14 Измерение силы постоянного тока. Схемы, формулы, погрешности измерения. Способы расширения пределов измерений амперметров.

Определение значений токов осуществляют, как правило, прямыми измерениями, но также широко используют косвенные измерения, при которых измеряется падение напряжения U на резисторе с известным сопротивлением R, включенном в цепь измеряемого тока I_x. Значение тока находят по закону Ома I_x= U/ R. В этом случае погрешность результата измерения ΔI_x определяется погрешностью измерения напряжения ΔU и погрешностью ΔR , обусловленной отличием номинального значения сопротивления R от истинного значения сопротивления R_и. Погрешность ΔI_x может быть найдена по правилам обработки результатов наблюдения при косвенных измерениях.

Измерение токов сопровождается погрешностью, обусловленной сопротивлением используемого средства измерений. Включение в исследуемую цепь средства измерений искажает режим этой цепи. Включение амперметра , имеющего сопротивление R_А, в цепь

п риведет к тому, что вместо тока I ₌ U/ R, который протекал в этой цепи до включения амперметра, после включения амперметра пойдет ток I_{1 =} U/ (R+ R_А). Погрешность

ΔI = I_1- I тем больше, чем больше сопротивление амперметра.

Косвенным показателем сопротивления средств измерений является мощность, потребляемая средством из цепи, в которой производится измерение. При протекании тока I через амперметр с сопротивлением R_А мощность, потребляемая амперметром

Р_{А =} I² R_А. Следовательно, погрешность от искажения режима цепи при измерении токов тем меньше чем меньше мощность, потребляемая средством измерения из цепи, где производится измерение.

Наивысшая точность измерений постоянных токов определяется точностью государственного первичного эталона единицы силы постоянного эл. тока. Этот эталон обеспечивает воспроизведение единицы силы постоянного тока со средним квадратичным отклонением результата измерений не превышающим 4 ∙ 10^-6 , при неисключенной систематической погрешности не превышающей 8 · 10^-6. Из рабочих средств измерений наименьшую погрешность измерений дают компенсаторы постоянного тока (т.к. имеют наименьшее потребление мощности из цепи измерения). Постоянные токи измеряют с помощью компенсаторов косвенно с использованием катушек электрического сопротивления, при этом можно измерять токи с погрешностью не более ± 0,0025%.

Наиболее распространенными средствами измерений постоянного тока являются амперметры (микро-; милли-; килоамперметры), а также универсальные и комбинированные приборы ( микровольтнаноамперметры, нановольтамперметры).

К широко используемым средствам измерения относятся:

- цифровые (наименьшая погрешность измерения 0,01% для среднего значения диапазона измерений);

- электронные аналоговые, (наименьшая погрешность измерения 0,5%);

- магнитоэлектрические; (наименьшая погрешность измерения 0,2%);

- электромагнитные, (наименьшая погрешность измерения 0,5%);

- электродинамические, (наименьшая погрешность измерения 0,2%) .

Для измерения весьма малых токов применяют электрометры и фотогальванометрические (цифровые) приборы. При измерении малых и средних значений применяют цифровые и магнитоэлектрические приборы. Измерение больших постоянных токов осуществляют магнитоэлектрическими килоамперметрами и использованием наружных шунтов, а весьма больших токов- с использованием трансформаторов постоянного тока.

Для расширения пределов измерений тока применяют шунты и измерительные трансформаторы постоянного тока.