Главная Об электрических измерениях. Достоинства и недостатки



Рис. 2.3

Рис. 2.4

тельно с рамкой измерительного механизма, ограничивает ток полного отклонения /j протекающего через нее, до допустимых значений. При этом падение напряжения на рамке зависит от сопротивления рамки и обычно не должно превышать десятков милливольт. Остальная часть измеряемого напряжения U должна падать на добавочном сопротивлении. Если необходимо получить верхний предел измерения напряжения, в т раз превышающий значение , то необходимо включить добавочный резистор, сопротивление которого легко вычисляется на основании очевидных соотношений (рис. 2.4):

из которых следует

Добавочные резисторы изготавливают из термостабильных материалов, например, из манганиновой проволоки. Они могут быть внутренними, встроенными в корпус прибора (при напряжениях до 600 В), и наружными (при напряжениях 600-1500 В). Добавочные резисторы имеют определенные номинальные токи (0,5, 1, 3, 5, 7,5, 15 и 30 мА) и классы точности (0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1).

Омметры. Магнитоэлектрические механизмы также используются в приборах для измерения сопротивления на постоянном токе - омметрах. Схема омметра приведена на рис. 2.5. Ток, протекающий через микроамперметр, зависит от сопротивления рамки микроамперметра R , сопротивления добавочного резистора дб сопротивления R, которое нужно измерить. Если сопротивление рамки мало по сравнению с/?ддб ni?, то можно записать

(2.11)




Рис. 2.5

Риа 2.6


Отклонение а указателя прибора согласно уравнению (2.9)

Таким образом, отклонение указателя прибора при условии постоянства напряжения Е является функцией R, и шкала может быть проградуирована в единицах рис. 2.7

сопротивления - омах.

В процессе эксплуатации напряжение Е батареи изменяется и значение его может отличаться от того, при котором производилась градуировка шкалы. Поэтому перед каждым измерением ключом К замыкают накоротко зажимы, предназначенные для подключения неизвестного сопротивления R, и изменением сопротивления Rq устанавливают стрелку на отметку 0. Эта отметка находится с правой стороны шкалы и соответствует нулевому значению измеряемого сопротивления.

Омметры, выполненные по схеме, изображенной на рис. 2.5, удобны для измерения больших сопротивлений (от нескольких ом до сотен мегаом). Для измерения малых сопротивлений используются омметры, собранные по несколько видоизмененной схеме (рис. 2.6).

Логометры. Приборы, в которых противодействующий момент создается не при помощи упругого элемента, а теми же электромагнитными силами, что и вращающий, называются логометрами. У логомет-ров положение подвижной части определяется отношением двух токов. Логометры магнитоэлектрической системы (рис. 2.7) имеют подвижную часть из двух жестко скрепленных между собой катушек (рамок). Последние могут свободно вращаться в неравномерном поле постоянного магнита. Для создания неравномерного магнитного поля полюсным наконечникам, как и сердечнику, находящемуся между ними, придается особая форма. Токи /j и /2 подводятся через тонкие, не создающие противодействующего момента металлические ленты. Из-за отсутствия упругого элемента стрелка отключенного логометра занимает



безразличное положение. Электрокинетическая энергая рамок с током в поле постоянного магнита

1Ж=х (а)/.; = Ф2 {р)1г- (2-13)

Зависимость потокосцеплений Ф1 и от угла а возникает из-за неоднородности магнитного поля. Моменты, создаваемые рамками.

My = (d<ii(d)lda)Ii; Мг = № (а)Ма)/2- (214)

При равновесии

hdHi ia)lda = hd2 {a)lda , (2.15)

откуда

lylh = m2ia)lda)Kd<iy(a)lda) =/(a), или

a = F{hlh). (2.16)

Из уравнения преобразования логометра (2.16) видно, что положение его подвижной части является функцией отношения токов в рамках.

Логометры применяются для измерения сопротивления и других электрических величин. Основным достоинством логометрических приборов является независимость их показаний от напряжения питания.

Гальванометры. Высокочувствительные магнитоэлектрические приборы называются гальванометрами. Подвижная часть гальванометра укрепляется на подвесе из тонкой упругой ленточки. Эта ленточка создает противодействующий момент, а также служит одним из токове-дущих проводников. Другим проводником является безмоментная спираль из серебряной фольги. Рамка выполняется бескаркасной, устройство для успокоения отсутствует. Обычно применяется оптическое отсчетное устройство, состоящее из зеркальца, укрепленного на подвижной части, источника света с оптическими приспособлениями для формирования узкого луча и шкалы с миллиметровыми делениями. После отражения от зеркальца луч падает на шкалу. При повороте подвижной части луч перемещается вдоль шкалы.

Гальванометры характеризуются чувствительностью к току и напряжению.

Чувствительность к току, как и в случае обычных магнитоэлектрических приборов, определяется по (2.10) :

Sj = all -=BwS/W (2.17)

и характеризует отклонение подвижной части гальванометра при протекании через рамку единицы тока. 40



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [11] 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114


0.063