пределом в тестере. К примеру, если в проверяемой электрической цепочке предполагается, что проходящий по ней ток будет иметь показатель 200 А, то не стоит проверять эту цепь мультиметром с максимальным пределом в 10 А. Предохранители прибора тут же сгорят, как только вы начнете тестирование. Кстати, максимальный показатель обязательно указывается на корпусе прибора или в его паспорте.

Человек за течением — Андре-Мари-Ампер

Ампер был французским физиком и математиком, а также одним из основоположников науки классического электромагнетизма. Вы можете поблагодарить Ампера за некоторые довольно интересные вещи, в том числе. Его главное открытие, демонстрирующее, что провод, несущий электрический ток, может либо привлекать, либо отталкивать другой провод, который также протекает через него, без использования физических магнитов. Он также первым раскрыл идею существования частицы, которую мы все широко признаем электроном. Он также организовал химические элементы по своим свойствам в периодической таблице за полвека до того, как появилась современная современная периодическая таблица. Интересный момент об образовании Ампера — у него не было никаких официальных исследований!

Измерение электрического сопротивления режим омметра

Омметр
используют для измерения сопротивления
электрической цепи, сопротивления
резисторов и проверки целостности
соединительных проводов. Омметром
мультиметра можно измерять только
активное сопротивление, реактивное
сопротивление емкостей и индуктивностей
переменному току измерить омметром
нельзя. В отличие от режимов измерения
тока и напряжения, начинать измерения
омметром можно как с самого меньшего
предела, так и с самого большого предела
измерения. Даже в случае значительной
«перегрузки» прибор не выйдет из строя.

При
измерениях сопротивления мультиметр
подключается параллельно участку цепи,
сопротивление которого необходимо
определить. При этом данная цепь должна
быть полностью обесточена и в ней не
должен протекать электрический ток.
Иначе мультиметр выйдет из строя.

При
работе с мультиметром в режиме измерения
сопротивления необходимо помнить, что:

1. Электрическая
   цепь, сопротивление которой требуется
   измерить омметром должна быть полностью
   обесточена.

2. Чем
   ближе измеренное значение к выбранному
   пределу измерения, тем точнее результат
   измерения. При индикации на дисплее
   символа «1» (перегрузка) необходимо
   переключиться на больший предел
   измерений.

3. При
   измерении малых сопротивлений необходимо
   учитывать сопротивление щупов.

4. При
   измерении больших значений сопротивлений
   (МОм — миллионы Ом) возможно длительное
   установление показаний — постепенный
   медленный рост показаний до их
   номинального значения.

Исправность
омметра проверяется замыканием щупов
друг с другом. В этом случае прибор
должен выдать показания близкие к нулю.
Если при замыкании щупов мультиметр не
показывает точного нуля (это может
произойти из-за применения не родных
щупов, разряда батарейки и т.п.) необходимо
делать поправку к измеренному значению
на величину ухода нуля.

10.
Назовите и охарактеризуйте методы
измерения электрических величин,
приведите пример для каждого метода.

В
зависимости от общих приемов получения
результата измерения делятся на следующие
виды: прямые, косвенные и совместные.

К
прямым измерениям
относятся те, результат которых получается
непосредственно из опытных данных.

Например,
измерение силы тока амперметром.

Косвенным
называется такое измерение, при котором
искомое значение величины находят на
основании известной зависимости между
этой величиной и величинами, подвергаемыми
прямым измерениям.

Например,
определение сопротивления по закону
Ома R=U/Iесли
ток и напряжение непосредственно
измерили.

Совместными
измерениями
называются такие, при которых искомые
значения разноименных величин определяются
путем решения системы уравнений,
связывающих значения искомых величин
с непосредственно измеренными величинами.

Например,
определение силы тока в системах с
изменяющейся температурой путем решения
уравнений:

I=U/R

R=R
(1+αt)

Измерение емкостей

Определение емкости конденсатора или других устройств емкостного характера также может осуществляться различными способами. Простейший из них — метод амперметра-вольтметра (рис. 6, а).

