3.1 Измерение на низких частотах
В низкочастотном стенде № 1 используются амперметры, вольтметры, ваттметры и фазометры.
Амперметры измеряют величину тока и включаются последовательно с нагрузкой. Вольтметры измеряют напряжение и включаются параллельно нагрузке.
Ваттметры
измеряют активную мощность цепи
и, следовательно, должны иметь две
обмотки: одна включается последовательно
с нагрузкой, другая параллельно. Кроме
того, специальным конструктивным
исполнением обеспечивается учет
,
рис. 4.
Рис.4
Начала обмоток обозначены значком * и при измерении должны быть соединены между собой. На корпусе прибора расположены клеммы выводов параллельной и последовательной обмоток, а также переключатели пределов измерения, рис.5.
Рис.5
Таким образом, для каждого предела измерения имеем :
,
где
- максимальные значения напряжения и
тока для каждого предела. Цена деления
ваттметра для каждого прибора определяется
выражением:
,
где n - число делений шкалы.
Например,
если последовательная обмотка включена
на предел
,
а параллельная
на предел
,
то, при числе делений
,
цена деления равна
.
Фазометр измеряет разность фаз между напряжением и током
.
Следовательно, фазометр подобно ваттметру должен иметь две обмотки - последовательную и параллельную. Поэтому схема включения фазометра аналогична схеме включения ваттметра. Но в отличие от ваттметра при отсутствии тока и напряжения стрелка фазометра может находиться в произвольном месте шкалы.
3.2 Измерение на высоких частотах
В
высокочастотном стенде № 2 используются
электронные вольтметры, осциллографы
и генераторы высокочастотных колебаний.
Электронные вольтметры имеют
специальные усилительные устройства,
которые обеспечивают большое входное
сопротивление и малое собственное
потребление мощности. Все электронные
вольтметры выполняются многопредельными.
Электронные вольтметры
имеют два входных зажима, к которым
подводится измеряемое напряжение.
Один зажим соединен с корпусом вольтметра,
его называют корпусным
("земля") и обозначают
.
Другой зажим называют потенциальным.
При подключении
в цепь электронных вольтметров следует
соблюдать важное правило:
корпусной зажим вольтметра должен быть
соединен с корпусным зажимом генератора
или общей точкой цепи.
Корпусной и потенциальный зажимы легко определить экспериментально. Для этого переключатель пределов вольтметра нужно установить на 1В и поочередно дотронуться пальцем до каждого входного зажима вольтметра. При прикосновении к корпусному зажиму стрелка прибора останется на месте, а при прикосновении к потенциальному - она заметно отклонится вправо.
Измерение
тока в высокочастотных цепях имеет свои
особенности. Измерение тока
выполняют электронным вольтметром,
следующим образом. В цепь, в которой
необходимо
измерить ток, последовательно с нагрузкой
включается резистор
,
рис.6.
Рис.6
Падение напряжения на этом резисторе измеряют с помощью электронного вольтметра. Тогда ток, протекающий через резистор, будет равен
,
где U - напряжение, измеренное вольтметром.
Так как сопротивление электронного вольтметра очень велико, током через вольтметр можно пренебречь, и, следовательно, ток резистора равен току ветви. Включить резистор следует в разрыв проводника, идущего на корпус генератора. В этом случае корпусная точка измерительного прибора соединяется с корпусом генератора, что обеспечивает большую стабильность работы прибора. Следует правильно выбирать измерительные резисторы . Чем меньше его сопротивление, тем меньшую погрешность он вносит в измерение тока в цепи. Но с другой стороны, чем меньше сопротивление , тем меньше падение напряжения на нем, тем труднее точно его измерить. Таким образом, надо выбирать компромиссное значение сопротивления . На практике принято считать, что если
где
- модуль сопротивления ветви,
то ток при включении резистора остается практически таким же, каким был до его включения. Отметим, что если в измеряемой цепи уже имеется резистор, то его можно использовать, как .