Амперметр

3.10. ИЗМЕРЕНИЕ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ

Широкое распространение измерения неэлектрических величии (температуры,
угловых и линейных размеров, механических усилий и напряжений, деформаций,
вибраций, химического состава и т.д.) электрическими методами обусловлено
теми преимуществами, которыми они обладают по сравнению с другими методами.
При этом создается возможность дистанционного измерения и контроля неэлектрических
величин с одного места (пульта управления); измерения быстро изменяющихся
неэлектрических величин; автоматизации управления производственным процессом.
Обычно такие приборы состоят из датчика и измерительного устройства.
В датчиках происходит преобразование неэлектрической величины в один
из па-раметров электрической цепи (U, I, R и т.д.).
Измерительное устройство — это один из электрических приборов, рассмотренных
выше.
Не имея возможности остановиться на каждом преобразователе, ограничимся
лишь их кратким перечислением:

1. Реостатные преобразователи. Работают на изменении сопротивления реостата,
   движок которого перемещается под воздействием измеряемой неэлектрической
   величины.
2. Проволочные преобразователи (тензосопротивления). Их работа основана
   на изменении сопротивления проволоки при ее деформации.
3. Термопреобразователи (терморезисторы, термосопротивления). В них
   изменяется сопротивление датчика под воздействием температуры.
4. Индуктивные преобразователи. В них при изменении положения разъемных
   частей магнитопровода (например, под действием силы, давления, линейного
   перемещения) меняется индуктивность катушки.
5. Емкостные преобразователи. Могут быть использованы в качестве датчиков
   перемещения, влажности, химсостава воздуха и др.
6. Фотоэлектрические преобразователи. В них измерительный прибор реагирует
   на изменение освещенности, температура, перемещения и др.
7. Индукционные преобразователи. Работают на принципе преобразования
   неэлектрической величины (например, скорости, ускорения) в индуктированную
   ЭДС.
8. Термоэлектрические преобразователи. Основаны на возникновении термо
   ЭДС и ее зависимости от температуры.
9. Пьезоэлектрические преобразователи. Работают на принципе возникновения
   ЭДС при воздействии усилий на кристаллы некоторых материалов.

Recommended Posts

После описанной переделки весь этот ток будет потребляться от внешнего источника питания, не нагружая измеряемую цепь. Многие, кто сталкивался с такими приборами жалуются на плохое качество калибровочных резисторов.

Без него прибор просто сгорит.

К зарядному устройству Любители самостоятельно конструировать зарядные устройства по достоинству оценят возможность наблюдать за вольтами и амперами сети, без помощи громоздких переносных приборов. При таком шунте прибор измеряет ток до 10А А для опроса, то есть, последовательного переключения, используются общие анодные выводы.

За большим количеством товаров, не всегда получается найти надежный и недорогой экземпляр. Резистором R4 устанавливают показания прибора на ноль, при отсутствии входного напряжения А резистором R5 выставляют предел измерения так, чтобы результат измерения соответствовал реальному, то есть, можно сказать, им калибруют прибор. Применение измерительных трансформаторов позволяет расширить пределы измерения приборов, то есть появляется возможность измерять большие напряжения и токи при помощи низковольтных и слаботочных приборов.

Схема цифрового вольтметра

По этому углу отклонения определяют величину тока амперметра. Тонкий красный соединяется с плюсом стороннего источника.

Микросхема САЕ Но существуют и другие микросхемы аналогичного действия. Амперметр обычно подключают в разрыв минусового провода после вольтметра. Красный соединяется с нагрузкой, а после с питанием. Измерительный трансформатор напряжения Чтобы измерить переменное напряжение применяют трансформатор напряжения.

Чтобы еще больше расширить пределы измерения вольтметров, применяют делители напряжения. Как уже сказано, выходную схему можно сделать на любом дешифраторе и соответствующих индикаторах. Единственным отличием становиться другая компоновка платы и цветовая маркировка проводов. Принципиальная схема вольтметра Теперь ближе к схеме. Останется умножить измеренное напряжение на коэффициент трансформации измерительного трансформатора напряжения.