Рис. 6. Схемы измерения емкости

Он во многом аналогичен такому же методу измерения сопротивлений, с той только разницей, что схема питается переменным синусоидальным напряжением от генератора низкой или высокой частоты (или от сети). Емкостное сопротивление конденсатора определяется по следующей формуле:

где f — частота переменного напряжения.

Емкостное сопротивление находится по закону Ома по показаниям приборов

Измерение малых по величине емкостей удобнее производить методом резонанса (рис. 6, б). Измеряемый конденсатор С_х подключается к известной индуктивности L, образуя колебательный контур. На контур подается синусоидальное напряжение от генератора. С помощью электронного вольтметра измеряют напряжение на контуре. При резонансе оно достигает максимума.

Известно, что резонансная частота контура может быть выражена следующей формулой:

Следовательно, при известной величине индуктивности в контуре и определенной по максимальным показаниям вольтметра частоте резонанса можно найти искомое значение емкости С_х.

Измерение больших емкостей (например, электролитических конденсаторов) проще всего производить путем разряда конденсатора на известное сопротивление R. Известно, что за время, равное постоянной времени цепи разряда конденсатора, его напряжение уменьшается в е раз, где е = 2,71… — основание натурального логарифма. Постоянная времени цепи разряда конденсатора на резистор определяется соотношением

Схема измерения емкости этим методом (рис. 6, в) состоит из источника постоянного напряжения питания, известного по величине сопротивления резистора R, электронного вольтметра PV, переключателя S и клемм для подключения конденсатора. С помощью переключателя S конденсатор С_х заряжается до напряжения источника питания, а после переключения конденсатора на разряд с помощью секундомера измеряют время t, по истечении которого конденсатор разрядится до напряжения U_пит/е. Емкость конденсатора определяется по формуле

Емкости конденсаторов можно измерять также с помощью мостов переменного тока.

Работа с прибором

При работе с прибором необходимо соблюдать следующие правила.

Переключатель вида работы можно переводить из одного положения в другое только при отключенном приборе.

Перед измерением проверить, находится ли стрелка индикатора на левой крайней отметке шкалы. В случае необходимости установить стрелку на эту отметку с помощью корректора, расположенного на лицевой стороне индикатора.

Как омметр прибор может использоваться только в обесточенной цепи.

Для увеличения срока службы источников питания не рекомендуется держать свободные концы щупов прибора подключенными к измеряемому сопротивлению, а также замкнутыми между собой.

Для измерения силы постоянного тока, а также напряжения постоянного и переменного токов нужно:

Переключатель вида работы установить в положение — или ~ в зависимости от рода измеряемого тока или напряжения.

Штепсель одного из щупов прибора вставить в гнездо, обозначенное знаком —, являющееся общим для всех пределов измерения.

Штепсель другого щупа вставить в соответствующее гнездо +mA, +V или ~V в зависимости от измеряемой величины

Свободные концы обоих щупов присоединить к измерительной цепи.

Полученный отсчет разделить на 30 (число отметок шкалы) и умножить на число у гнезда, куда был вставлен штепсель щупа. Результат вычисления дает значение измеряемой величины в вольтах или в миллиамперах. Например, если при измерении переменного напряжения стрелка индикатора установилась напротив отметки 11 по средней его шкале, а штепсель щупа при этом был вставлен в гнездо с числом 600, то измеряемое напряжение U = 11-600/30 В = —220 В.

Для измерения сопротивления надо:

Переключатель вида работы установить в положениеr_x

Штепсель одного из щупов прибора вставить в гнездо —, а штепсель другого — в одно из гнезд ряда r_x, соответствующее выбранному пределу измерения.

Перед началом измерения установить нуль омметра, для чего замкнуть накоротко свободные концы щупов и вращением ручки Уст. 0 добиться установки стрелки индикатора на нулевую отметку шкалы Ω

Разомкнуть концы щупов и присоединить их к выводам измеряемого сопротивления.

