- •Тема 5. Аналоговые измерительные приборы
- •5.1 Электромеханические измерительные приборы
- •5.1.1 Основные положения
- •5.1.2 Магнитоэлектрические приборы
- •Амперметры
- •Логометры
- •5.1.3 Электродинамические приборы
- •5.1.5 Электростатические приборы
- •5.1.6 Электромагнитные приборы
- •5.2 Аналоговые электронные приборы
Амперметры
Магнитоэлектрический механизм позволяет измерять малые постоянные токи, не превышающие 20-50 мА. Для того чтобы измерять большие токи, используют измерительные цепи, включающие в себя шунты, представляющие собой манганиновые резисторы, сопротивление которых во много раз меньше сопротивления рамки RАмагнитоэлектрического измерительного механизма. Поэтому при включении шунта параллельно прибору (рис.5.3) основная часть измеряемого тока I проходит через шунт, а ток IАне превышает допустимого значения.
Рисунок 5.3 – Схема включения амперметра с шунтом
Отношение I/IА=n, показывающее, во сколько раз измеряемый ток превышает допустимое значение, называетсякоэффициентом шунтирования. Сопротивление шунта определяется как
Амперметры для измерения сравнительно небольших токов (до нескольких десятков ампер) имеют внутренние шунты, вмонтированные в корпус прибора. Измерение больших токов (до нескольких тысяч ампер) осуществляют при помощи наружных шунтов, которые имеют определенные номинальные падения напряжения (45, 60, 75, 100 и 300 мВ) и классы точности (0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5).
Вольтметры
Схема вольтметра магнитоэлектрической системы приведена (рис.5.4).
Рисунок 5.4 – Схема включения вольтметра
Добавочный резистор Rдоб, включенный последовательно с рамкой измерительного механизма, ограничивает ток полного отклонения I, протекающего через нее, до допустимых значений. При этом падение напряжения на рамке UVзависит от сопротивления рамки RVи обычно не должно превышать десятков милливольт. Остальная часть измеряемого напряжения U должна падать на добавочном сопротивлении. Если необходимо получить верхний предел измерения напряжения, в m раз превышающий значение UV, то необходимо включить добавочный резистор, сопротивление которого легко вычисляется по формуле
Rдоб = RV (m – 1).
Добавочные резисторы изготавливают из термостабильных материалов, например, из манганиновой проволоки. Они могут быть внутренними, встроенными в корпус прибора (при напряжениях до 600 В), и наружными (при напряжениях 600-1500 В).
Логометры
Приборы, в которых противодействующий момент создается не при помощи упругого элемента, а теми же электромагнитными силами, что и вращающий, называются логометрами. У логометров положение подвижной части определяется отношениемдвух токов. Логометры магнитоэлектрической системы (рис.5.5) имеют подвижную часть из двух жестко скрепленных между собой катушек 1 и 2 (рамок).
Рисунок 5.5 – Устройство логометра
Последние могут свободно вращаться в неравномерном поле постоянного магнита. Для создания неравномерного магнитного поля полюсным наконечникам, как и сердечнику, находящемуся между ними, придается особая форма. Отклонение указателя прибора равно
α = F(I1/I2). (5.3)
Логометры применяются для измерения сопротивления и других электрических величин. Основным достоинством логометрических приборов является независимость их показаний от напряжения питания.