На этом рисунке изображена схема подключения китайского вольтметра амперметра второй модели к регулируемому блоку питания. Это делается для того, чтобы при измерении на прибор приходилось напряжение, соответствующее номиналу прибора, то есть не превышало бы предел на его шкале.
Вольтметр 100V + амперметр 50А подключаем шунт digital voltmeter ammeter

Виды амперметров

По своему действию все амперметры разделяются на электромагнитные, магнитоэлектрические, тепловые, электродинамические, детекторные, индукционные, фото- и термоэлектрические. Все они предназначены для измерения силы постоянного или переменного тока. Среди них, наиболее чувствительными и точными, являются электродинамические и магнитоэлектрические амперметры.

Во время работы магнитоэлектрического амперметра, создается крутящий момент, через взаимодействие между полем в постоянном магните и током, проходящим через обмотку рамки. С этой рамкой и соединяется стрелка, движущаяся по шкале. Поворот стрелки осуществляется на величину угла, пропорциональную силе тока.

Как подключить к блоку питания цифровой вольтметр, амперметр (Китайский модуль) своими руками.

Тема: как поставить измеритель тока и напряжения на источник питания.

Достаточно удобно, когда на блоке питания установлен индикатор, показывающий постоянное напряжение и ток. При питании нагрузки всегда можно видеть падение напряжения, величину потребляемого тока. Но не все источники питания оснащены амперметрами и вольтметрами. У покупных, более дорогостоящих блоков питания они имеются, а вот у дешевых моделях их нет. Да и в самодельных БП их не всегда ставят. Сегодня имеется возможность приобрести за небольшие деньги цифровой модуль измеритель индикатор постоянного тока и напряжения (Китайский вольтметр амперметр). Стоит этот модуль в пределах 3х баксов. Купить его можно посылкой из Китая, на ближайшем радиорынке, магазине электронных компонентов.

Сам этот Китайский цифровой модуль вольтметра, амперметра измеряет постоянный ток (до 10, 20 ампер, в зависимости от модели) и напряжение (до 100, 200 вольт). Он имеет небольшие, компактные размеры. Легко может монтироваться в любые подходящие корпуса (нужно вырезать соответствующее отверстие и просто его туда вставить). На задней части, на плате имеются два подстроечных резистора, которыми можно производить коррекцию показаний измеряемых величин тока и напряжения. Точность у этого цифрового Китайского модуля вольтметра и амперметра достаточно высока — 99%. Экран имеет трехсимвольное табло красного (для напряжения) и синего (для тока) цвета. Этот блок питается от постоянного напряжения от 4 до 28 вольт. Потребляет мало тока.

Сама установка, электрическое подключение к схеме блока питания достаточно проста. На измерительном модуле тока и напряжения имеются такие провода: три тонких провода (черный минус и красный плюс питания модуля, жёлтый для измерения постоянного напряжения относительно любого черного), два толстых провода (черный минус и красный плюс для измерения силы постоянного тока).

Этот Китайский модуль амперметра, вольтметра можно питать как от самого источника, на котором измеряем электрические величины, так и независимым блоком питания. Итак, после монтажа в корпус измерителя мы спаиваем вместе два чёрных провода (тонкий и толстый), это будет общий минус, который мы и припаиваем к минусу блока питания. Спаиваем вместе тонкие провода красного и желтого цвета, подсоединяем их к выходу (плюса) источника питания. К толстому красному проводу, относительно спаянных чёрных проводов, подключаем саму электрическую нагрузку (это будут провода выхода блока питания).