Произвести отсчет по шкале Ω. Если стрелка индикатора установилась на участке, расположенном справа от отметки 0,1, то показание прибора следует умножить на множитель выбранного предела измерения; если же отсчет производился на участке, расположенном слева от этой отметки, то показание прибора нужно умножить на множитель выбранного предела измерения и на 1000. Во всех случаях результат вычисления дает значение измеряемого сопротивления в омах. Например, если стрелка индикатора установилась напротив отметки 20 по верхней его шкале, а штепсель щупа при этом был вставлен в гнездо с числом 100, то измеряемое сопротивление R_x =20 • 100 Ом = =2000 Ом; если стрелка индикатора установилась напротив отметки 0,2, то измеряемое сопротивление R_x = 0.2 • 1 000 • 100 Ом = 20 000 Ом.

6. При переходе к другому пределу измерения сопротивления снова произвести установку стрелки индикатора на нуль шкалы Ω , как описано выше.

Прибор, применяемый как омметр, может служить для опробования различных участков электрических цепей на обрыв и короткое замыкание. Первое рекомендуется производить при множителе Х1000, а второе — при множителе XI.

Смена источников питания производится в тех случаях, когда напряжение питания схемы омметра не обеспечивает установки стрелки индикатора на нуль шкалы или когда наблюдается уход стрелки с нуля, обусловленный недостаточной емкостью источников питания.

Для смены источников питания необходимо:

Отвинтить три винта, крепящие крышку на тыльной стороне прибора.

Вложить два элемента 332 в меньшую часть камеры так, чтобы они упирались донышками в контактную пружину, расположенную в центре камеры.

Вложить батарею 3386У в большую часть камеры, вставив пластины батареи в контактные пружины соответствующей полярности.

Установить на место крышку и закрепить ее винтами.

При работе с прибором на пределе 600 В должны быть приняты меры по технике безопасности: подложен резиновый коврик под ноги или надеты резиновые калоши, резиновые перчатки и т. д. При проведении высоковольтных измерений обязательно наличие двух работников.

Домашнее задание.

Изучить теоретический материал,
относящийся к данной работе, по литературе
, , и .

Для самопроверки готовности
к выполнению работы сформулировать
ответы на следующие вопросы, которые
могут быть заданы:

• Методы измерения силы электрического
  тока.

• Причины возникновения и способы учета
  погрешностей при измерении
  силы
  электрического тока.

• Принцип действия, устройство и
  метрологические характеристики
  магни­тоэлектрических измерительных
  приборов.

• Принцип действия, устройство и
  метрологические характеристики
  элект­ронных цифровых вольтметров.

3. Краткие теоретические
сведения. Измерение
постоянного тока с повышенной точностью
производится косвен­ным
образом. Для этого образцовый резистор
включается в цепь измеряемого тока,
и падение напряжения на нем измеряется
с помощью компенсатора или высокоточного
цифрового вольтметра. Таким же образом
(используя преобразо­вание
ток-напряжение) работают электронные
аналоговые и цифровые ампер­метры.

Упрощенная схема измерения постоянного
тока с помощью магнитоэлектри­ческого
амперметра приведена на рис. 1. Как видно,
основными частями маг­нитоэлектрического
амперметра являются измерительный
механизм (ИМ), об­ладающий собственным
омическим сопротивлением Rим,
и шунт, включенный параллельно
ИМ. Шунт служит для расширения пределов
измерения ампермет­ра,
его сопротивление R_ш
должно быть меньше сопротивления ИМ и
подбирается

, (1)

где

,
I_ПР
— верхний предел измерений, которого
необходимо
достичь, I_ИМ
— максимально допустимый ток через ИМ.

Рисунок
1
Схема измерения постоянного тока с
помощью магнитоэлектрического амперметра

Отметим, что ток, протекающий
через ИМ магнитоэлектрического
ампермет­ра, не должен превышать
некоторой номинальной величины, которая
называется током полного отклонения.
Значение силы указанного тока обычно
лежит в пре­делах от 1мкА до 50 мА.

