Назначение прибора ц4353

Комбинированные приборы являются универсальными измерительными многопредельными приборами. Их применяют для измерения переменного токов, сопротивления постоянному току, емкости, относительного уровня переменного напряжения, для контроля наличия или отсутствия тока и напряжения в цепях постоянного и переменного токов: для определения обрыва или замыкания цепей в кабелях, жгутах, предохранителях и электрорадиоэлементах, для проверки исправности различных электрорадиоэлементов.

Приборы могут иметь до четырех десятков пределов измерений. Малое число органов управления современными комбинированными приборами создает удобства в эксплуатации и снижает вероятность выхода приборов из строя в следствии не правильного применения.

Устройство комбинированного электроизмерительного прибора

В комбинированном приборе применен измерительный механизм магнитоэлектрической системы с внутрирамочным магнитом.

Магнитоэлектрические механизмы пригодны для измерений только постоянного тока.

В комбинированный приборах применяют только магнитоэлектрические механизм – микроамперметр с током полного отключения I_N=10…300 мкА и внутренним сопротивлением Rи=300…1200 Ом. Пределы измерения по току и напряжению расширяются путем применения шунтов и добавочных резисторов.

Для измерений на переменном токе магнитоэлектрические магнитоамперметры применяют совместно с полупроводниковым выпрямителями. Для рассмотрения работы различных схем выпрямителей необходимо знать, что переменный ток и напряжение переменного тока характеризуется пятью основными параметрами: мгновенным, пиковым, средним, средневыпрямленным и среднеквадратичными значениями.

Мгновенное значение – это значение напряжение в определенный момент, например значение напряжения U1 в момент t1 или, U2 в момент t2.

Пиковое значение Uпик (амплитудное значение Um для синусоидальных переменных напряжений) наиболее или наименьшее значение напряжения за время измерения.

Среднее значение переменного напряжения за время измерения:

По смыслу среднее значение – это постоянная составляющая переменного напряжения U(t) за время Т. Графически – это среднее значение за время Т, равное разности площадей ограниченной кривой под и над осью времени.

Однако среднее значение переменного напряжения, симметрично относительно времени за время измерения Т, равно нулю. В этом случае используют средне выпрямительное значение переменного напряжения, определяемое выражением:

Геометрически это сумма площадей, ограниченная кривой под и над осью времени t. При этом определении считают, что выпрямление двухполупериодное.

Среднеквадратическое значение переменного напряжения за время измерения T находят из выражения:

Для синусоидального переменного напряжения среднеквадратическое значение называют действующим значением. Действующее значение U переменного напряжения численного равно такому напряжению, при действии которого выделяется то же количество тепловой энергии, что и при действии сравниваемого переменного напряжения за одно и то же время.

Связь между параметрами напряжения устанавливают через коэффициенты амплитуды Ка и формы Кф:

,

.

Рассмотрим наиболее часто применяемы на практике схемы выпрямителей. На рис. 1 представлены схема прибора с однополупериодной схемой выпрямителя и график протекающего через микроамперметр РА1 выпрямительного тока . Полупроводниковый диод VD1 пропускает через микроамперметр лишь положительную полуволну измеряемого переменного тока. При частоте более 20 Гц прибор будет показывать среднее значение измеряемого тока Io.

Достоинством однополупериодного выпрямителя является то, что большая часть входного напряжения падает на диод VD1. Уже при сравнительно малом входном напряжении он работает в режиме линейного детектирования и шкала прибора получается в большей своей части линейной. Но чувствительность такого амперметра низкая. При измерении синусоидального тока с действующим значением I средневыпрямленное значение тока, отклоняющее стрелку микроамперметра, Io0,45I, поэтому при токе полного отключения микроамперметра I_N предельно действующее значение Iизм измеряемого однополупериодной схемой выпрямление переменного тока:

I

Наиболее широкое распространение в комбинированных приборах получил двухполупериодный выпрямитель (рис. 2). Здесь микроамперметр РА1 включен в диагональ электрического моста, образованного диодами VD1, VD2 и резисторами R1, R2.

Рисунок 7 – Схема однополупериодного выпрямителя (а) и график тока, протекающего через микроамперметр (б)

Рисунок 8 – Схема двухполупериодного выпрямителя (а) и график протекающего через микроамперметр тока (б)

Одну половину периода тока проходит через диод VD1, далее по параллельным ветвям: микроамперметр РА1, резисторы R1, R2, а другую – через диод VD2 и по параллельным ветвям: микроамперметр PA1, резисторы R1, R2. Через микроамперметр ток течет в оба полупериода в одном направлении. При работе в режиме линейного детектирования постоянная составляющая Io выпрямительного тока равно Io0,91, а предельное действующее значение измеряемого синусоидального тока:

IизмI_N/0,9=1,11

Резисторы R1 и R2 выбирают исходя из условия R1=R2=Rпр/ , где Rпр – прямое сопротивление диода. Шкалы калиброванных приборов при измерении переменного тока или напряжения градуируют в действующих значениях синусоидального сигнала с коэффициентом формы:

Кф=I/I_OI/ =1,11

Для измерения сопротивления постоянного току в комбинированных приборах применяют последовательные и параллельные магнитоэлектрические омметры.

Схема последовательного омметра изображена на рисунке 3. Этот прибор используют для измерения сопротивления более 10 Ом. Прибор состоит из последовательного включенных микроамперметра РА1 с внутренним сопротивлением R, добавочного резистора, состоящего из постоянной части R2 и переменной R1, источника постоянного тока G1 напряжением Ug1 и измеряемого резистора Rx. Сопротивление резисторов R1+R2=Umax/ . Чтобы обеспечить при замыкании входных зажимов (Rx=0) и максимальном значении напряжения Ug1max источника протекания через микроамперметр PA1 тока полного отклонения. В общем случае, ток, протекающий через микроамперметр, будет равен

При Rx=0 ; при Rx= I=0

Значение тока, а следовательно, и угол отклонения стрелки прибора зависят от Rx. Чем больше Rx, тем меньше отклонение стрелки. Таким образом, омметр, выполненный по последовательной схеме, имеет обратную шкалу, т.е. нулевому сопротивлению измеряемого резистора соответствует крайняя правая отметка шкалы.

В качестве источника тока в омметре обычно используют сухие гальванические элементы, реже аккумуляторы. Уменьшение ЭДС источника питания проводит к измерению показанием прибора, поэтому и предусмотрен регулировочный резистор R1. Перед измерением омметр калибруют: замыкают входные зажимы и резистором R1 устанавливают стрелку на нулевую отметку. Поскольку зависимость тока протекающего через микроамперметр, от измеряемого сопротивления нелинейная, то шкала прибора, отградуированная в омах, также нелинейная.

Для измерения малого сопротивления (десяти Ом и меньше) используют параллельный омметр (рисунок 4). Он содержит те же элементы, что и последовательный, а отличие состоит в том, что измеряемое сопротивление Rx подключают параллельно микроамперметру PA1. Омметр калибруют при разомкнутых входных зажимах, при этом весь ток протекает через микроамперметр и угол отклонения его стрелки оказывается максимальным.

При подключении сопротивления Rx часть тока ответвляется в параллельную цепь: ток, протекающий через микроамперметр, уменьшается, уменьшается и угол отключения стрелки.

Таким образом, шкала параллельного омметра прямая. Ток через микроамперметр выражен соотношением:

из которого видно, что шкала нелинейная.

4.3 Схема электрическая принципиальная комбинированного прибора

Рисунок 5

Рисунок 1

БКПР. 023810. 002

17