evtiheeva_n_n__izmerenie_yelektricheskih _i_neyelektricheskih (1024281), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Выпрямительные воль~метры используются до частот 10 — 20 кГц. Электромагнитные вольтметры в основном служат щитовыми приборами. Расширение их пределов измерения достигается использованием измерительных трансформаторов напряжения. Электродннамические, электростатические обычно являются лабораторными приборами, термоэлектрические используются на повышенных частотах. Выпрямительные вольтметры обычно входят в состав многофункциональных переносных измерительных приборов — гесщюв.
Эелктронные аналоговые вольтметры применяются для измерения среднеквадратичных, средневыпрямительных и пиковых (амплитудных) значений переменного тока. Их отличает большое входное сопротивление, высокая чувствительность и возможность измерений на высоких частотах (вплоть до сотен мегагерц) . Цифровые вольтметры, предназначенные для намерения напряжения переменного тока, строятся на основе цифровых воль~метров постоянного тока, снабженных преобразователем переменного напряжения в постоянное. В диапазоне частот до 100 кГц их основная погрешность может не превышать 0,5%. Цифровые вольтметры средневылрямленного значения используют одно- и двухполупериодные выпрямители. В цифровых вольтметрах среднеквадратического значения применяются термоэлектрические преобразователи.
Однако инерционность последних существенно снижает быстродействие вольтметров. Для одновременного измерения амплитуды и фазового сдвига синусоидального напряжения используются компенсаторы переменного тока. Относительная погрешность измерения при помопщ компенсаторов лежит в пределах х 0,5%. Измерение тока. Постоянный гак измеряется при помощи магнитоэлектрических приборов. Они обеспечивают наивысшую точность среди электромеханических аналоговых приборов (класс точности 0,05 — 2,5). Магнитоэлектрнческие амперметры позволяют измерять токи от 10 т до 50 А (при измерении токов больше 0,05 А используются внутренние шунты) .
Применение шунтов приводит к увеличению влил~ил изменений температуры на показания приборов. Это связано с тем, что вследствие неодинаковых значений температурных коэффициентов сопротивления рамки и шунта происходи~ изменение соотношения их сопротивлений, а следовательно, и перераспределение текущих по ним токов. Для уменьшения температурной погрешности применяются различные цепи температурной компенсации. Простейшая из них содержит только один элемент — добавочный резистор из манганина, включенный последовательно с рамкой измерительного механизма. Такая термокомпенсация удовлетворительна только для приборов классов точности 1,0 и хуже. Более точные приборы используют несколько более сложные цепи тер- мокомпенсации, содержащие как последовательные, так и параллель. ные цепочки резисторов.
Для измерения болыпих постоянных токов (от 50 А до нескольких килоампер) применяются магннтозлектрические амперметры и килоамперметры с наружными шунтами. Малые постоянные токи (меньше 10 ь А) измеряются при помощи гальванометров. Измерения постоянного тока с повышенной точностью производятся косвенным образом. Образцовый резистор включается в измеряемую цепь и компенсатором измеряется падение напряжения на этом резисторе. Значение тока вычисляется при помощи закона Ома. Перемеямый ток измеряется амперметрами электромагнитной, электродннамической и ферродинамической систем. Электромагнитные амперметры являются в основном однопредельными щитовыми приборами (класс точности 1,0; 1,5; 2,5).
Они работаю~ со встроенными или наружными измерительными трансформаторами тока„позволяя измерять токи до 300 А и 15 кА соответственно. Также в качестве щитовых часто работают ферродинамические амперметры. Электродннамические амперметры и миллиамперметры обычно выполняются"в виде переносных лабораторных приборов. Их типичные классы точности 0,2; 0,5; 1,0. Выпрямительные амперметры обычно входят в состав переносных лабораторных комбинированных приборов (тестеров).
Их диапазон измерения — от долей миллиампера до нескольких ампер. Набор шунтов обеспечивает изменение пределов измерения. Точность выпрямительных амперметров невелика (классы точ.- ности 1,5; 2,5; 4,0). Другим недостатком является зависимосп показаний от формы тока. Термоэлектрические миллиамперметры и амперметры применяются на повышенных частотах (до сотен мегагерц). Их диапазон измерений — от нескольких миллиампер до нескольких ампер. Расширение пределов измерения достигается применением высо.
