8 Дәріс. Токтар күшін және кернеулерді өлшеу құралдары

Дәрістің мазмұны: тұрақты және айнымалы токтар мен кернеулерді өлшеу құралдары; айнымалы токтар мен кернеулердің әрекеттік, амплитудалық, орташатүзетілген, орташа және лездік мәндерін өлшеу.

Дәрістің мақсаты: тұрақты және айнымалы токтар мен кернеулерді өлшеу құрадардың классификациясын оқу, әртүрлі диапазондардағы ток күштерін және кернеулерді өлшеу қателіктердің көздері.

8.1 Тұрақты токтар және кернеулер өлшеу құралдары

Тұрақты токтар және кернеулерді өлшеудің ең жоғарғы дәлдігі тұрақты электрлік ток күші бірлігінің мемлекеттік біріншіреттік эталонымен (ГОСТ 8.022—75) және электрқозғауыш күші бірлігінің (ГОСТ 8.027—81) анықталады. Мемлекеттік біріншіреттік эталондар бірліктерді жаңғыртуын келесі өлшеу нәтижесінің орташа квадраттық ауытқуымен қамтамасыз етеді – тұрақты ток күші үшін 410 аспайтын және электқоғауыш күші (ЭҚК) үшін 510 аспайтын, мұнда жойылмаған жүйелік қателігі ток үшін 810 және ЭҚК үшін 110 мәндерінен аспау керек. Тұрақты токтар және кернеулерді жұмыстық өлшеу құралдарынан ең кіші өлшеу қателігін беретін тұрақты ток компенсаторлар. Мысалы, Р332 типті компенсатордың (потенциометрдың) дәлдік класы 0,0005 және тұрақты ЭҚК мен кернеуледі 10 нВ ден 2,1211111 В дейін өлшеуге мүмкіндік береді. Компенсаторлар көмегімен тұрақты токтарды жанама өлшеуі электр кедергі катушкасын қолдануымен жасалынады. Р332 типті компенсаторды және дәлдік класы 0,002 Р324 типті электр кедергі катушкасын қолданған кезде қателігі ±0,0025 % аспайтын дәлдікпен токтарды өлшеуге болады. Компенсаторлар тұрақты токтар, ЭҚК және кернеулерді дәл өлшеу үшін және дәлдігі кем өлшеу құрадарын сынаудан өткізу колданыланады. Тұрақты токтар және кернеулерді өлшеу құралдардың ең көп таралған болып табылатын амперметрлер (микро-, милли-, килоамперметрлер) және вольтметрлер (микро-, милли-, киловольтметрлер), сонымен қатар әмбебап және құрама аспаптар (мысалы, микровольтнаноамперметрлер, нановольтамперметрлер және т. б.). Жиі қолданылатын тұрақты токтар және кернеулерді өлшеу құралдар Е қосымшасында келтірілген (кестелер Е.1 және Е.2).

Тұрақты токтар мен кернеулердің кіші және орташа мәндерін өлшеу үшін ең көп таралған цифрлық және магнитоэлектрлік аспаптар. Үлкен тұракты токтарды өлшеу, әдеттегідей, сыртқы шунттарды қолданып магнитоэлектрлік килоамперметрлермен жасалынады, ал өте үлкен токтарды – тұрақты ток трансформаторларды қолданып. Үлкен тұрақты кернеулерді өлшеу үшін магнитоэлектрлік және электростатикалық киловольтметрлер қолданылады. Тұрақты ток тізбектерінде токтар мен кернеулерді техникалық өлшеу үшін электродинамикалық амперметрлер және вольтметрлер сирек колданатыны есте болу керек. Олармен үлгілі аспаптар ретінде дәлдік класы төмен өлшеу құралдар сынаудан өткен кезде жиі пайдаланады (олармен қатар дәлдік класы жоғары цифрлық және магнитоэлектрлік аспаптар). Е.1 және Е.2 кестелерде термоэлектрлік аспаптар көрсетілмеген, өйткені оларды тұрақты тізбектерінде пайдаланған жөнсіз – олардың өлшеу тізбегінен тұтынатын құаты салыстырмалы үлкен болғандықтан.