Важно заметить, что для правильного измерения постоянного тока важна полярность токовых проводов. То есть, именно толстый красный провод должен быть выходом блока питания. В противном случае данный цифровой амперметр будет показывать нули на своем табло

На обычном блоке питания (без функции регулирования напряжения) на индикаторе можно отслеживать только падение напряжения. А вот на регулируемом источнике питания будет хорошо видно, какое напряжение вы сейчас имеете при его выставлении

В противном случае данный цифровой амперметр будет показывать нули на своем табло. На обычном блоке питания (без функции регулирования напряжения) на индикаторе можно отслеживать только падение напряжения. А вот на регулируемом источнике питания будет хорошо видно, какое напряжение вы сейчас имеете при его выставлении.

Видео по этой теме:

https://youtube.com/watch?v=jyq00hMWxvE

P.S. В целом подключение этого цифрового Китайского модуля вольтметра, амперметра на должно составить труда. При последующем использовании вы оцените его работу, вам она понравится. Наиболее популярным считается трёхсимвольный измерительный блок, хотя немного подороже будет стоит четырехсимвольный, у которого точность измерения уже не 99%, а 99,9%. Данные цифровые модули, измеряющие постоянный ток и напряжение, бывают и отдельного типа, то есть один такой блок является либо амперметром или вольтметром. Экран у них побольше.

Разновидности амперметров тока

Существует два типа устройств, для измерения силы тока, два вида амперметров тока.

Тип первый и тип второй.

• Тип первый — аналоговый (он же стрелочный амперметр).
• Тип второй — цифровой.

Тип первый — стрелочный амперметр тока, выглядит он вот таким образом:

Система этого амперметра тока магнитоэлектрическая. 

В составе устройства постоянный магнит, внутри которого вращается катушка из тонкой проволоки.

В момент подачи тока катушка направлена на поле при действии момента вращения.

Причём величина момента является пропорциональной силе тока. Имеется в устройстве и специальная пружина, которая в момент подачи тока является неким препятствием для вращающейся катушки. Момент упругости пружины в свою очередь пропорционален углу закручивания.

Измерение силы тока происходит таким образом, что при уравновешивании вышеописанных моментов стрелка и показывает искомое значение, равное силе тока, силе воздействия.

Чтобы увеличить предел измерения необходимо параллельно амперметру установить шунт. Резистор, определённой величины, которая рассчитана заранее. Такое устройство названо — резистор шунтирующий.

Для точных измерений с резистором в цепи необходимо придерживаться простых правил. Если в цепи действует измерительный прибор — вольтметр, то входное сопротивление необходимо делать немного больше у самого прибора. В случае работы с амперметром ситуация другая и входное сопротивление прибора следует сделать меньше. В противном случае, если не придерживаться таких правил измерение окажется неверным, и некорректными окажутся показания амперметра. Вся измерительная техника всегда была разработана с учётом неких особенностей и грамотное и правильное использование только залог успешного измерения и результата в целом.

Плюсы аналогового амперметра:

— не нуждаются в независимом питании;

— удобны в отображении информации;

— имеется винтик, на большинстве моделей, который корректирует точность измерения.

Минус тоже есть, но он всего один:

— небольшая инертность стрелок может заставить несколько секунд ожидать результаты измерений.

Тип второй — амперметр тока цифровой. В его составе АЦП (аналого-цифровой преобразователь).

Именно он преобразует силу тока в данные цифровые, что в дальнейшем можно видеть на дисплее устройства.

Огромное отличие таких видов амперметров только в том, что нет стрелки и нет инертности. Результаты измерения можно видеть сразу на дисплее. Разные виды амперметров тока выводят информацию на экран с различной скоростью. Современные виды к тому же и малогабаритны.

Существуют также виды, которые измеряют силу тока переменного напряжения и измеряющие силу тока постоянного напряжения.

Но это не значит, что при отсутствии амперметра для измерения переменного тока Вы не сможете её измерить.

Измерить можно, и поможет вот такая схема:

Вот схема для измерения силы тока амперметром:

Вольтметр автомобильный на микросхеме LM3914

Это схема автомобильного вольтметра предназначена для контроля напряжения бортовой сети автомобиля в пределах от 10,5В до 15В. В качестве индикатор используются 10 светодиодов.

