5 Расширение пределов измерения
5.1 Расчёт шунтов и добавочных сопротивлений.
5.1.1 Расширение пределов измерения по току, расчёт шунтов
Шунт - это небольшое по номинальной величине соиротивлени изготавливаемое из манганиновой проволоки или полосы и включаемо' параллельно электрической цепи измерительного механизма.
Номинальный ток (1н) - это ток протекающий через электрическую цеш измерительного механизма при полном отклонении стрелки индикатора.
Шунтирующий коэффициент (п) - это отношение показывающее во сколькс раз ток расширяемого предела выше номинального тока.
Зная номинальный ток и сопротивление электрической цепи прибора можнс рассчитать шунт на любое значение тока расширяемого предела.
где:
\р - ток расширяемого предела;
1Н - номинальный ток;
п - шунтирующий коэффициент;
R - сопротивление электрической цепи измерительного механизма Лш - сопротивление шунта.
5.1.2 Расширение пределов измерения по напряжению, расчет добавочных сопротивлений.
Добавочное сопротивление - это большое по номинальной величине сопротивление изготавливаемое из манганиновой проволоки и включаемое последовательно с электрической цепью измерительного механизма.
Номинальное напряжение (Uh) - падение напряжения на клеммах измерительной головки при полном отклонении стрелки индикатора.
Коэффициент расширения предела по напряжению (р) - это отношение показывающее во сколько раз напряжение расширяемого предела больше номинального напряжения.
Р =
и:
\]р - напряжение расширяемого предела; TJH - номинальное напряжение;
р - коэффициент расширения предела по напряжению;
R - сопротивление электрической цепи измерительного механизма
Rt) - добавочное сопротивление.
Добавочные сопротивления как и шунты разрабатываются и изготавливаются во внутреннем и внешнем исполнении.
Внутренние шунты и добавочные сопротивления разрабатываются и изготавливаются для применения с конкретными типами измерительных механизмов.
Внешние шунты и добавочные сопротивления классифицируются по следующим признакам:
по номинальной величине сопротивления;
по классу точности;
по номинальной мощности.
Добавочные сопротивления, как и шунты должны использоваться только с измерительными приборами соответствующего им класса точности.
6 Электронные вольтметры
Из всех электрических измерений наиболее распространёнными являются измерения напряжения, т.к. на их долю приходится до 70% всех электрических измерений. Большинство неэлектрических величин при помощи простых преобразований приводится к напряжению.
Основными характеристиками вольтметров являются:
Чувствительность - это минимальное напряжение которое может измерить вольтметр с паспортной точностью (нижний предел измерения);
Полоса пропускания — это диапазон частот в пределах которого вольтметр сохраняет паспортную точность измерений;
Предел измерения (верхний предел измерения);
Точность измерения;
Входное сопротивление и входная ёмкость;
Питающее напряжение;
Мощность потребляемая прибором от сети.
Основными блоками электронных вольтметров являются: делитель, усилитель, детектор, блок питания, у некоторых вольтметров компенсационный каскад и источник опорного напряжения.
По расположению основных блоков все электронные вольтметры делятся на два типа:
|
У |
|
д |
) |
^ |
1. Вольтметры типа усилитель - детектор.
ЧИ)
Вольтметры данного типа обладают высокой чувствительностыо(единицы микровольт) и узкой полосой пропускания(единицы мегагерц) которая ограничивается частотной характеристикой усилителя.(к вольтметрам данного типа относятся вольтметры 3-ей подгруппы)
2
.
Вольтметры типа детектор - усилитель.
Вольтметры данного типа обладают широкой полосой пропускания(десятки гигагерц) и низкой чувствительностью которая ограничивается дрейфом нуля усилителя постоянного тока(УПТ).
Сущность дрейфа нуля УПТ состоит в том что при отсутствии входного сигнала на выходе УПТ наблюдается непостоянный по величине и знаку небольшой сигнал.(к вольтметрам данного типа относятся вольтметры 7-ой подгруппы)
В
Кроме того вольтметры подразделяются по типу входа: 1)
2)
Вольтметры с открытым входом реагирующие на суммарное значение исследуемого сигнала.
6.1 Классификация электронных вольтметров по условному обозначению
—установки или приборы для поверки вольтметров;
— вольтметры постоянного тока;
— вольтметры переменного тока;
— вольтметры импульсного тока;
— вольтметры фазочувствительные (векторметры);
— вольтметры селективные;
— вольтметры универсальные;
— измерители отношения напряжений и (или) разности напряжений;
— преобразователи напряжений.
6.2 Электронные вольтметры 3-ей подгруппы, типа ВЗ-38, ВЗ-41...
Все вольтметры данного типа относятся к вольтметрам типа усилитель детектор с закрытым входом, и предназначены для измерения действующего значения синусоидального напряжения. В пределах от единиц мкВ до десятков В, в диапазоне частот от 20 Гц до десятков МГц. Причём класс точности данных
приборов зависит от предела измерения и частоты исследуемого сигнала. Так в узком диапазоне частот до 1МГц, на малых пределах до 1В класс точности составляет ±2,5%, на более высоких пределах и в более широком диапазоне частот класс точности составляет ±4%. Входное сопротивление данных вольтметров также зависит от частоты исследуемого сигнала, так на частоте 1кГц оно составляет десятки Мом. Оно возрастает с уменьшением частоты, и уменьшается до десятков кОм на верхних граничных частотах. Все вольтметры данного типа работают от сетевого напряжения промышленной частоты(220-127 В, 50 или 400 Гц).
6.3 Порядок подготовки и применения электронных вольтметров 3-ей подгруппы.
Перед включением прибора в сеть заземляется корпус, переключатель пределов ставится на максимальный предел измерения, проверяется, и при необходимости устанавливается на ноль стрелка - винтом механической коррекции. Затем прибор подключается к сетевому напряжению и включается, входные клеммы подключаются к исследуемой схеме, выбирается оптимальный предел измерения и определяется результат по формуле:
п
TV
Примечание: с целью повышения удобства вычисления результата данные приборы имеют две шкалы для измерения напряжения в вольтах, 10 делений и 30 делений, и две группы пределов, начинающихся на цифру 1 и на цифру 3. В случае если выбран предел начинающийся на цифру 1 измерения производятся по шкале в 10 делений, если на цифру 3 то по шкале в 30 делений.