Приборы для измерения напряжения и силы тока

Щитовые вольтметры и амперметры. Вольтметры и амперметры, устанавливаемые на станциях катодной и дренажной защиты типа М4200, – щитовые брызгозащищенные, вибро- и тряскопрочные показывающие приборы магнитоэлектрической системы, предназначенные для измерений напряжений и тока в цепях постоянного тока. Они рассчитаны на эксплуатацию при температуре окружающего воздуха от – 50 до +60 °С и относительной влажности 95±3 %. Пределы измерения амперметров – 1, 2, 3, 5, 10, 20, 30, 50, 100, 150, 200,300, 500, 1000, 1500 А. Для измерения токов от 20 А и выше применяют приборы с наружным шунтом на 75 мВ типа 75ШС с калиброванными проводниками. Пределы измерений вольтметров – 3, 7,5, 15, 30, 50, 150, 250, 300, 500, 600, 1000, 1500, 3000 В. Для измерений напряжений от 1000 В выпускают вольтметры с отдельным калиброванным добавочным сопротивлением типа Р103. Рабочее положение приборов может быть вертикальным или горизонтальным. Время успокоения подвижной части прибора не более 3 с. Габаритные размеры 80х80х49 мм, масса 0,2 кг.

Комбинированный прибор типа Ц4324. Прибор предназначен для измерения силы тока и напряжения в цепях постоянного и переменного токов и сопротивления постоянному току. Прибор можно использовать при температуре окружающего воздуха от –10 до +40 °С и относительной влажности до 80% (при 30 °С). Прибор класса точности 2,5 – на постоянном токе, класса точности 4 – на переменном токе. Пределы измерения на постоянном токе: напряжение – 0 – 0,6, 0 – 1,2, 0 – 3, 0 – 12, 0 – 30, 0 – 60, 0 – 120, 0-600, 0-1200 В; сила тока – 0-0,06, 0-0,6, 0-6,0-60, 0-600, 0-3000 мА; на переменном токе: напряжение – 0-3, 0-6, 0-15, 0-60, 0-150, 0-300, 0-600, 0-900 В; сила тока – 0-0,3, 0-3, 0-30, 0-300, 0-3000 мА; сопротивление – 0 – 200 Ом, 0 – 5, 0 – 50, 0 – 500, 0 – 5000 кОм. В практике электрохимической защиты прибор применяют при проведении электроизмерительных, наладочных и ремонтных работ.

Комбинированный прибор типа Ц4341. Прибор типа Ц4341 аналогичен прибору типа Ц4324, но кроме перечисленных выше параметров позволяет определять параметры транзисторов, необходимые при эксплуатации поляризованных протекторных установок: I_к.о – обратный ток коллекторного перехода; I_э.о – обратный ток эмиттерного перехода; I_к.н – начальный ток коллектора; В – коэффициент усиления.

Приборы для измерения потенциалов

Ампервольтметр М231. Прибор представляет собой высокоомный многопредельный переносный прибор постоянного тока с нулем посередине шкалы и предназначен для измерения силы тока и напряжения (потенциалов) в цепях постоянного тока. Прибор может применяться при температуре окружающего воздуха от –30 до +50 °С и относительной влажности до 80%. Данный прибор нашел широкое применение при проведении коррозионных измерений в полевых условиях. Для предохранения от механических повреждений и загрязнений прибор помещен в штампованный металлический корпус с крышкой; его габаритные размеры – 178х180х94 мм, масса – 1,5 кг. Принципиальная схема прибора приведены на рис. 4.3.1.

В качестве измерительного механизма в приборе используют магнитоэлектрический микроамперметр с током полного отклонения, равным –40…0…+40 мкА. Измерительный механизм ИМ помещен в отдельную изолированную камеру. Для коммутации пределов измерения силы тока и напряжения используется рычажный переключатель 2, с помощью которого могут быть установлены следующие пределы: по напряжению – 0,075…0…0,075; 0,5…0…0,5; 1…0…1; 5…0…5; 10…0…10; 50…0…50; 100…0…100 В, по силе тока – 0,005…0…0,005; 0,05…0…0,05; 0,1…0…0,1; 1…0…1; 5…0…5; 10…0…10 А. Подключение измерительных проводов осуществляется к клеммам 1.

Входное сопротивление схемы вольтметра составляет 20 кОм на 1 В шкалы, падение напряжения при измерении силы тока – 0,2 В. Основная погрешность прибора на всех отметках шкалы на превышает ±1,5% суммы конечных значений шкалы.