Основа схемы – интегральная микросхема LM3914. Данная микросхема способна оценить входное напряжение и вывести результат на 10 светодиодов в режиме точка или столбик. Микросхема LM3914 способна работать в широком диапазоне питания (3В…25В). Яркость свечения светодиодов можно выставить при помощи внешнего переменного резистора. Выходы микросхемы совместимы с ТТЛ и КМОП логикой.

Десять светодиодов VD1-VD10 отображают текущее значение напряжения аккумулятора или напряжение бортовой сети автомобиля в режиме точки (вывод 9 не подключен или подключен на минус) или столбика (вывод 9 подключен на плюс питания).

Резистор R4 подключенный между контактами 6,7 и минусом питания задает яркость свечения светодиодов. Резисторы R2 и переменный резистор R1 образует делитель напряжения. При помощи переменного резистора R1 производится настройка верхнего уровня напряжения, а при помощи R3 нижнего.

Как уже было сказано ранее, данный автомобильный вольтметр обеспечивает индикацию от 10,5 до 15 вольт. Калибровка схемы выполняется следующим образом. Подайте на вход схемы вольтметра напряжение 15 вольт от блока питания. Затем изменяя сопротивление резистора R1, необходимо добиться, чтобы зажегся светодиод VD10 (в режиме точка) или все светодиоды VD…VD10 (в режиме столбик).

Затем на вход подайте 10,5 вольт и переменным резистором R3 добейтесь, чтобы горел только светодиод VD1. Теперь увеличивая напряжение с шагом 0,5 вольта, светодиоды один за другим будут загораться, и при напряжении 15 вольт будут гореть все светодиоды. Переключатель SA1 предназначен для переключения между режимами индикации точка/столбик. При замкнутом переключателе SA1 – столбик, при разомкнутом – точка.

Конструкция

В самом начале использования амперметры были чисто механическими. Спустя время стали применяться цифровые измерительные приборы. Однако даже сейчас механические амперметры не менее популярны. Это происходит благодаря стойкости к помехам и более наглядному представлению измерений силы тока. Механизм конструкции не подвергся сильным изменениям по сравнению с первыми экземплярами.

Стрелочный тип прибора использует магнитоэлектрический принцип. Внутри находится неподвижно закрепленный постоянный магнит. Между выраженными полюсами магнита расположен сердечник таким образом, что между ним и полюсами образуется постоянное магнитное поле.

Почему одним прибором нельзя измерять широкий диапазон величин?

Принцип работы любого амперметра (стрелочного или катушечного) основан на переводе измеряемой величины в визуальное ее отображение. Стрелочные системы работают по механическому принципу.

Через обмотку протекает ток определенной величины, заставляя ее отклоняться в поле постоянного магнита. На катушке закреплена стрелка. Остальное – дело техники. Шкала, разметка и прочее.

Зависимость угла отклонения от силы тока на катушке не всегда линейная, это часто компенсируется пружиной особой формы.

Для обеспечения точности измерения, шкала делается по возможности с большим количеством промежуточных делений. В таком случае, для обеспечения широкого предела измерений шкала должна быть огромного размера.

Или же надо иметь в арсенале несколько прибором: амперметр на десятки и сотни ампер, обычный амперметр, миллиамперметр.

В цифровых мультиметрах картина схожая. Чем точнее шкала – тем ниже предел измерения. И наоборот – завышенная величина предела, дает большую погрешность.

Слишком загруженной шкалой пользоваться неудобно. Большое количество положений усложняют конструкцию прибора, и увеличивают вероятность потери контакта.

Применив закон Ома для участка цепи, можно изменить чувствительность прибора, установив шунт для амперметра.

Справка: Шунтом называется обходное сопротивление, проводник, подключенный параллельно измеряемому участку цепи. Часть тока устремляется в обход основного участка, и на подключенный прибор приходится меньшая нагрузка.

