Kādu instrumentu izmanto sprieguma mērīšanai. Strāvas, sprieguma, pretestības elektrisko parametru mērīšana

Strāvas mērīšana AmmeterAMMETER ir ierīce, kas paredzēta
mērījumi
pašreizējais,
plūst cauri vietnei
ķēdes. Samazināšanai
kropļojoša ietekme uz
elektriskās
ķēde
jābūt mazam
ieejas pretestība.
Tā ir
jūtīgs
elements,
sauca
galvanometrs.
Priekš
samazināt
pretestība
ampērmetrs paralēli
viņa
jūtīgs
elements
ietver
manevrēšana
pretestība (šunts).

Demonstrācijas ampērmetrs

Mērīšana
mehānisms
magnetoelektrisks
sistēma, aprīkota ar komplektu
svari un šunti.
robežas
mērījumi
:
līdzstrāva: 3 A, 10 A;
Maiņstrāva: 3 A, 10 A.
Jutīgums
galvanometrs 5x0,00001 A/div

Strāvas mērīšana

Iekļauts ampērmetrs
elektriskā ķēde
SĒCĪGI
ar patērētāju
ievērojot polaritāti.

Ampermetra robežu palielināšana

ŠUNTS
–
diriģents,
pieslēdzams
paralēli
ampērmetrs paplašināšanai
tā mērījumu robežas. Plkst
šāda šunta daļas iekļaušana
izmērītā strāva atzarojas
un caur ampērmetru ies
strāva ir n reizes mazāka
izmērītā strāva.
Ra
es
Rsh
,n
n 1
Ia

Galvanometrs D "Arsonval

GALVANOMETRS
D "ARSONVAL
ļoti jutīgs
elektriskais mērinstruments zemu strāvu mērīšanai vai
uzsver. Tās darbības princips ir balstīts uz strāvas magnētisko darbību.

Elektriskā sprieguma mērīšana Voltmetrs

VOLTMETRS
- ierīce priekš
mērījumi
spriegums
uz
vietne elektriskā ķēde.
Priekš
samazināt
ietekme
voltmetrs ieslēgts
režīmā
ķēdes
viņš
obligāti
ir liela ievade
pretestība.
Voltmetrs
Tā ir
jūtīgs
elements,
sauca
galvanometrs.
Priekš
palielināt
pretestība
voltmetrs virknē ar
tā jutīgais elements
ietver
papildu
pretestība.

Strāvas un sprieguma regulēšana ar reostatu

Reostata strāvas regulēšana
Reostata sprieguma regulēšana

Demonstrācijas voltmetrs

mērīšanas mehānisms
magnetoelektrisks
sistēma, aprīkota ar komplektu
svari un papildu
pretestība.
D.C:
5V, 15V.
Maiņstrāva:
15V, 250V.
Jutīgums
galvanometrs
5x0,00001 V/div

10. Sprieguma mērīšana

Voltmetrs
ietver
PARALĒLI
ķēdes sadaļa
kas tiek mērīts
spriegums,
cienot
polaritāte.

11. Voltmetra robežu palielināšana

PAPILDU
IZTURĪBA
–
papildu
rezistors,
savienots virknē ar
voltmetrs, lai to paplašinātu
mērījumu robežas. Ar tādu
iekļaušana
papildu
pretestības spriegums ieslēgts
voltmetrs būs n reizes mazāks
izmērīts.

12. Potenciometrs

Potenciometra darbības princips
Lampas strāvas ķēde caur potenciometru

13. Pretestības mērīšana ar ampērmetra un voltmetra metodi

Mērīšanas ķēdes montāžas iespējas
I shēma
II shēma

14. Pretestības mērīšanas metodes

TILTS
MĒRĪŠANA
(tilts
Wheatstone)
–
mērīšana
ķēde,
izmanto mērīšanai
metodi
salīdzinājumiem
Ar
atsauce
vērtību
nezināms
vērtības
pretestība,
induktivitāte, kapacitāte utt.
daudzumus.
Mērīšana
tilts
sauca
arī
mērīšana
ierīces,
kas satur šo ķēdi.

15. Ommetra pretestības mērīšana

ommetrs
–
ierīci
priekš
mērījumi
elektrisks
pretestība,
ļaujot
lai saskaitītu izmērīto
pretestība tieši
mērogā.
Mūsdienu ierīcēs priekš
pretestības mērījumi un
citi elektriskie daudzumi
tiek izmantoti citi principi un
izsniegta
rezultātus
iekšā
digitālā forma.

