Обзор развития, современное состояние и значение метрологии
Методическое пособие - Разное
Другие методички по предмету Разное
редства измерения их различны.
Измерение постоянного тока можно выполнить любым измерителем постоянного тока: аналоговым магнитоэлектрическим, электродинами-ческим, аналоговым и цифровым электронным амперметром. При необходимости измерения весьма малых токов, значительно меньших тока полного отклонения /и магнитоэлектрического измерителя, последний применяют совместно с усилителем постоянного тока. Усиления тока можно добиться при включении биполярных транзисторов по схеме с общим эмиттером, которая обеспечивает малое входное сопротивление усилителя.
Токи 10-9-10-6А можно измерить непосредственно с помощью высокочувствительных магнитоэлектрических зеркальных гальванометров и гальванометрических компенсаторов.
Косвенное измерение тока. Кроме прямого измерения токов амперметрами возможно косвенное измерение токов с помощью резисторов с известным сопротивлением R0, включаемых в разрыв цепи, и высокочувствительных измерителей напряжения. Измеряемый ток Ix = U0/R0, где U0 - падение напряжения на резисторе R0, измеренное вольтметром либо компенсатором постоянного тока.
Для получения минимальных погрешностей измерения тока сопротивление резистора R0 должно быть много меньше сопротивления цепи, в которой измеряется ток. Косвенный способ реализован в электронных аналоговых и цифровых измерителях тока.
Измерение переменного напряжения
Измерение напряжения и тока на промышленной частоте можно выполнить любыми вольтметрами и амперметрами, работающими на частоте 50 Гц. Когда объект измерения мощный, то измерения выполняют электромагнитными и электродинамическими вольтметрами и амперметрами.
Для измерения напряжения на промышленной частоте применяют также компенсаторы переменного тока, позволяющтие измерять переменное напряжение (ЭДС) с достаточно высокой точностью как с учетом фазы, так и без него.
Если фазовое положение не имеет значения, то измерение осуществляют после соответствующего преобразования компенсатором Румпфа (с помощью термопреобразователей) и полярно-координатным компенсатором. Последний содержит фазорегулятор и делитель напряжения, с помощью которых регулируется компенсирующее напряжение по фазе и модулю.
Измерение с учетом фазы предполагает, что в каждый момент времени напряжение компенсации должно быть равно по значению и противоположно по знаку неизвестному Ux , иначе говоря, должны быть одинаковыми амплитуда и частота, а сдвиг по фазе составлять 180. Такой компенсатор принято называть компенсатором Ларсена или прямоугольно-координатным. В этих приборах компенсирующее напряжение представляет собой композицию двух компонент, отличающихся друг от друга по фазе на 90.
При помощи компенсаторов можно измерять не только ЭДС (напряжение), но и косвенно ток, сопротивление, магнитный поток и другие величины. Компенсаторы переменного тока менее точны по сравнению с компенсаторами постоянного тока, так как отсутствует эталон ЭДС переменного тока.
Измерение напряжения и тока на повышенной и высокой частоте осуществляется вольтметрами (выпрямительными, термоэлектрическими, электростатическими, электронными), работающими в указанном диапазоне частот, а также электронно-лучевыми осциллографами. Осциллографы - приборы, чувствительные к напряжению, поэтому все измерения, выполняемые ими, сводятся к измерению отклонения электронного луча под действием приложенного напряжения. Для конкретного исследования сигнала необходимо правильно выбрать тип осциллографа, выполнив условия согласования, подключить последний к объекту измерения, заземлить, а затем определить вид синхронизации, ее амплитуду, режим развертки, длительность, коэффициенты отклонения. От правильного учета возможных искажений и погрешностей зависит точность полученных результатов измерения.
Измерение тока в цепях повышенной и высокой частоты. С увеличением частоты точность измерения переменного тока электромагнитными и электродинамическими амперметрами падает. Приборы специального исполнения имеют расширенный диапазон частот (примерно до 8-10 кГц) и используются для измерения токов в мощных цепях.
В маломощных цепях повышенной и высокой частоты ток измеряют выпрямительными, термоэлектрическими, электронными цифровыми амперметрами, аналоговыми и цифровыми электронными вольтметрами на резисторе с известным сопротивлением. Амперметр должен обладать минимальными значениями входных величин - сопротивления, индуктивности и емкости. С увеличением частоты в цепи измерения тока влияние паразитных емкостей возрастает, поэтому для уменьшения погрешностей от токов утечки амперметр следует включать на участке с потенциалами, наиболее близкими к потенциалу земли. Это особенно важно при измерениях на высокой частоте.
В цепях высокой частоты токи преимущественно измеряют термоэлектрическим амперметром (термоамперметром), представляющим собой сочетание термопреобразователя и магнитоэлектрического измерительного механизма. Термопреобразователь состоит из одной или нескольких термопар и нагревателя. При протекании тока по нагревателю, выполненному из материала с большим удельным сопротивлением (нихрома, константана и др.), выделяется теплота, под действием которой нагревается горячий спай термопары, а на ее холодных концах возникает термо-ЭДС - ЕТ, зависящая от материала проводников термопары и пропорциональная разности температур горячего и холодного ее концов. Значение Ет может составлять около 30