Обзор развития, современное состояние и значение метрологии
Методическое пособие - Разное
Другие методички по предмету Разное
-40 мкВ на 1 С перегрева.
Такой прибор позволяет проводить измерения в цепях как постоянного, так и переменного токов. Шкала прибора градуируется в среднеквад-ратических значениях тока.
Для увеличения чувствительности и более эффективного использования преобразователи соединяют в мостовую схему.
В зависимости от типа преобразователя эти приборы используют для измерения как постоянного, так и переменного токов в диапазоне частот 50 Гц…200 МГц. Но основное назначение термоамперметров - измерение тока в цепях высокой частоты. На высоких частотах проявляются паразитные параметры термопреобразователя и поверхностный эффект в нагревателе. Поэтому каждый прибор рассчитывают на работу до определенной частоты измеряемого тока. При измерениях несинусоидального тока показания термоамперметра будут приближенно соответствовать среднеквадратическому значению тока.
Термоэлектрические амперметры выпускают для измерения токов от 100 мкА до десятков ампер.
Для измерения малых токов до 1 А применяют вакуумные термопреобразователи. Их помещают в специальные стеклянные баллоны, из которых выкачан воздух; при этом благодаря уменьшению потерь на излучение теплоты в окружающую среду чувствительность вакуумных преобразователей повышается. Вакуумные термопреобразователи бывают контактные и бесконтактные.
Для измерения токов 1-50 А используют воздушные термопреобразователи.
К достоинствам термоамперметров относят то, что их показания не зависят от частоты и формы переменного тока, к недостаткам - малую перегрузочную способность (допускаются перегрузки не более чем на 50 %), значительную мощность потребления (на 5 А примерно 1 Вт), ограниченный срок службы, невысокую точность (с изменением температуры изменяется сопротивление нагревателя, с увеличением частоты - паразитные параметры). Классы точности термоэлектрических амперметров - 1,5; 2,5; 4. В термоэлектрических амперметрах, предназначенных для больших токов, в результате выделения значительного количества теплоты подводящие колодки сильно разогреваются. Чтобы устранить влияние перегрева, применяют кроме основной еще и компенсационную термопару, горячий спай которой укреплен на одной из колодок, а термо-ЭДС направлена навстречу термо-ЭДС основной термопары. Термоамперметры различают щитовые и переносные.
Для усиления постоянного тока термопары в термоамперметрах применяют фотоусилители. Термоамперметры с фотоусилителем многопредельны, имеют повышенную способность к перегрузкам, высокую чувствительность и частотный диапазон до 1 МГц
Измерительные преобразователи, предназначенные для изменения измеряемой величины в заданное число раз, принято называть масштабирующими. К ним относят электроизмерительные шунты, делители напряжения, усилители напряжения и тока, измерительные трансформаторы тока и напряжения и др. Рассмотрим подробнее наиболее распространенные из перечисленных преобразователей.
Для измерения больших токов применяют электроизмерительные шунты, которые являются по сути преобразователями тока в напряжение. Таким образом, шунты обеспечивают расширение пределов измерения электроизмерительных приборов по току.
Шунт представляет собой четырехзажимный резистор с нормированными показателями погрешности и номинальными значениями входного тока выходного напряжения.
Сопротивление шунта (рис. 6.6) можно представить выражением
ш= R /(n -1)
где R - сопротивление средства измерения;
n=I1 / I2 - коэффициент шунтирования.
Шунты, как правило, изготовляют из манганина (для слаботочных цепей используют константановую проволоку). В амперметрах до 30 А шунты обычно встраивают в корпус прибора, для измерения больших токов (до 7500 А) применяют наружные шунты. Классы точности шунтов - в диапазоне от 0,02 до 0,5.
Шунты применяются в цепях постоянного тока в основном с магнитоэлектрическими приборами. С приборами других типов они не используются из-за малой чувствительности приборов, что приводит к существенному увеличению размеров шпунтов и потребляемой ими мощности. А на переменном токе возникает дополнительная погрешность от изменения частоты, что объясняется неодинаковым изменением значений сопротивлений шунта и измерительного механизма при изменении частоты напряжения.
Делители напряжения применяются для уменьшения напряжения в определенное число раз. Являются преобразователями напряжения в напряжение (рис.6.7) с номинальным коэффициентом преобразования меньше единицы.
Д = Uv /Ux=R2 /(R1+R2)
Поскольку нагрузка - сопротивление вольтметра, подключенного к делителю напряжения, изменяет коэффициент деления kД, то необходимо выбирать приборы с достаточно высоким входным сопротивлением. В зависимости от рода напряжения делители напряжения могут быть выполнены на элементах, имеющих активное, емкостное или индуктивное сопротивление.
Серийно изготавливаемые делители напряжения обычно выполняют из манганина. Такие преобразователи, например, предназначенные для расширения пределов измерения компенсаторов постоянного тока, имеют класс точности от 0,0005 до 0,01.
Для увеличения верхнего предела измерения вольтметра наиболее часто применяют добавочные резисторы, включаемые последовательно с измерительным прибором (рис. 6.8). Сопротивления добавочного резистора определяются выражением:
Д=Rv • (Ux /Uv -1)
где Ux - измеряемое напряжение;
Uv - падение напряжения на прибор?/p>