16. Ommera darbības princips

Vienkāršākais ommetrs ir
no
avots
pašreizējais,
mainīgs
rezistors
un
jutīgs skaitītājs
strāva (mikrometrs), skala
kas ir absolvēts
omi.
Plkst
savienojot
nezināma pretestība
bultiņa
mikroampermetrs
novirzīties vairāk nekā
mazāk
savienots
pretestība. Tāpēc tālāk
mērogs
ommetrs
nulle
nodaļa ir labajā pusē, un
atzīmēts galēji pa kreisi
zīme "bezgalība".
Ommetra shematiska diagramma

17. Secinājums

elektrisko lielumu mērīšana, piemēram
piemēram, spriegums, pretestība, strāva
un citi tiek ražoti, izmantojot dažādus
līdzekļi - mērinstrumenti, ķēdes
un īpašas ierīces. Veids
mērinstruments ir atkarīgs no veida un
izmērs (vērtību diapazons)
izmērītā vērtība, kā arī
nepieciešamo mērījumu precizitāti.

1. lapa no 2

Elektriskie instrumenti dažādu lielumu mērīšanai

Parasti ar terminu "mērīšana" saprot izmērītā daudzuma salīdzināšanu ar zināma izmēra fiziski viendabīgu daudzumu, ko sauc par mēru. Tāpēc mērīšana ir informācijas process, kura rezultāts ir mērījumu informācijas saņemšana - kvantitatīvā (skaitliskā) informācija par izmērītajiem lielumiem.
Mērīšanas informācijas signāla ģenerēšanai novērotājam (cilvēkam) tiešai uztveršanai pieejamā formā ir paredzēta mērierīce. Atbilstoši rādījumu veidošanas metodei mērinstrumentus iedala indikācijas un reģistrēšanas.

Ierakstīšanas ierīcē ir rādījumu ierakstīšanas mehānisms. Ja ierīce nodrošina rādījumu ierakstīšanu diagrammu veidā, tad to sauc par pašreģistrācijas ierīci.
Elektriskie mērinstrumenti ir paredzēti, lai mērītu ne tikai elektriskos lielumus - spriegumu, stiprumu, frekvenci un strāvas jaudu, pretestību, bet arī neelektriskus lielumus - temperatūru, mitrumu, līmeni, spiedienu utt. Elektriskie mērinstrumenti, kuru rādījumi tiek nolasīti no fiksētas kalibrēšanas skalas , attiecībā pret kuru rādītājs vai gaismas rādītājs pārvietojas vienmērīgi, sauc par analogiem. Ierīces, kuru rādījumi tiek parādīti digitālā formā uz īpašas nolasīšanas ierīces un mainās diskrēti (pa soļiem), vienmērīgi mainoties izmērītajai vērtībai, sauc par digitālām.

Analogajām elektriskajām mērierīcēm ir elektromehānisks mērīšanas mehānisms, kas elektrisko lielumu pārvērš kustīgās sistēmas un ar to saistītā rādītāja (bultiņas) novirzē. transformācija elektriskā enerģija izmērītā vērtība collās mehāniskā enerģija kustīgās sistēmas un rādītāja novirzes rodas magnētisko un elektrisko lauku mijiedarbības rezultātā.
Visa informācija par ierīces darbības principu, mērvienībām, precizitāti, drošību u.c. norādīta uz iekārtas skalas (1. att.).
Ierīcēm parasti tiek piemērotas šādas konvencijas.

1. Pamata mērvienības I: ampēri - A, kiloampēri - kA, miliampēri - ta, mikroampēri - μΑ, kilovolti - kV, volti - V, milivolti - mV, kilovati - kW, vati - W, omi - Ω, kiloomi - κΩ, megohm - ΜΩ um d.

Rīsi. 1. Analogā instrumenta skala

1. Ierīces veids. Ierīces marķējums sastāv no burta un četrciparu cipara. Burts parāda ierīces darbības principu (M - magnetoelektriskā, E - elektromagnētiskā, D - elektrodinamiskā utt.).
2. Strāvas veids. Konstante tiek apzīmēta ar zīmi -, mainīgais ~, konstante un mainīgais =.
3. Ierīces darbības princips. Elektriskie mērinstrumenti tiek klasificēti atkarībā no mehāniskā spēka iegūšanas fizikālā principa, kas ar instrumenta rādītāju pārvieto kustīgo daļu, vairākās galvenajās grupās (1. tabula).