Изучение начнем с теории:

К блоку питания

Блоки питания, выполняют важную роль, выравнивают показания сети до нужного состояния. При неправильной работе они могут сильно навредить дорогому оборудованию, вызывая перегрев. Для того чтобы избежать проблем при их работе, а особенно в тех случаях, когда блок питания изготавливается вручную, желательно использовать недорогой амперметр, вольтметр.

Из Китая можно заказать самые разные модели, но для стандартных устройств, работающих от домашней сети подойдут такие, которые измеряют ток от нуля до 20 А, а напряжение до 220 В. Почти все они малогабаритные и могут быть установлены в небольшие корпуса блоков питания.

Большинство устройств может быть отрегулировано при помощи встроенных резисторов. К тому же, они обладают высокой точностью, практически 99%. На табло выведены шесть позиций по три на напряжение и силу тока. Питаться они могут как от отдельного, так и от встроенного источника.

Для подключения вольтметра нужно разобраться с проводами, таких насчитывается пять:

• Три тонких. Черный минус, красный плюс, желтый для измерения разницы.
• Два толстых. Красный плюс, черный минус.

Советуем изучить — Материалы для изоляторов

Первые три шнура чаще всего объединены для удобства. Подключение может осуществляться через специальный гнездовой разъем, или при помощи спайки.

*Соединение спаиванием более надежное, при незначительных вибрациях гнездовое крепление устройства может разболтаться.

1. Необходимо решить от какого источника питания будет работать прибор, отдельного или встроенного.
2. Черные провода соединяются и припаиваются на минус БП. Таким образом, создается общий минус.
3. Таким же образом нужно соединить тонкий красный и желтый контакты. Они подключаются к питающему контакту.
4. Оставшийся красный контакт будет соединяться с электрической нагрузкой.

При неправильном подключении табло прибора будет показывать нулевые значения. Для того чтобы измерения были максимально приближены к действительным, нужно правильно соблюдать полярность питающих контактов. Только подключение толстого красного провода к нагрузке даст приемлемый результат.

Обратите внимание! Получать точные значения напряжения можно только на регулируемом источнике питания. В других случаях табло покажет только падение напряжения

Правила безопасной работы

При пользовании прибором нужно соблюдать следующие меры безопасности:

1. Прибор нельзя трясти и ронять.
2. В случае, когда стрелка прибора зашкаливает, необходимо немедленно разомкнуть цепь.

Схема правильного подключения прибора Правила подключения:

1. Плюсовую клемму прибора соединить с плюсовой клеммой источника тока. Если цепь состоит только из источника тока, устройство в него включать нельзя!
2. Амперметр соединяется последовательно. Подключение происходит с тем элементом, силу тока которого нужно измерить.
3. Устройство должно быть в горизонтальном положении.

Зная правила подключения и разновидности приборов, можно подобрать наиболее подходящий амперметр для измерения.

Виды амперметров

Классифицировать устройства можно по способу индикации. Наиболее широко распространены аналоговые амперметры – с градуированной шкалой, по которой движется стрелка. Современные приборы имеют цифровой дисплей, на котором отображается значение величины тока.

Приборы со стрелочной головкой

Стрелочные амперметры постепенно исчезают. Они отличаются более сложным устройством, чем современные модели, и обладают ограниченной областью применения. Еще один недостаток – меньший срок работы из-за наличия большего количества механических деталей. При этом современные условия иногда требуют измерения меньших величин, чем требуется для отклонения стрелки даже на одно деление. Из-за этого стрелочные приборы приходится модифицировать усилителями сигнала.

Интересно. Долгое время эти приборы не имели аналогов – точность измерений была достаточно высокой. Однако развитие электротехнической промышленности позволило разработать более дешевые в изготовлении приборы.

