-
Классификация приборов для измерения тока и напряжения
В соответствии с общей классификацией приборы для измерения силы тока образуют подгруппу А – амперметры. Внутри этой подгруппы выделяют амперметры постоянного тока (А2), переменного тока (А3), универсальные (А7) и преобразователи тока (А9).
Амперметры, как правило, проектируются на базе электромеханических приборов, которые по принципу своей работы позволяют измерять постоянные и переменные токи низкой частоты. На них распространяются требования ГОСТ 8711-78, который, в частности, устанавливает следующие классы точности: 0.05; 0.1; 0.2; 0.5; 1; 1.5; 2.5; 4 и 5. Дополнение электромеханических приборов преобразователями переменного тока в постоянный позволяет значительно расширить их возможности и использовать для измерения тока на радиочастотах.
Гораздо более обширна классификация приборов для измерения напряжения – вольтметров, образующих очень распространенную подгруппу В. Среди приборов этой подгруппы выделяются вольтметры постоянного тока (В2), переменного тока(В3), импульсного тока (В4), фазочувствительные (В5), селективные (В6), универсальные (В7), измерители отношения, разности и нестабильности напряжений (В8), а также преобразователи напряжений (В9).
Вольтметры постоянного и переменного тока низкой частоты также могут проектироваться на базе электромеханических приборов по ГОСТ 8711-78. Однако, как правило, вольтметры - это представители электронных измерительных приборов в аналоговом или цифровом вариантах. На электронные аналоговые вольтметры распространяются требования ГОСТ 9781-78. В частности вольтметры видов В3…В7 дополнительно классифицируются по измеряемому параметру напряжения на вольтметры амплитудного (пиковые), среднеквадратического и средневыпрямленного напряжения. Они могут иметь классы точности 0,1; 0.2; 0.5; 1; 1.5; 2.5; 4; 5; 6; 10; 15; и 25
-
Измеряемые параметры тока и напряжения
Измерение параметров тока и напряжения довольно сложная метрологическая задача, связанная с обеспечением требуемого частотного диапазона и учета с обеспечением формы кривой измеряемого сигнала. Переменное напряжение характеризуется несколькими характеристиками, и его уровень может быть определен по амплитудному, действующему среднеквадратическому, эффективному или средневыпрямленному (постоянному) значению.
Мгновенное значение напряжения U(t) наблюдают на осциллографе или экране любого другого устройства и определяют для каждого момента времени.
Амплитуда (высота, пиковое значение) Um – наиболее мгновенное значение напряжения за время наблюдения, или за период. Измеренные напряжения могут иметь различный вид, например, форму импульсов, гармонических и негармонических колебаний – суммы синусоиды с постоянной составляющей.
Действующее (среднеквадратичное) напряжение определяется как корень квадратный из среднего квадрата мгновенного значения напряжения за время измерения (или за период)
При несинусоидальном периодическом сигнале квадрат действующего значения равен сумме квадратов постоянной составляющей и действующих значений гармоник.
Среднее значение напряжения равно среднему арифметическому всех мгновенных значений за период.
Средневыпрямленное значение (постоянная составляющая) напряжения определяется как среднее арифметическое абсолютных значений за период
Для напряжения одной полярности среднее и средневыпрямленное значения равны. В случае разнополярных напряжений эти два значения могут существенно отличаться друг от друга. Для гармонических напряжений Uср = 0,637Um.
Наибольшая потребность существует в измерении действующего значения, поскольку этот параметр связан с мощностью, нагревом, потерями. Часто же проще измерить амплитудное или средневыпрямленное значение и провести пересчет с применением коэффициентов амплитуды Ka и формы Kф: Ka = Um/U, Kф = U/Uср.в; Ka = 1,41; Kф = 1,11