кочастотных трансформаторов тока. Классы точности 1,0; 1,5. Термоэлектрические приборы имеют малую перегрузочную способность. Зто является их недостатком. Измерение мощности в цепях постоянного и переменного однофаэного тока чаще всего производится электродннамическями и ферродинамическими ваттметрами (й 2.4). Злектродинамические ваттметры выпускюотся в виде переносных лабораторных многопредельных приборов. Их классы точности 0,1 — 0,5. Изменение пределов измерения достигается коммутацией секций токовой катушки и подключением различных добавочных резисторов.
Частотный диапазон электродинамическнх ватгметров ограничен сверху частотами порядка нескольких килогерц. С повышением частоты индуктивное сопротивление катушек начинает вносить заметный вклад в погрешность прибора. "а а) Рис. 2.50 Ферродлнамические ваттметры обычно служат щитовыми приборами классов точности 1,5 и 2,5. Их частоттпай диапазон несколь уже, чем у электродинамических ваттметров, из-за погрешностей, обусловленных потерями в магнитных сердечниках.
Направление отклонения стрелки зависит от направления тока в обмотках ваттметров, поэтому их зажимы имеют специальную маркировку, обеспечивающую правильное подключение прибора. Зажимы, обозначенные знаком а (звездочкой), соединяются с проводами, идущими от источника тока. Зажимы, не имеющие этого обозначения, подключаются к нагрузке. Мощность постоянного тока измеряется также косвенно — при помощи амперметра и вольтметра, показания которых перемножаются в соответствии с формулой Р = Ш Возможны две схемы включения приборов (рис. 2.50, а„б). Прн измерениях следует учитывать методическую погрешность, зависящую от сопротивления вольтметра (в схеме, представленной на рис.
2.50, а) или амперметра (в схеме, представленной на рис. 2.50, б) . Действительно, в первом случае амперметр по. казываст не ток нагрузки, а сумму токов нагрузки и вольтметра, а во втором — показания вольтметра равны не падению напряжения на нагрузке, а сумме падений напряжения на нагрузке и амперметре. Слепо. вательно, в обоих случаях мощность, вычисленная на основании показаний амперметра и вольтметра, будет завышена. Первая схема обеспечивает малую погрешность, если Нн < )1 у, вторая — если Ян > ЯА где Ак и кА — внутреннее сопротивление вольтметра и амперметра соответственно.
Мощность переменного однофазного тока на повышенных частотах можно измерять выпрямительными ваттметрами, использующими нелинейность вольт-амперной характеристики (ВАХ) полупроводниковых диодов для перемножения мгновенных значенийтока и напряжения, или термоэлектрическими, которые содержат термопреобразователи, напряжение нь выходе которых также является нелинейной функцией токов, протекающих через их подогреватели.
Выпрямительными и термоэлектрическими ваттметрами можно измерять мощность в диапазоне частот до 100 кГц и 1 МГц соответственно. Погрешности измерения этих приборов сравнительно велики (несколько процентов). Для изме- а) Рис. 251 рения мощности на повышенных частотах (до нескольких гигагерц) применяются также ваттметры на основе эффекта Холла. В трехфазных цепях для измерения как активной, так и реактивной мощности обычно используются двух- и трехэлементные ферродннамические ваттметры. Двухзлементные включаются в трехпроводные цепи, а трехэлеменФные — в четырехпроводные.
Внд измеряемой мощности (активная нли реактивная) зависит от схемы включения ваттметра. Измерение частоты в электро- и радиотехнике производится в диапазоне от 0 до 10'' Гц, На низких частотах (от 20 до 2500 Гц, но особенно в окрестности 50 и 400 Гц) используются электромеханические приборы: резонансные электромагнитные частотомеры (З 2.6) и частотомеры на основе электромагнитных и электродннамических (ферродинамических) логометров.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
