Измерение электрических величин
7.3. Измерение электрических величин.
7.4.1 Методы измерений.
На практике применяют различные методы измерения электрических величин. Условно их можно разделить на прямые, косвенные и совокупные. Кроме того, они делятся на методы непосредственной оценки и на методы сравнения.
Наибольшее распространение получил метод непосредственной оценки. При этом числовое значение измеряемой величины определяется непосредственно по показаниям прибора, например величину тока по показаниям амперметра, напряжения – по показаниям вольтметра, сопротивления – по показаниям омметра и т.д. Это прямые измерения. Если измеряемая величина определяется по данным измерения других электрических величин путем вычисления этой величины, то такое измерение называется косвенным. Например, определение сопротивления по показаниям амперметра и вольтметра.
Метод сравнения широко используется для точных измерений. Он заключается в сравнении измеряемой величины с образцовой мерой такой же физической природы. Метод сравнения осуществляется с помощью мостовых или компенсационных схем.
7.4.2 Измерение тока и напряжения.
Для измерения величины тока в какой-либо цепи последовательно в цепь включают амперметр. Для измерения значения напряжения на каком-либо участке электрической цепи на элементе цепи подсоединяется параллельно им вольтметр.
В установках постоянного тока
Рис 7.6 а) применяются, как правило приборы магнитоэлектрической системы, в установках переменного тока используют преимущественно приборы электромагнитной системы.
Рекомендуемые материалы
Между амперметром и вольтметром нет принципиальной разницы. Показания обоих приборов пропорциональны току, протекающему по рамке. Однако соответственно их назначению к ним
предъявляют совершенно противоположные требования:
амперметр должен иметь возможно меньшее сопротивление, а вольтметр возможно большее сопротивление. Для уменьшения погрешности измерения необходимо чтобы сопротивление амперметра было на два порядка меньше, а сопротивления вольтметра на два порядка больше сопротивления любого элемента измерения цепи.
Для расширения предела измерения
Рис 7.6 б) амперметра ( в k раз) в цепях постоянного тока служат шунты-резисторы, включаемые параллельно амперметру (рис. 7.6,a).
Сопротивление шунта определяется из соотношения
rш (Imax – Iа,н) = rаIа,н ,
где Imax — наибольшее значение тока в контролируемой цепи (предел измерения тока амперметром при наличии шунта);
Iа,н — предельное (номинальное) значение тока прибора при отсутствии шунта.
Отсюда .
Значение тока I в контролируемой цепи при существующей нагрузке определяется из соотношения
,
где Iа — показание амперметра.
Шкалу амперметра часто градуируют с учетом включенного шунта; тогда значение измеряемого тока I отсчитывается непосредственно по шкале прибора.
В цепях переменного тока для расширения пределов измерения амперметров используют трансформаторы тока.
Для расширения предела измерения вольтметра (в k раз) в цепях напряжением до 500 В обычно применяют добавочные резисторы, включаемые последовательно с обмоткой вольтметра (рис. 7.6, б).
Сопротивление добавочного резистора rд определяют из соотношения
,
где Umax - наибольшее значение измеряемого напряжения (предел измерения напряжения вольтметром при наличии добавочного резистора); Uв,н — предельное (номинальное) значение напряжения прибора при отсутствии добавочного резистора. Отсюда
Информация в лекции "Закономерности групповой деятельности" поможет Вам.
.
Значение фактически измеряемого напряжения U определяется из соотношения
, U = kUв,
где Uв — показание вольтметра.
Шкалу вольтметра градуируют с учетом включенного добавочного резистора.
В цепях переменного тока высокого напряжения для расширения пределов измерения вольтметров применяют трансформаторы напряжения.