Повна версія

Головна arrow Техніка arrow ВИМІРЮВАННЯ В ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНИХ СИСТЕМАХ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

ПРИЛАДИ ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ НАПРУГИ І СТРУМУ

Прилади для вимірювання напруги і струму можна класифікувати за різними ознаками:

  • - за типом відлікового пристрою (аналогові і цифрові);
  • - за методом вимірювання (безпосередньої оцінки (прямої дії) і порівняння з мірою);
  • - за значенням вимірюваної напруги (пікових значень, сред- невипрямленних значень, среднеквадратических значень);
  • - по виду входу (з відкритим або закритим).

В даний час в експлуатації знаходиться велика кількість електромеханічних і електронних приладів для вимірювання напруг і струмів. Розглянемо принципи їх побудови.

Електромеханічні вольтметри і амперметри

Електромеханічні вольтметри і амперметри відносяться до аналогових приладів прямої дії, в яких електрична вимірювана величина безпосередньо перетворюється в показання відлікового пристрою.

У найпростішому випадку електромеханічні вольтметри і амперметри представляють собою вимірювальний механізм з відліковим пристроєм (див. Гл. 1), забезпечений вхідними затискачами для підключення до об'єкта вимірювання.

Узагальнену структурну схему електромеханічного вольтметра (амперметра) можна представити у вигляді послідовно з'єднаних вхідних вимірювального ланцюга і вимірювального механізму з відліковим пристроєм. Зауважимо, що поєднання вимірювального механізму і відлікового пристрою прийнято називати вимірником.

Вхідні вимірювальна ланцюг (вхідний пристрій) містить, як правило, один або кілька вимірювальних перетворювачів, за допомогою яких вимірюється величина X перетворюється в величину Y, зручну для впливу на вимірювальний механізм.

Найбільш часто в електромеханічних приладах використовують масштабні і нормують вимірювальні перетворювачі, а також перетворювачі значень величин (див. Гл. 1).

Для вимірювання напруг і струмів можуть застосовуватися практично більшість відомих типів вимірювальних механізмів (ІМ).

Для вимірювання постійних напруг в широкому діапазоні значень (від часткою мілівольт до сотень вольт) використовують електромеханічні вольтметри з магнітоелектричним вимірювальним механізмом (МЕіМО). Ці прилади мають порівняно високий клас точності (до 0,05), проте їх вхідний опір не перевищує десятків тисяч ом, що може призводити до значних систематичних похибок. Систематичні похибки вольтметрів з МЕіМО мають також і температурний характер внаслідок залежності опору рамки приладу від температури навколишнього середовища.

Рідше для вимірювання постійних напруг використовують електромеханічні вольтметри з електростатичним ІМ (ЕСІМ), електромагнітним ІМ (ЕМІБ) і електродинамічним ІМ (ЕДІМ).

Вольтметри з ЕСІМ зазвичай використовують для вимірювання великих напруг (кіловольтметри), а вольтметри з ЕДІМ застосовують в якості зразкових приладів при перевірці вимірювальних приладів більш низького класу точності.

Для вимірювання постійних струмів в широкому діапазоні значень (10 _7 ... 50 А) найбільш широко, також як при вимірюванні постійної напруги, використовують електромеханічні прилади (амперметри) з МЕіМО. Для цих приладів також характерна температурна систематична похибка (особливо при використанні шунтів), так як в цьому випадку через різних значень температурних коефіцієнтів матеріалу рамки і шунта відбувається перерозподіл протікають через них струмів. Для вимірювання постійних струмів використовують також амперметри з ЕМІБ і ЕДІМ.

Вимірювання змінної напруги проводять вольтметрами з ЕМІБ, ЕДІМ, ФДІМ, ЕСІМ, термоелектричними приладами, а також випрямними вольтметрами, тобто вольтметрами, що мають вимірювальний механізм магнітоелектричної системи і випрямляч (перетворювач), що входить на вході ІМ.

Змінні струми вимірюють термоелектричними і випрямними амперметрами, а також амперметрами, що мають електромагнітні і електродинамічні ІМ. Малі змінні струми вимірюють зазвичай випрямними амперметрами. Найбільш широкий діапазон вимірюваних змінних струмів забезпечують випрямні амперметри, вони частіше використовуються для вимірювання малих струмів. Найбільш широкий частотний діапазон вимірюваних струмів забезпечують амперметри термоелектричної системи.

У більшості електромеханічних приладів вхідний опір невеликий (кілоомах), тому вони придатні для вимірювання напруги тільки в низькоомних ланцюгах. У ланцюгах з високоомними навантаженнями (мегаомах) ці прилади (за винятком електростатичних) використовувати не можна, так як при їх включенні шунтируется навантаження і тим самим змінюється електричний режим ланцюга. Крім того, типовими недоліками для аналогових електромеханічних приладів є малий діапазон частот, в якому вони дають достовірні свідчення, великі вхідні ємності й індуктивності, залежність вхідного опору від частоти.

На практиці широкого поширення набули універсальні електромеханічні прилади для вимірювання постійних і змінних напруг і струмів, а також опорів постійному струму - авометра (мультиметри). Вони являють собою поєднання додаткових резисторів або шунтів, перетворювачів значень вимірюваних змінних струмів і напруг (напівпровідникових випрямлячів) і ІМ магнітоелектричної системи з відліковим пристроєм.

Варіант схеми авометра при вимірюванні напруги постійного струму показаний на рис. 5.4.

Спрощена схема авометра в режимі вимірювання постійної напруги

Мал. 5.4. Спрощена схема авометра в режимі вимірювання постійної напруги

Перемикачем здійснюється зміна діапазону вимірювань, проте вхідний опір вольтметра, відраховані в [Ом / В], при зміні діапазону зазвичай залишається постійним за рахунок підбору резисторів.

Наприклад, якщо Л, = 15 МОм, Я 2 = 4 МОм, / ?, = 800 кОм, /? 4 = 150кОм, Л 5 = 48 кОм, а діапазони відповідно 1000,250,50, 10, 2,5 В, то при опорі обмотки приладу 2 кОм вхідний опір приладу в будь-якому положенні перемикача діапазонів дорівнюватиме 20 кОм / В.

 
<<   ЗМІСТ   >>