Принцип действия стрелочной головки

Еще одна сложность при использовании стрелочного амперметра – принцип работы стрелки, отличающийся в разных системах измерения:

1. Магнитоэлектрическая. Стрелка поворачивается по линейной шкале, пропорциональной силе тока. Вращающий момент задается током, проходящим через обмотку рамки.
2. Электромагнитная. Стрелка закреплена на сердечнике из ферромагнита, который двигается внутри катушки.
3. Электродинамическая. Используются две катушки с последовательным либо параллельным соединением. На подвижной – закреплена стрелка, поворачивающаяся от взаимодействия между токами катушек.

Во всех типах прибора используется корректор – специальный винт, соединенный с пружиной. Он необходим для установки стрелки в нулевое положение.

Игнорирование начальной регулировки может привести к неправильному отображению величины измеряемого тока, так как стартовое положение стрелки будет находиться левее нуля.

Приборы с цифровым индикатором

Цифровые устройства вытесняют аналоговые, благодаря ряду отличий:

• простота изготовления – дешевле производить, легче собрать самостоятельно;
• возможность измерения меньших величин;
• отсутствие износа подвижных частей – дольше служат, не требуют замены элементов;
• наглядная и удобная индикация;
• меньший вес.

Переход к цифровому исполнению позволил шире применять приборы в быту. Они проще в использовании – вертикальное и горизонтальное расположение не влияет на работу. Также они лучше защищены от внешних воздействий, например, механических ударов по корпусу.

Магнитоэлектрические амперметры

Устройства, реагирующие на магнитные явления (магнитоэлектрические) применяют для того, чтобы замерить токи очень маленьких значений в цепях с постоянным током. Внутри них нет ничего лишнего, кроме катушки, подсоединенной к ней стрелки и шкалы с делениями.

Термоэлектрические амперметры

Используют для измерения переменного тока с высокой частотой. Внутри прибора установлен нагревательный элемент (проводник с высоким сопротивлением) с термопарой. Из-за проходящего тока нагревается проводник, и термопара фиксирует величину. Из-за возникающего тепла отклоняется рамка со стрелкой на определенный угол.

Ферродинамические

Очень надежные приборы, которые обладают высокой прочностью и мало подвергаются воздействию магнитных полей, возникающих не в приборе. Такого рода амперметры устанавливают в автоматические контролирующие системы как самописцы.

Бывает так, что шкалы прибора недостаточно и необходимо увеличить значения, которые стоит замерить. Чтобы этого достичь используется шунтирование (проводник с высоким сопротивлением присоединяется параллельно прибору). Например, чтобы установить значение силы в сто ампер, а прибор рассчитан всего на десять, то присоединяют шунт, у которого значение сопротивления в девять раз ниже, чем у прибора.

На схемах принципиальных амперметры всегда обозначаются подобным образом:

Основанные на электродинамике

Можно применять не только для замеров силы постоянного тока, но и переменного. Из-за особенностей прибора, его можно применять в таких сетях, где частота достигает двухсот герц. Электродинамический амперметр используется в основном как контрольный измеритель для проверки приборов.

В отличие от магнитоэлектрических их можно применять и для сетей с переменным током, чаще всего в цепях промышленного назначения с частотой в пятьдесят герц. Электромагнитным амперметром можно пользоваться для замеров в цепях с большой силой тока.

Аналоговый амперметр

Работают такие приборы благодаря магнитоэлектрической системе, которая работает следующим образом:

В корпусе Амперметра располагается катушка из тончайшей проволоки, расположенной среди постоянных магнитов и связана со специальной пружиной.

Как только через катушку начинает протекать электрический ток, то вокруг нее формируется электромагнитное поле, которое вступает во взаимодействие с магнитным полем постоянных магнитов, и катушка меняет свое положение под действием вращающего момента, а прикрепленная пружина тормозит ее.

Как только моменты вращения и торможения уравновешиваются катушка замирает, а вместе с ней и стрелка, которая указывает пропорциональное значение тока, который сейчас проходит через измерительный прибор.

Иногда для повышения предела измерений в цепь с амперметром включается резистор, параметры которого просчитываются заранее. И такой резистор называется — шунтирующим.

