40.11 Схемы включения
Схемы включения приборов для измерения тока в электрической цепи приведены на рисунке.
Как известно, для того чтобы измерить ток «I» в нагрузке, необходимо включить амперметр в разрыв цепи, т.е. последовательно с нагрузкой. При таком включении весь ток, протекающий через нагрузку, неизбежно пройдет через амперметр.
Рисунок 40.4 Схема включения амперметра и вольтметра
Амперметром можно измерить не только ток, но и сопротивление. Схемы включения приборов для измерения сопротивления показаны на рисунке. Измерение основаны на законе Ома. Если известны ток, протекающий через сопротивление, и падение напряжения на нем, то сопротивление можно вычислить по формуле:
rx = U/I; (40.4)
Следует заметить, что каждая из приведенных схем измерения содержит систематическую погрешность измерения. В данном случае погрешность измерения обусловлена тем, что амперметр измеряет не только ток, протекающий через сопротивление, но и ток, потребляемый вольтметром. Следовательно, чем меньше этот ток или чем больше сопротивление вольтметра по отношению к сопротивлению rx, тем меньше погрешность измерения. Если известен ток потребления вольтметра при данном отклонении, то систематической погрешности можно избежать. Для этого требуется из показания амперметра вычесть ток потребления вольтметра и полученную разность токов подставить в формулу rx = U/I.
Чем меньше будет сопротивление амперметра, тем меньше будет падение напряжения на нем и тем самым меньше будет погрешность измерения сопротивления. Если сопротивление амперметр известно, то погрешности можно избежать. Для этого требуется подсчитать падение напряжения на амперметре и вычесть это напряжение из показаний вольтметра. Разность напряжений подставить в формулу. Какая из схем измерения в том или ином случае предпочтительнее, зависит от имеющихся приборов и от величины измеряемого сопротивления. Схемы, изображенные на рисунке, пригодны и для измерения потребляемой нагрузкой мощности.
Рисунок 40.5 Схемы включения приборов при измерении сопротивления или мощности
Мощность можно подсчитать по формуле:
P = UI; (40.5)
Так же как и при измерении сопротивления, при измерении мощности обе схемы дают систематическую погрешность. Причина погрешности заключается в том, что в случае схемы «а», мы измеряем, по существу, мощность, потребляемую нагрузкой, плюс мощность, потребляемую вольтметром, а в случае схемы «б» мы измеряем мощность, потребляемую нагрузкой, плюс мощность, потребляемую амперметром.
40.12 Промышленные типы приборов
В настоящее время в обращении находится около 40 типов различных переносных амперметров постоянного тока. Среди них есть типы, имеющие много общих характеристик и различающие лишь некоторыми паспортными данными. Как правило, такие приборы имеют одинаковую конструкцию измерительного механизма и выпускаются в одинаковых корпусах. Для удобства пользования справочными данными подобные типы приборов объединены в группы. Расположены приборы и группы в порядке их класса точности.
Принципиальные схемы приведены только для приборов новых типов. Принципиальные схемы остальных приборов можно найти в литературе.