1. Elektrisko mērinstrumentu klasifikācija

Ierīces nosaukums	Nosacīti apzīmējums	fiziska parādība
Magnetoelektrisks ar kustīgu rāmi		Pastāvīgā magnēta un vadītāja magnētisko lauku mijiedarbība ar strāvu
Magnetoelektrisks ar taisngriezi
Elektromagnētiskais		Tērauda serdes ievilkšana ar spoles magnētisko lauku ar strāvu
Elektrodinamikas		Divu vadītāju mijiedarbība ar strāvu

5. Drošība. Piecstaru zvaigznītes iekšpusē ir skaitlis pārbaudes spriegums kilovoltos.
6. Lietotā pozīcija: ierīce tiek lietota ar skalas vertikālo stāvokli - _1_; ar skalas horizontālo stāvokli - I 1; slīpā stāvoklī (leņķī, piemēram, 60 °) - Ζ 60 °.

1. Precizitātes klase - raksturo kļūdu, ko šī ierīce ieviesīs rezultātā. Mērījumu kļūdas vienmēr ir neizbēgamas. Atšķirību starp ierīces nolasījumu x„ un izmērītās vērtības x faktisko vērtību sauc par absolūto kļūdu: Ax == xn - xr. Tomēr ir grūti spriest par mērījumu precizitāti pēc absolūtās kļūdas vērtības. Tāpēc, lai norādītu un normalizētu ierīces kļūdu, tiek izmantota samazinātā relatīvā kļūda, kas ir absolūtās kļūdas attiecība pret maksimālo iespējamo izmērīto vērtību - mērījumu augšējo robežu xpr.

Samazināta relatīvā kļūda



Ierīces precizitātes klase nosaka lielāko pamata samazināto kļūdu procentos. Atbilstoši standartam analogos elektriskos mērinstrumentus pēc precizitātes pakāpes iedala klasēs: 6; četri; 2,5; 1,5; 1,0; 0,5; 0,2; 0,1; 0,05; 0,02; 0,01 utt.

Magnetoelektriskā ierīce.

Magnetoelektriskās ierīces shēma ir parādīta 2. attēlā. Tā sastāv no pastāvīgā magnēta 1 un kustīga tinuma 3 vara stieple uztīts uz taisnstūra alumīnija rāmja. Viens tinuma gals ir savienots ar spirālveida atsperi 5, bet otrs ar atsperi 6. Rāmis ar tinumu var griezties ap fiksēto tērauda serdi 2. Kopā ar rāmi un tinumu ass 4 var griezties, un tāpēc indeksa bultiņa 7.

Rīsi. 2. Magnetoelektriskās ierīces shēma:
1 - pastāvīgais magnēts; 2 - kodols; 3 - tinums; 4 - ass; 5, 6 - atsperes; 7 - bultiņa

Magnetoelektriskajā ierīcē izmērītā strāva tiek izlaista caur tinumu. Līdz ar to tinuma vadītāji ar strāvu atrodas pastāvīgā magnēta magnētiskajā laukā. Tad saskaņā ar Ampēra likumu (vadītājs ar strāvu tiek izstumts no magnētiskā lauka) uz katru tinuma vadītāju sāk darboties mehānisks spēks F, kas ir proporcionāls strāvas stiprumam ierīces tinumā. Šī spēka iedarbībā rāmis ar tinumu un līdz ar to bultiņu pagriežas spēka F virzienā.
Kad bultiņa tiek pagriezta, spirāles atsperes 5 un 6 ir savītas un rada pretspēku, kas ir proporcionāls to vērpes leņķim.

Lai iespējotu mērījumus maiņstrāva izmantojot elektromagnētiskās sistēmas ierīces, virknē ar ierīci tiek ieslēgta taisngrieža iekārta, kas pārvērš maiņstrāvu līdzstrāvā. Šādas ierīces sauc par taisngriežiem.

Elektromagnētiskā ierīce.