Амперметр монтируется в цепь последовательно (в разрыв), поэтому для него крайне важно внутреннее сопротивление и чем меньше оно будет, тем лучше. Ведь если внутреннее сопротивление амперметра будет велико, то он (амперметр) для существующей сети, является резистором, что приведет к снижению тока в цепи и его данные не будут соответствовать реальным параметрам

Ведь если внутреннее сопротивление амперметра будет велико, то он (амперметр) для существующей сети, является резистором, что приведет к снижению тока в цепи и его данные не будут соответствовать реальным параметрам.

Внутреннее сопротивление учитывается при производстве амперметра и с учетом его настраивается система магнитов и пружины.

К несомненным плюсам аналоговых измерителей относится то, что для их функционирования не требуется отдельное питание и они работают от непосредственно протекающего тока, но минусом является то, что такие измерители довольно инерционны.

То есть мы видим величину протекающего тока не сразу, а с задержкой, которая связанна с тем, что внутренней системе требуется некоторое время для принятия равновесия.

История происхождения

По названию устройства можно догадаться о том, кто приложил руку к его созданию. Андре-Мари Ампер – блестящий ученый своего времени, многие годы посвятивший электродинамике. Ему принадлежат многие знаковые открытия в этой области:

• взаимодействие магнитного поля и электрического тока;
• магнитный эффект катушки с током;
• введение в научную терминологию понятия кибернетики и кинематики.

Основная заслуга ученого – не разработка прибора, а подготовка научного плацдарма для самой возможности создания амперметра и вольтметра. Поэтому первые упоминания измерительного устройства датируют 20-ми годами XIX века, когда самому Амперу было уже за 50.

Тогда речь шла о самом простом приборе – гальваноскопе, состоящем из закрученной проволоки и магнитной стрелки. Он позволял уловить относительные показатели по градусу отклонения стрелки.

Гальванометр – прототип амперметра

В течение следующих десятилетий конструкция совершенствовалась. В 1884 году отечественными учеными были разработаны более совершенные приборы, однако патенты были переданы в Германию, ввиду недостаточного развития электротехнического производства. Лишь к тому времени были утверждены названия современных величин. В 1881 г. в отношении тока приняли решение о том, в чем измеряется сила – в Амперах.

Как устроены амперметры сегодня? В корпусе с индикацией располагаются измерительная катушка и постоянные магниты, которые выравнивают ее при подаче электрического тока. Чем сильнее отклонение, тем выше показатель прибора. Существует несколько разновидностей, отличающихся конструкцией и областью применения.

К сведению. Классический вид – прибор со шкалой, деления которой обозначают силу тока в Амперах. В зависимости от величины, движущийся элемент поворачивает стрелку на определенный угол.

3.6. ИНДУКЦИОННАЯ СИСТЕМА

Приборы индукционной системы получили широкое распространение для измерения
электрической энергии. Принципиальная схема прибора приведена на рис.
3.6.1. Электрический счетчик содержит магнитопровод — 1 сложной конфигурации,
на котором размещены две катушки; напряжения — 2 и тока — 3. Между полюсами
электромагнита помещен алюминиевый диск — 4 с осью вращения — 5. Принцип
действия индукционной системы основан на взаимодействии магнитных потоков,
создаваемых катушками тока и напряжения с вихревыми токами, наводимыми
магнитным полем в алюминиевом диске.

Вращающий момент, действующий на диск, определяется выражением:

где Ф_U — часть магнитного потока, созданного обмоткой напряжения
и проходящего через диск счетчика; Ф_I — магнитный поток,
созданный обмоткой тока; — угол сдвига между Ф_U и Ф_I.
Магнитный поток Ф_U пропорционален напряжению
Магнитный поток Ф_I пропорционален току:
Для того чтобы счетчик реагировал на активную энергию, необходимо выполнить
условие:

В этом случае

т.е. вращающий момент пропорционален активной мощности нагрузки.
Противодействующий момент создается тормозным магнитом — 6 и пропорционален
скорости вращения диска:

В установившемся режиме
и диск вращается с постоянной скоростью. Приравнивая два последних уравнения
и решив полученное уравнение относительно угла поворота диска

Таким образом, угол поворота диска счетчика пропорционален активной
энергии. Следовательно, число оборотов диска n тоже пропорционально
активной энергии.

