1. Общие сведения.

Основной единицей измерения силы тока яв­ляется ампер (А). Ампер — большая единица измерения силы тока, поэтому при электронных измерениях чаще используются дольные единицы:

• миллиампер (1 мА = A);

• микроампер (1 мкА = А).

В каталоговой классификации отечественные электронные ам­перметры обозначаются следующим образом: А1 — образцовые, А2 — постоянного тока, A3 — переменного синусоидального тока, А4 — переменного импульсного тока, А5 — фазочувствительные, А6 — селективные, А7 - универсальные.

На лицевых панелях электромеханических амперметров отече­ственного и импортного производства применяются следующие обо­значения: А — амперметр; mА — миллиамперметр; А — микроампер­метр.

В электронике требуется измерять силу тока от единиц микроам­пер до единиц ампер в диапазоне частот от нуля до десятков мегагерц. Для измерения силы тока в таких широких диапазонах применяются амперметры, различающиеся по принципу работы.

2 Измерение силы постоянного тока и тока низких частот.

Для из­мерения силы постоянного тока низких частот применяются элек­тромеханические амперметры, миллиамперметры, микроамперметры, мультиметры, электронные амперметры 2-й и 7-й подгрупп (А2 и А7).

При измерении силы постоянного тока используются приборы только магнитоэлектрической системы.

Любой измерительный прибор при подключении к цепи не должен изменять параметры и режим работы исследуемой цепи. Поэтому необходимо, чтобы амперметр обладал возможно меньшим сопротив­лением и подключался последовательно с нагрузкой. При этом через прибор и нагрузку протекает один и тот же ток.

Рис. Схема подключения амперметра в цепь (а), схема подключения шунта к амперметру (б)

При малом сопротивлении амперметра падение напряжения и потеря мощности на нем также малы. Сила тока в показанной цепи до подключения амперметра составляет

,

а после подключения

,

где — напряжение подключенного источника питания:

— внутреннее сопротивление амперметра;

— сопротивление нагрузки.

Только при << будет

Для расширения диапазона измерения по току применяются шунты, которые представляют собой сопротивление, подключаемое парал­лельно с амперметром.

Очевидно, падение напряжения на приборе и шунте одинаково:

,

где - сила тока через шунт;

- сопротивление шунта;

- сила тока амперметра.

Получаем: ,

но поскольку (по 1-му закону Кирхгофа), то сопротивление шунта можно выразить как:

где — измеряемая сила тока.

Разделив числитель и знаменатель на , получим

или

Где - шунтирующий множитель, показывающий, во сколько раз расширяет­ся предел измерения амперметра:

(3.7)

Т.е. для расширения диапазона измерения силы тока в раз необходим шунт с сопротивлением в ( - 1) раз меньшим сопротивления амперметра.

Амперметр с несколькими шунтами называется многопредель­ный.

При изготовлении шунтов используются проволока, ленты или стержни. Шунты могут быть внутренними и наружными.

Для измерения силы переменного тока низких частот использу­ют электронные амперметры 3-й и 7-й подгрупп (A3, А7) и электроме­ханические амперметры. Применимость электромеханических ампер­метров целесообразно рассматривать по частотным диапазонам.

При измерении силы тока промышленных частот 50, 100. 400 и 1000 Гц применяются электромеханические амперметры электро­магнитной, электродинамической, ферродинамической, выпрями­тельной и термоэлектрической систем. В диапазоне частот 1...5 кГц используются амперметры выпрямительной, электродинамической и термоэлектрической систем. В диапазоне частот от 5 кГц до единиц амперметры выпрямительной, электродинамической и термоэлектрической систем. В диапазоне частот от 5 кГц до единиц мегагерц амперметры выпрямительной и электродинамической систем допускают значительную погрешность, обусловленную индук­тивностью катушек и паразитной емкостью выпрямителей, поэтому 1 для измерения силы тока лучше использовать амперметры термоэлектрической системы.

Электромеханические амперметры имеют существенный недостаток — большое собственное потребление мощности из исследуемой цепи, которое заметно меньше у электронных амперметров.