- •Аннотация
- •Введение
- •1. Цепи постоянного тока
- •1.1. Измерение тока
- •1.2. Измерение постоянного напряжения
- •1.3. Измерение мощности в цепях постоянного тока
- •1.4. Измерение активного сопротивления
- •2. Цепи переменного и импульсного тока
- •2.1. Типы сигналов и их параметры
- •2.2. Измерение действующего значения тока
- •2.3. Измерение действующего значения напряжения
- •2.4. Измерение активной мощности в однофазной цепи
- •2.5. Измерение частоты колебаний и периода следования импульсов
- •2.6. Измерение разности фаз сигналов
- •2.7. Измерение комплексного сопротивления участка цепи
- •3. Основные приемы работы с измерительными приборами
- •3.1. Подключение приборов
- •3.2. Снятие показаний с приборов стрелочного типа
- •3.3. Особенности проведения осциллографических измерений
- •3.4. Краткие сведения о погрешностях измерений
- •3.5. Практические советы по применению измерительных приборов
- •Контрольные вопросы
- •Приложение
- •Литература
12
α = |
1 |
I |
I |
|
dM1,2 |
|
|
2 dα . |
|||||
|
CS |
1 |
|
Отметим, что множитель dM1,2 / dα определяется формой катушек и их взаимным положением. Для того, чтобы шкала прибора была линейной, стремятся обеспечить выполнение условия dM1,2 / dα = const . Необходимо учитывать важную особенность приме-
нения приборов такого типа: они могут работать как в цепях постоянного, так и в цепях переменного тока.
Включив электродинамический измеритель в цепь постоянного тока так, как это показано на рис. 1.10, можно обеспечить измерение мощности P , выделяющейся на сопротивлении нагрузки R при протекании через него тока I . Точками на схеме отмечены начальные выводы обмоток катушек – подвижной, имеющей сопротивление RD , и непод-
вижной, имеющей сопротивление rd |
0 . Такое соединение катушек обеспечивает откло- |
||||||
нение стрелки измерителя в правильном направлении. Поскольку I1 = E /(RD + Ra ) , то |
|||||||
α = |
|
|
1 |
|
EI |
dM1,2 |
= kP |
C |
|
(R |
+ R ) |
dα |
|||
|
S |
|
, |
||||
|
|
D |
a |
|
|
||
где k – коэффициент пропорциональности, а Ra |
– добавочное сопротивление. |
1.4.Измерение активного сопротивления
Величина расчетная. Ее непосредственные измерения невозможны, поскольку сопротивление является коэффициентом взаимной пропорциональности величин протекающего через него тока и напряжения на нем. Единица измерения в системе СИ – Ом [Ом].
Для определения величины активного сопротивления используют два основных метода: метод измерения величины тока и метод компарирования.
Омметры с последовательным и параллельным включением измеряемого сопротивления
Эти приборы (рис. 1.11) реализуют метод измерения величины тока, протекающего через активное сопротивление RX , величина которого должна быть определена. В каждом из таких приборов есть источник ЭДС E и магнитоэлектрический механизм PA , с помощью которого измеряется величина тока, протекающего через RX .
ОГЛАВЛЕНИЕ Бурый Е.В., Енин В.Н. Методы и средства измерения электрических величин в электротехнике
13
R1
|
|
|
|
R2 |
|
|
|
|
|
R1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
PA |
|
RX |
S |
|
|
PA |
|
|
|
RX |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
ID |
E |
|
I |
|
I |
|
E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
RD |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
RD |
ID |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
100 50 |
|
10 |
a) |
0 |
10 |
100 |
|
500 б) |
|||||||
∞ |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
Ω |
Ω |
|
Рис. 1.11. Схемы электрические принципиальные и вид шкал омметров:
споследовательным включением измеряемого сопротивления (а);
спараллельным включением измеряемого сопротивления (б)
Вполучившем наибольшее распространение омметре с последовательным включением (рис. 1.11, а) резистор R1 , часто обозначаемый на панели прибора надписью «установка
нуля», служит для компенсации вариаций величины E . Измеряемый стрелочным прибо-
ром PA ток ID |
имеет величину ID = I / n , где I – ток, протекающий через резистор RX : |
|||||
|
I = |
|
E |
|
|
|
|
RX |
+ R2 + |
R1RD |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
R1 + RD |
, |
||||
|
|
|
|
|||
а коэффициент |
деления n для схемы |
резистивного |
|
шунта находится из выражения |
n = (RD + R1 ) / R1 . Поэтому ID = E /((RX + R2 )n + RD ), и, так как RD мало, выбрав R1 >> RD , можно считать, что ID = E /(RX + R2 )n , причем n ≈1. Отсюда видно, что шкала омметра будет выражено нелинейной. При RX = 0 стрелка PA отклоняется максимально. Закоро-
тив перед началом измерений входные клеммы омметра и, меняя величину резистора R1 , устанавливают стрелку PA на ноль шкалы. При этом значение n таково, что ID = E k / R2n = ID max , где k характеризует изменение ЭДС относительно расчетного значения E0 , для которого определялось значение ID max = E0 / R2 .
Омметр с параллельным включением (рис. 1.11, б) используют для измерения малых сопротивлений RX . В этой схеме
ОГЛАВЛЕНИЕ Бурый Е.В., Енин В.Н. Методы и средства измерения электрических величин в электротехнике
14
I = |
|
E |
|
, |
R + |
RX RD |
|
||
|
|
|
||
|
|
|
||
1 |
RX + RD |
|
|
|
|
|
|
|
|
I D = I / n = |
|
|
|
|
ERX |
|
|
, |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
R1 (RD + RX ) + RD RX |
|||||||||
|
I D max |
|
|
= |
|
|
E0 |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
R1 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
RX →∞ |
|
|
+ RD |
||||
и, следовательно, |
ID = 0 при RX = 0 . |
|
Поэтому при тарировке такого омметра, которую |
||||||||
проводят при короткозамкнутых клеммах, стрелку |
PA необходимо установить в начало |
||||||||||
шкалы. Кнопка S |
используется для подключения источника питания E только на время |
измерения сопротивления RX для предотвращения разряда источника питания.
ОГЛАВЛЕНИЕ Бурый Е.В., Енин В.Н. Методы и средства измерения электрических величин в электротехнике