Šīs ierīces darbības princips ir balstīts uz kodola ievilkšanu ar plakanas spoles magnētisko lauku.
3. attēlā redzamajā elektromagnētiskajā mērīšanas mehānismā plakanai vara stieples spolei ir gaisa sprauga, kurā, parādoties magnētiskajam laukam (spolē esošajam strāvai), tiek ievilkta serde 6, kas ekscentriski uzstādīta uz ass 1, izgatavota. no elektriskā tērauda. Elektromagnētiskā slāpētāja kustīgās daļas ir arī fiksētas uz 4. ass.

Rīsi. 3. Elektromagnētiskās sistēmas ierīces shēma:
1 - spole; 2, 3 - amortizatora detaļas; 4 - ass; 5 - pastāvīgais slāpētāja magnēts; 6 - kodols; 7,9 - bultiņas daļas; 8- pavasaris

Elektromagnētiskās ierīces ir vienkāršas konstrukcijas un piemērotas darbam gan līdzstrāvas, gan maiņstrāvas ķēdēs. Bet, tā kā šo ierīču jutība un precizitāte ir salīdzinoši zema, tās galvenokārt izmanto kā 1,5 un 2,5 klases sadales paneļu ierīces, kas darbojas ar maiņstrāvu ar rūpniecisko frekvenci 50 Hz.

Elektrodinamiskās ierīces.

Rīsi. 4. Elektrodinamiskās ierīces shēma:

1, 2 - fiksētas spoles daļas; 3- kustīgā spole; 4- gaisa aizbīdnis

Šīs ierīces ir aprīkotas ar mērīšanas mehānismu ar fiksētu un kustīgu spoli (4. att.). Fiksētā spole sastāv no divām daļām (spolēm) 1 un 2, kas savienotas virknē tā, lai tās magnētiskie lauki saskaitīt. Lai ātri līdzsvarotu ierīces bultiņas, parasti ir uzstādīts gaisa aizbīdnis 4.
Ja strāva 1 tiek laista caur fiksēto spoli, bet strāva 2 caur kustīgo spoli, tad mehāniskais spēks, kas iedarbojas uz ierīces kustīgo sistēmu, būs proporcionāls strāvu reizinājumam. Tāpēc elektrodinamiskā ierīce var izmērīt spēku, spriegumu un jaudu elektriskā strāva gan līdzstrāvas, gan maiņstrāvas ķēdēs.

Digitālie mērinstrumenti.

To darbības princips ir balstīts uz nepārtrauktas vai analogas mērītās vērtības automātisku pārveidošanu diskrētos signālos koda formā, saskaņā ar kuru tā vērtība tiek parādīta nolasīšanas ierīcē digitālā formā. Digitālo ierīču priekšrocības salīdzinājumā ar analogajām: lasīšanas ērtība un precizitāte (subjektīvu novērotāja kļūdu trūkums); augsta mērījumu precizitāte, kas praktiski nav sasniedzama analogajām ierīcēm; iespēja dokumentēt (izdrukāt) mērījumu rezultātus un ievadīt tos datorā digitālā koda veidā vai pārraidīt pa sakaru kanāliem.



Rīsi. 5. Digitālā mērinstrumenta funkcionālā diagramma
Mūsdienu tehnoloģijās elektrisko lielumu mērīšanai izmanto digitālos mērinstrumentus, galvenokārt universālu mērinstrumentu (multimetru) veidā, kas var vienlaicīgi izmērīt elektriskā signāla spriegumu, strāvu, pretestību un frekvenci.
5. attēlā parādīta digitālā mērinstrumenta funkcionālā diagramma. Tas sastāv no divām funkcionālajām vienībām: analogā-digitālā pārveidotāja (ADC) un digitālās nolasīšanas ierīces (DCO).

Tēma: Strāvas, sprieguma, pretestības elektrisko parametru mērīšana.

Mēģināsim saprast un skaidri saprast, kā tiek veikti tādi primārie elektriskie parametri kā spriegums, strāva un pretestība. Viņi ir savstarpēji atkarīgi savā starpā. Piemēram, ja elektriskajā ķēdē ir nemainīga sprieguma vērtība un strāvas stiprums ir palielinājies, tad pretestība šajā ķēdē noteikti samazināsies. Vai arī, samazinoties sprieguma vērtībai, bet ar nemainīgu pretestību, samazināsies arī strāvas stiprums elektriskajā ķēdē. Zinot to, jūs nevarat veikt visus trīs pretestības, strāvas un sprieguma elektrisko parametru mērījumus, un, izmērot divus, aprēķināt trešo. Jāizmanto Oma likums.