Как выбрать амперметр или вольтметр

Архивы документов (Рад) Постоянная ссылка | Все категории

Амперметры, вольтметры и частотомеры являются панельными цифровыми приборами и предназначаются для энергосетей и различных отраслей промышленности для измерения переменного тока, напряжения, 1/3-фазной активной и реактивной мощности, частоты, коэффициента мощности.

Амперметр — это прибор, предназначенный для измерения количества проходящего через проводник тока.

При выборе амперметра следует учитывать, что внутреннее сопротивление амперметра должно быть очень маленьким (0-1 Ом), т. к. амперметры включаются совместно с потребителем электроэнергии.

Ток потребителя электроэнергии должен беспрепятственно проходить через измеряющий его амперметр.

В микроамперметрах и миллиамперметрах подвод тока к рамке осуществляется через спиральные пружинки или очень тонкие растяжки, и при больших токах возникает опасность нагрева и перегорания пружинок или растяжек, поэтому верхний предел таких простейших приборов составляет 50 мА. Нижняя граница измеряемых токов составляет 10 нА.

Для увеличения предела измерений амперметры подключаются совместно с шунтом (низкоомным высокоточным резистором, который включается параллельно обмотке рамки) или через трансформатор тока. В настоящее время производятся амперметры переносные и щитовые, однопредельные и многопредельные, всех классов точности, от класса 0,1 до 4,0.

Вольтметры — приборы, измеряющие напряжение или разность потенциалов в сети. Вольтметры подключаются параллельно к объекту измерения и величина проходящего через него тока пропорциональна величине напряжения. Вместе с тем внутреннее сопротивление вольтметра должно быть большим и в связи с этим катушка вольтметра конструктивно отличается от катушки амперметра, имея большее количество витков.

Цифровые вольтметры обычно применяются вместо аналоговых вольтметров и позволяют измерять постоянные напряжения в широком диапазоне от единиц нановольт до тысячи вольт, а с внешним делителем и более высокие напряжения. Относительная погрешность измерения колеблется от 0,5% до 0,001%.

Цифровые вольтметры имеют широкое применение в виду того, что они не имеют движущихся механических частей и являются более надежными в эксплуатации, более компактными и имеют минимальные эксплуатационные затраты.

Цифровые вольтметры намного превосходят электромеханические приборы, а по габаритам они соизмеримы с электромеханическими вольтметрами, хотя в некоторых случаях они могут иметь большие габариты, например, если прибор имеет очень высокий класс точности.

При выборе цифрового вольтметра для проведения измерений, наряду с перечисленными характеристиками, необходимо также учитывать, какое значение постоянного напряжения измеряет вольтметр. Также рекомендуется выбирать вольтметры с внутренним сопротивлением, равным измеряемому сопротивлению изоляции.

Среди электромеханических вольтметров, магнитоэлектрические вольтметры обладают самой высокой чувствительностью, самым малым собственным потреблением энергии из измеряемой цепи и самой малой погрешностью от взаимодействия. Поэтому, в большинстве случаев при измерении напряжений на постоянном токе используются именно магнитоэлектрические вольтметры.

Существуют также и частотомеры, которые являются устройствами, измеряющими частоту и показывающими количество циклов в секунду. Частотомеры подключаются к измеряемой сети параллельно, как и вольтметры, его можно подключить между фазой и нейтральным приводом или между двумя фазами.

Похожие записи:

Пуэ (последняя редакция) Электроемкость проводника. электроемкость конденсатора Цветовая маркировка резисторов Дизайн освещения комнаты: рекомендации и идеи 15 предохранители, параметры, требования, характеристики Схема электрического квартирного щитка