При измерениях с помощью магнитоэлектрического
амперметра реализуются прямые измерения
методом непосредственной оценки.
Погрешность этих измерений определяется
инструментальной погрешностью амперметра
и методиче­ской погрешностью измерений.

Инструментальная погрешность определяется
классом точности, который для
магнитоэлектрических вольтметров лежит
в пределах от 0,05 до 2,5.

Методическая погрешность
зависит от соотношения между собственным
омическим сопротивлением Rим
амперметра, сопротивлением цепи R
и внутрен­ним сопротивлением Rвн
источника ЭДС (рисунок 1)

Сопротивление
Rш
может достигать
десятков Ом, поэтому при измерениях
тока с помощью магнитоэлектри­ческих
амперметров методическую погрешность
всегда принимают во внимание

Применительно к рассматриваемому случаю
найти значение абсолютной ме­тодической
погрешности можно по формуле:

, (2)

а относительную методическую
погрешность — по формуле:

(3)

где Iд
— действительное значение измеряемого
тока.

При наличии двух независимых
источников погрешности — неисключенной
методической ∆_мет
и инструментальной ∆_инст
-оценить значение результирующей
погрешности можно по формуле:

, (4)

Абсолютная погрешность косвенных
измерений силы тока определяется по
формуле:

, (5)

где Uв
– показания мультиметра,

Rм
– установленное
сопротивление магазина сопротивлений.

Относительная погрешность косвенных
измерений силы тока определяется по
формуле:

. (6)

Описание лабораторного стенда.Лабораторный стенд
представляет собой Lab
VIEW
компьютерную модель, распо­лагающуюся
на рабочем столе персонального компьютера.
На стенде (рис. 2) находятся модели
магнитоэлектрического вольтамперметра,
цифрового мультиметра, магазина
сопротивлений и УИП.

При выполнении работы модели средств
измерений ис­пользуются для решения
описанных ниже задач:

Модель магнитоэлектрического
милливольтамперметра используется в
работе как амперметр при моделировании
процесса прямых измерений силы постоянного
электрического тока методом непосредственной
оценки. Класс точности – 2,5.

Модель электронного цифрового мультиметра
используется при моделирова­нии
процесса прямых измерений постоянного
напряжения методом непосредственной
оценки. Класс точности – 0,5.

Модель магазина сопротивлений используется
при моделиро­вании работы многозначной
меры электрического сопротивления.

Модель УИП используется при моделировании
работы регулируемого источ­ника
стабилизированного постоянного
напряжения.

Схема соединения приборов при выполнении
работы показана на рис. 3.

Рисунок
2
Модель лабораторного стендана
рабочем столе компьютера при выполнении
лабораторной работы

Рисунок
3.
Схема соединения приборов при выполнении
работы.

Устройство и принцип действия

Аналоговые ваттметры

Наиболее распространенными и точными аналоговыми ваттметрами являются приборы электродинамической системы.

Принцип работы основан на взаимодействии двух катушек. Одна из них – неподвижная, имеет толстую обмотку с небольшим числом витков и малое сопротивление. Подключается последовательно с нагрузкой. Вторая катушка – подвижная.

Подключается она параллельно нагрузке и снабжается еще добавочным сопротивлением (для исключения короткого замыкания между катушками).

При подключении прибора к сети, в катушках образуются магнитные поля. Их взаимодействие создает вращающий момент, который отклоняет подвижную катушку с подсоединенной к ней стрелкой на определенный угол.

Цифровые ваттметры

В основе работы цифрового ваттметра лежит предварительное измерение силы тока и напряжения. Для этого на входе устанавливаются: последовательно нагрузке – датчик тока, параллельно – датчик напряжения. Они могут выполняться на базе термисторов, измерительных трансформаторов, термопар и других элементов.

Мгновенные значения полученных величин тока и напряжения посредством аналого-цифрового преобразователя передаются к встроенному микропроцессору. Здесь производятся необходимые вычисления (находится активная и реактивная мощности) и выдаются в виде итоговой информации на дисплей и подключенные внешние устройства.

Рисунок — Схема подключения Ваттметра