Рівняння шкали

Якщо через обмотку рамки магнітоелектричного механізму випрямного приладу буде протікати струм, то він буде завжди в одному напрямку і буде дорівнювати миттєвому значенню вимірюваного змінного струму (навіть якщо цей буде мати постійну складову). Протікаючи через обмотку рамки, цей струм створює обертовий момент, миттєве значення якого буде:

m = Ψ₀ ·i

де і — миттєве значення вимірюваного змінного струму. Ψ₀ — зміна потокощеплення контура з магнітним полем при повороті Рамки на 1 рад (Вб/рад).

Під дією змінного у часі, але завжди позитивного моменту m рухома частина приладу відхиляється від нульового положення, що викликає появу протидіючого моменту від пружинок:

М_пр = Wα

де α — кут повороту рухомої частини; W — питомий проти­діючий момент.

Рухома частина опиняється під дією двох моментів: один, швидко змінюється у часі; інший залежить від кута а. У цих умовах рухома частина буде коливатися, але через велику інерцію амплітуда коливань буде дуже мала і непомітна на око. Ці коливання рухома частина здійснює навколо положення при якому m_об.ср. = М_пр . Тобто

Звідси отримуємо рівняння шкали випрямного приладу

де І_ср — середнє по модулю значення вимірюваного змінного струму.

Форма кривої змінного струму, яка не має постійної складової, характеризується коефіцієнтом форми кривої к_ф, який дорівнює відношенню діючого значення І до середнього значення І_с , тобто

З врахування цього, рівняння запишеться

де І—діюче значення струму.

З цього бачимо, що шкалу випрямного приладу можна градуювати у діючих значеннях струму, але треба враховувати коефіцієнт форми кривої, (для синусоїдального струму к_ф = 1,11).

Схеми випрямлення. Однопівперіодні схеми випрямлення дають неправильні покази при наявності у вимірювальному струмі чи напрузі постійної складової (наприклад в анодних колах підсилювачів змінного струму). Цей недолік зникає у приладах з двохпівперіодним випрямлен­ням. Мостова схема (рис. 4.19, б) вимагає застосування 4-х вип­рямних елементів. З метою еко­номії діодів можна застосову­вати інші схеми двохпівперіодні для випрямлення струму з мен­шою кількістю діодів, (рис. 4.20).

На (рис. 4.20) кількість діодів скорочується за рахунок введення у схему проміжкового трансформатора. Прилад з такою схемою вимірює тільки змінну складову; якщо у вимірюваль­ному струмі або напрузі є по­стійна складова, з чим часто доводиться зустрічатися урадіотехнічних схемах, то приклад за схемою (рис. 4.20, а) не буде її враховувати. За дру­гою схемою (рис. 4.20, б) економія діодів досягається за рахунок зниження чутливості схеми і збільшення споживання енергії через наявність баластних опорів у двох плечах моста.

Третя схема (рис. 4.20, в) зручна для амперметрів, оскільки опори К виконують роль шунтів, підбором яких можна отримати довільну верхню межу вимірювань.

Вплив температури на випрямні елементи значний. Прямий опір зменшується на 1—1,5% на кожний градус підвищення температури, зворотній опір зменшується на 3—5% на ГС. Компенсують температурну похибку за допомогою R_д — додатко­вих опорів. Частотна похибка випрямних приладів відносно невелика. Власне споживання енергії теж невелике. Вплив магнітних полів завдяки великій напруженості власного поля постійного магніту (магнітоелектричного механізму) відносно малий.

Область застосування: вимірювання змінних струмів і напруг при підвищеній промисловій частоті (до 50 кГц), але при синусоїдальній формі кривої. Випрямними приладами добре користуватися у колах змінного струму 50 Гц, тоді коли треба вимірювати малі струми і напруги (висока чутливість). Більшість приладів мають багато меж вимірювання (багато шкальні). Прилади випрямної системи використовують в основному як амперметри і вольтметри, але застосовуючи спеціальні схеми, випрямними приладами можна вимірювати потужність, частоту та інші величини. Випрямні прилади є фазочутливими.