Un tagad par mums pašiem elektriskie mērījumi. Sāksim ar sprieguma mērīšanu. Tātad, kā jūs zināt, elektriskais spriegums ir potenciālā starpība starp diviem punktiem, tas izraisa tiešu atšķirību spēka lielumā elektriskie lādiņi atrodas dažādās ķēdes daļās. Tāpēc spriegums jāmēra attiecībā pret šiem diviem punktiem, lai noskaidrotu klātbūtni un skaitliskā vērtībaņemot vērā potenciālo starpību. Lai to izdarītu, uz īpašiem mērinstrumentiem, ko sauc par voltmetriem, tie vispirms nosaka mērījumu diapazonu (jo praksē pastāv darba spriegumi no milivoltiem līdz kilovoltiem, kas ir diezgan plašs izmēru diapazons). Pēc tam viņi pieskaras voltmetra zondēm, ko mēra ar kontaktu, kur tiek ņemtas vērtības elektriskais spriegums. Šo mērījumu veic paralēli ķēdes ķēdei. Lūdzu, ņemiet vērā, ka mērīšanas konstante un Maiņstrāvas spriegums, tā nav viena un tā pati lieta.

Strāvas stipruma elektrisko parametru mērīšana atšķiras no iepriekš aplūkotā sprieguma mērījuma. Ja pirmajā gadījumā zondes tika vienkārši uzliktas diviem punktiem elektriskā ķēde, tad strāvas stipruma gadījumā rodas nepieciešamība pārraut elektriskās ķēdes posmu, kurā tiek veikti mērījumi, un pārrāvuma vietai tiek pievienotas ierīces mērzondes. Šo ierīci strāvas mērīšanai sauc par ampērmetru. Šo ķēdes pārtraukumu var izlaist, ja jums ir darīšana ar maiņstrāvu un jums ir īpaši strāvas skavas. Ar šādu mērījumu pietiek ar strāvas skavu aptīšanu ap šo strāvu nesošo vadītāju, kur ir nepieciešams izmērīt un noskaidrot elektriskā parametra vērtības. Jāpatur prātā, ka līdzstrāva un maiņstrāva ir dažādas lietas, un tās mēra dažādos veidos.

Tagad par elektriskās pretestības parametru mērīšanu. Mērīšanas ierīci sauc par ommetru. Lai veiktu pretestības mērījumus, jums arī jāizvēlas ierīces piemērotākais diapazons (limits) un jāpieskaras izmērītajam elementam ar zondēm. Ja aptuvenā izmērītās pretestības vērtība iepriekš nav zināma, sāciet ar maksimālo iespējamo. Tas ir, iestatiet maksimālo mērījumu robežu ommetram (multimetram, testerim) (parasti megaohiem) un apskatiet indikatoru. Nav rādījumu, iestatīts uz zemāku mērījumu robežu un tā tālāk, līdz skaitītājs uzrāda konkrētu pretestības vērtību. Pretestības mērījumi jāveic neatkarīgi no elektriskās ķēdes, tas ir, pirms daļas, elementa, vadītāja pretestības mērīšanas tas ir jāatvieno no esošās ķēdes, jo, visticamāk, ommetrs uzrādīs nepareizu vērtību elektriskās ķēdes lieko posmu uztveršana.

Kopumā pašlaik ir milzīgs skaits elektronisko universālo mērierīces, kam pie rokas ar ko var ērti, ja nepieciešams, izmērīt vienu vai otru elektrisko parametru ar maksimālais ātrums, precizitāte un ērtības. Iegādājieties parastu elektronisko digitālo multimetru, ja jums vēl nav (tā cena ir diezgan pieņemama). Tajā ir viss "vitāli svarīgais" nepieciešamās funkcijas- līdzstrāvas un maiņstrāvas un sprieguma mērījumi, pretestība, pusvadītāju elementu vadītspēja (diožu, tranzistoru veiktspējas pārbaude), ķēdes pārtraukuma klātbūtnes nepārtrauktība. Uzlabotākos modeļos papildus pamata elektrisko parametru mērīšanas iespējām ir papildus - kapacitātes, frekvences, induktivitātes, temperatūras utt.