7.8 Вимірювання параметрів електричних кіл
Вимірювання активних опорів
Узагальнена класифікація приладів для вимірювання активних опорів наведена на рисунку 2.
Рисунок 2 – Класифікація приладів та методів вимірювання активних
опорів
В таблиці 2 наведені схеми вимірювання активних опорів у колах.
Таблиця 2 - Схеми вимірювання активних опорів у колах
|
найменування схеми |
Схеми включення |
|
Метод «одного вольтметра» вимірювання активного опору постійному струму
|
В За результатами вимірювань обчислюється величина RX за формулою:
|
|
Метод «амперметра–вольтметра» вимірювання середніх та великих величин опорів постійному струму
|
|
|
Метод «амперметра–вольтметра» вимірювання малих величин опорів постійному струму
|
|
имірювання
здійснюються у два етапи: при положенні
перемикачаSA
в стані «1» вимірюється напруга U1
та при положенні перемикача SA
в стані «2» вимірюється напруга U2.
Продовження таблиці 2
|
найменування схеми |
Схеми включення |
|
Вимірювання активного опору постійному струму за допомогою одинарного вимірювального мосту постійного струму
|
Не відома величина опору RX визначається з умови рівноваги вимірювального моста:
|
|
Вимірювання активного опору за допомогою вимірювального мосту змінного струму |
Не відома величина опору визначається з умов рівноваги вимірювального моста:
|
;
;
Продовження таблиці 2
|
найменування схеми |
Схеми включення |
|
Вимірювання опору за допомогою магнітоелектричного вимірювального механізму – магнітоелектричного омметра |
Аналітичні залежності, які описують взаємозв’язок між вхідною величиною RX та вихідною величиною IX після перетворення:
де RPA – внутрішній опір магнітоелектричного вимірювального механізму, Ом;
Аналітичні залежності, які описують взаємозв’язок між вхідною величиною RX та вихідною величиною UX після перетворення:
|
а)
вимірювання опору з попереднім
перетворенням в струм
,
б)
вимірювання опору з попереднім
перетворенням в напругу
,Продовження таблиці 2
|
найменування схеми |
Схеми включення |
|
|
де RPV – внутрішній опір магнітоелектричного вимірювального механізму, Ом.
Аналіз наведених аналітичних виразів показує, що залежності між вхідною та вихідними величинами мають нелінійний характер, тому то шкала таких омметрів нерівномірна. |
|
Вимірювання активного опору постійному струму за допомогою подвійного вимірювального мосту постійного струму |
Конструкція подвійного моста має такі особливості:
- опори
знаходяться у такій залежності:
- опори R1 та R3 значно більші за опори перемичок r2 та r3; - перемичка r4 виготовлюється з товстого та короткого проводу для зменшення опору до мінімально можливого.
Врівноваження
моста здійснюється зміною опору RN
до
досягнення рівності вихідних напруг
UN
та
U0.
При цьому відношення опорів дорівнює:
|
;
.Отже,
вимірювальний опірRX
дорівнює:
Вимірювання індуктивності та взаємної індуктивності
Узагальнена класифікація приладів та методів для вимірювання індуктивності та взаємної індуктивності наведена на рисунку 3.
Рисунок 3 – Класифікація приладів та методів вимірювання індуктивності та взаємної індуктивності
В таблиці 3 наведені схеми вимірювання індуктивності та взаємної індуктивності.
Таблиця 3 - Схеми вимірювання індуктивності та взаємної індуктивності
|
найменування схеми |
Схеми включення |
|
Метод заміщення для визначення величини індуктивності котушки
|
|
Продовження таблиці 3
|
найменування схеми |
Схеми включення |
|
Метод заміщення для визначення величини індуктивності котушки
|
продовження: В основу методу положено явище резонансу в коливальному контурі. Вимірювання здійснюється у два етапи: змінюючи величину зразкової ємності СЗР контур налагоджується на резонанс, при цьому визначається СЗР1. Перемикачем SB в контур вмикається котушка індуктивності LХ.. Налагоджування контуру на резонанс дає можливість визначити СЗР2. Індуктивність котушки, яка вимірюється, визначається за виразом:
|
|
Вимірювання індуктивності котушки за допомогою вимірювального мосту змінного струму |
Невідома величина індуктивності котушки LX визначається з умови рівноваги вимірювального мосту:
|
;
;
Продовження таблиці 3
|
найменування схеми |
Схеми включення |
|
Метод «амперметра – вольтметра – ватметра» вимірювання індуктивності |
Алгоритм визначення індуктивності за показаннями приладів:
1.
3.
|
|
Метод «амперметра – вольтметра» вимірювання взаємної індуктивності двох котушок |
|
;
2.
;
;
4.
Продовження таблиці 3
|
найменування схеми |
Схеми включення |
|
Метод «амперметра – вольтметра – ватметра» вимірювання взаємної індуктивності двох котушок
|
Алгоритм визначення взаємної індуктивності двох котушок: 1. здійснюються вимірювання величин напруги Uод, струму Iод та активної потужності Pод при одностайному з’єднанні двох котушок; 2. здійснюються вимірювання величин напруги UЗ, струму IЗ та активної потужності PЗ при зустрічному з’єднанні двох котушок; 3. взаємна індуктивність двох котушок визначається за формулою:
|
Вимірювання ємності
Узагальнена класифікація приладів та методів для вимірювання ємності наведена на рисунку 4.
Рисунок 4 – Класифікація приладів та методів вимірювання ємності
В таблиці 4 наведені схеми вимірювання ємності.
Таблиця 4 - Схеми вимірювання ємності
|
найменування схеми |
Схеми включення |
|
Метод заміщення для визначення величини ємності |
|
Продовження таблиці 4
|
найменування схеми |
Схеми включення |
|
Метод заміщення для визначення величини ємності |
продовження: В основу методу положено явище резонансу в коливальному контурі. Вимірювання здійснюється у два етапи: змінюючи величину зразкової ємності СЗР контур налагоджується на резонанс, при цьому визначається СЗР1. Перемикачем SB в контур вмикається конденсатор з невідомою ємністю СХ.. Налагоджування контуру на резонанс дає можливість визначити СЗР2. Ємність конденсатора, яка вимірюється, визначається за виразом:
|
|
Вимірювання ємності конденсатора за допомогою вимірювального мосту змінного струму |
Невідома величина ємності конденсатора СX визначається з умови рівноваги вимірювального мосту:
|
;
Продовження таблиці 4
|
найменування схеми |
Схеми включення |
|
Метод «амперметра – вольтметра – ватметра» вимірювання ємності
|
Алгоритм визначення ємності за показаннями приладів:
1.
3.
|
|
Метод «амперметра – вольтметра» вимірювання ємності
|
|
;
2.
;
;
4.
Продовження таблиці 4
|
найменування схеми |
Схеми включення |
|
Електродинамічний фарадомір |
U
По двум рухомим котушкам приладу протікають струми I1 та I2. Параметри паралельних кіл приладу обрані так, щоб величини струмів визначались опорами зразкового конденсатора та конденсатора з невідомою ємністю. При цьому:
Кут відхилення рухомої частини приладу буде дорівнювати:
|
,
.