Измерение постоянных токов, наряжения и количества электроэнергии

Магнитоэлектрические амперметры и вольтметры.

В простейшем приборе для измерения тока, построенном на магнитоэлектрическом механизме, весь измеряемый ток I протекает по обмотке рамки с сопротивлением Ro. По такой схеме выполняют приборы для измерения малых токов — микроамперметры и миллиамперметры (с верхним пределом измерения 30—50 мА). На показаниях этих приборов не сказывается изменение температуры окружающей среды, так как при любом сопротивлении об­мотки прибор измеряет ток, который протекает по ней (рис.3.27.).

В приборах на большие токи используются шунты.

Ам­перметры с шунтом представляют собой милливольтметры, измеряющие падение напряжения на шунте (рис. 3.28). У приборов с шунтом при изменении температуры окру­жающей среды происходит перераспределение токов в па­раллельных ветвях и появляется температурная погрешность, приблизительно равная —0,4 % / °С. Простейшим способом уменьшения влияния температу­ры является включение последовательно с обмоткой рамки добавочного резистора Rt из манганина (рис. 3.29).

Рис. 3.27. Схе­ма микро- Рис.3.28.Схе­ма ампермет­ра Рис. 3.29.

и миллиампер­метра

На Рис. 3.29. представлена схема ампер­метра с последователь­ной схемой температур­ной компенсации.

При этом уменьшается температурный коэффициент цепи об­мотки рамки, но на обмотке рамки падает только часть напряжения, снимаемого с шунта. Следовательно, меха­низм получает только часть полезной мощности, отбирае­мой от шунта. Этот способ применяется для приборов клас­са 1,0 и менее точных.

В приборах класса 0,5 и более точных применяют по­следовательно-параллельную схему температурной компен­сации (рис. 3.30). При повышении температуры возрастают сопротивления рамки Ro и резистора R₁ поэтому ток I₁ неcколько уменьшается. Сопротивление ветви R₀+R₁ возрастает в меньшей степени, чем сопротивление ветви R₂ По­этому ток I₂ будет распределяться иначе, т. е. в ветвь R₀+R₁ будет поступать относительно большая его часть, чем до повышения температуры. Значения сопротивлений R1, R2 и R3 можно выбрать так, чтобы ток в рамке I₀ в заданном температурном диапазоне изменялся в пределах, определяемых допустимым значением температурной погрешности.

Рис. 3.30 Рис.3.31

Для температурной компенсации в качестве резистора R1 в схеме рис. 3.29 можно использовать полулроводниковые терморезисторы, имеющие отрицательный температурый коэффициент. Однако поскольку температурный коэффициент терморезистора велик и нелинейно зависит от температуры, то для уменьшения этой зависимости его шунтируют резистором из манганина R2 (рис. 3.31). В настоящее время терморезисторы для температурной компен­сации применяются в приборах средних классов точности, главным образом из-за разброса в номинальных значениях сопротивлений терморезисторов

Для построения вольтметра на базе магнитоэлектрического механизма измеряемое напряжение должно быть преабразовано в пропорциональный ему ток. Для этого последовательно с измерительным механизмом включают доба­вочный резистор из манганина R_д(рис. 3.32). Значение сопротивления для измерения напряжения U определяется по формуле:

I₀ = U / ( R₀ + R_д )