При использовании прибора, его хранении и транспортировке необходимо избегать резких толчков и ударов. Перед измерением необходимо проверить, стоит ли стрелка на нулевой отметке шкалы и, если она смещена, корректором 3 установить на нуль. Перед измерением переключатель устанавливают на нужный предел измерения. Если сила измеряемого тока или напряжение неизвестны, включают максимальный предел соответственно по току или напряжению. Предел 75 мВ можно использовать для расширения диапазона измерения по току с помощью наружных переносных комбинированных шунтов ШС 0,5 – 75 мВ.

Самопишущий прибор Н-399. Представляет собой многопредельный переносный милливольтметр со встроенным полупроводниковым усилителем, предназначенный для измерения и регистрации постоянных токов и потенциалов. Питание прибора осуществляется как от сети переменного тока 127/220 В, так и от источника постоянного тока 12±1,2 В (в этом случае питание двигателя, служащего для привода диаграммы, осуществляется от отдельного преобразователя П-39). Прибор применяется при температуре окружающего воздуха от 0 до +50 °С с относительной влажностью до 95% и может использоваться как в лабораторных, так и в полевых условиях. В практике электрохимической защиты газопроводов от коррозии этот прибор используют для измерения электрических параметров устройств защиты, измерения разности потенциалов «труба–земля» на газопроводах и определении наличия блуждающих токов. Внешний вид прибора показан на рис. 4.3.2.

Прибор Н-399 имеет следующие пределы измерения по напряжению: от 1 до 250 мВ и от 1 до 100 В. С помощью наружных шунтов типа 75ШС или 75РИ прибор измеряет токи силой от 0 до 500 А. Приборы изготовляют с нулем слева. Класс точности прибора 1,5. Входное сопротивление прибора на пределах 1…250 мВ – не менее 1 мОм, на пределах 1…100 В – 200 кОм/В.

В приборе применен автокомпенсационный принцип измерения, который заключается в том, что измеряемая э.д.с. Е_x поступая на вход автокомпенсатора (рис. 4.3.3), разветвляется на две части: одна из них (U₁) идет на вход усилителя и, усиливаясь, образует на выходе ток I, отклоняющий рамку и пишущее устройство прибора, а другая (U₂) – компенсируется (уравновешивается) падением напряжения на сопротивлении R_к. В момент уравновешивания справедливо равенство

E_х = I·R_к + U₁

Очевидно, чем больше коэффициент усиления усилителя, тем меньшее напряжение нужно подавать на вход усилителя для получения на выходе из него тока той же силы. При достаточно большом коэффициенте усиления усилителя второй составляющей можно пренебречь, тогда равенство примет вид:

E_х = I·R_к

т.е. соблюдается прямая пропорциональность между измеряемой э.д.с. и током, проходящим через рамку измерительного механизма И.

Запись показаний производится чернилами на диаграммной ленте типа ЛПГ-100 в прямоугольной системе координат. Пишущее устройство выполнено в виде металлической капиллярной трубки, опущенной одним концом в центральную чернильницу. Запаса чернил достаточно для непрерывной записи показаний в течение 3 суток при любой скорости движения диаграммы. Прибор имеет семь скоростей движения диаграммы: 20; 60; 180; 600; 1200; 1800; 5400 мм/ч, которые устанавливаются перестановкой сменных шестерен на лентопротяжном механизме.

Процесс обработки ленточных диаграмм, полученных прибором Н-399, упрощается при использовании планиметра. При планиметрировании площадей положительных и отрицательных импульсов за нулевую линию принимают линию стационарного потенциала, нанесенную на диаграммную ленту, которая по отношению к нулю шкалы смещена на 0,55 В в отрицательную сторону. При планиметрировании диаграмма неподвижна. Обводку диаграммы осуществляют, перемещая планиметр,

Подсчет среднего значения измеряемого параметра проводят в такой последовательности. Сначала определяют площадь диаграммы, ограниченную контурами записанной кривой, затем вычисляют среднее расстояние между начальной линией и кривой по формуле

L = S / 20T

где S – планиметрируемая площадь; Т – отрезок времени, принятый по диаграмме (1 ч соответствует 20 мм или более вертикальной линии) . Полученную величину с помощью мерной линейки откладывают по горизонтали от начальной линии, искомую величину определяют по вертикали диаграммной сетки.