Измерении переменного

повторителя, меньше единицы. Нагрузкой второго каскада является измерительный прибор — гальванометр G на 100 мка. Прибор питается от сети переменного тока 220 в 50 гц и является универсальным, так как, кроме измерения напряжения переменного тока на частотах от 20 гц до 700 Мгц, в нем предусмотрено измерение напряжения постоянного тока с пределами измерения от 0,01 до 500 в, перекрываемыми семью шкалами: 0,5; 1,5; 5; 15; 50; 150, 500 в, и измерение активных сопротивлений от 1 ом до 50 Мом со шкалами X -10 ом, X -100 ом, X •! ком, X -10 ком, X -100 ком, X •! Мом и X -10 Мом, где X означает отсчет по шкале прибора. Погрешность измерений ±2,5%, входное сопротивление не менее 25 Мом при измерении напряжений постоянного тока и не менее 80 ком при измерении переменных напряжений на частотах до 100 кгц. Вольтметр ВК.7-4 градуирован в действующих

При измерении переменных во времени величин требования к фильтру демодулятора значительно усложняются. Так, например, если измеряемый процесс содержит частоты от 0 до 500 гц, а несущая частота выбрана равной 5000 щ, то фильтр должен равномерно пропускать все частоты от 0 до 500 гц и не пропускать все частоты, начиная с 5000 гц и выше, особенно частоту второй гармоники (10 000 гц), величина которой при двухполупериодном выпрямлении составляет 2/3 выходного напряжения.

При измерении переменных токов шунты не применяют. Это объясняется тем, что распределение токов между шунтом и амперметром определяется не только их активным сопротивлением, но и реактивным сопротивлением прибора, которое зависит от частоты. Поэтому для расширения пределов измерения амперметров в цепях переменного тока используют измерительные трансформаторы тока.

Амперметры и вольтметры при измерении переменных токов и напряжений показывают действующие значения, так как принцип их работы основан на механическом, тепловом или других действиях тока. За величину переменного тока или напряжения принимают их действующие значения.

В последнее время интенсивно начали внедряться в промышленность, научно-исследовательские и учебные лаборатории цифровые электроизмерительные приборы. Цифровые электроизмерительные приборы применяются для измерения постоянного и переменного напряжения и тока, сопротивления, амплитуды переменного тока, частоты, сдвига фаз. В цифровых электроизмерительных приборах значения измеряемых величин изображаются на передней панели в виде светящихся цифр. Широкое применение в практике получили цифровые электроизмерительные приборы в виде вольтметров для измерения напряжения в цепях постоянного тока. При измерении переменных напряжений последние предварительно преобразуются в напряжение постоянного тока. По структуре аналого-цифрового преобразователя цифровые вольтметры разделяются на приборы прямого преобразования и компенсационного преобразования.

Рассмотрим теперь погрешности апериодического преобразователя, используемого в качестве безынерционного. Такого рода погрешности возникают, например, в термометрах сопротивления и термопарах при измерении переменных температур. При измерении синусоидально изменяющихся величин имеем

Инерционность преобразователей — важный эксплуатационный показатель, так как она связана с динамическими погрешностями при измерении переменных во времени температур. Для преобразователей, имеющих конструкцию, приведенную на 11.4, а, инерционность достигает 5-^-7 мин, а для преобразователей — на 11.4, б — порядка 1 мин.

Часто в вольтметрах среднего значения используют мостовую схеиу включения ламповых диодов аналогично двухполупериодной схеме включения полупроводниковых выпрямителей. Если шкалу вольтметра проградуировать в действующих значениях, показания прибора будут зависеть от формы кривой измеряемого напряжения. Многопредельность вольтметра обеспечивается с помощью входного делителя напряжения (на схеме 70, а не показан). Частотный, диапазон у вольтметров с усилителями переменного тока ограничивается пределом в 0,5—1 МГц. Основным преимуществом вольтметров среднего значения является их высокая чувствительность, благодаря которой они могут применяться при измерении переменных напряжений порядка единиц милливольт.

При измерении переменных токов шунты не применяют. Это объясняется тем, что распределение токов между шунтом и амперметром определяется не только их активным сопротивлением, но и реактивным сопротивлением прибора, которое зависит от частоты. Поэтому для расширения пределов измерения амперметров в цепях переменного тока используют измерительные трансформаторы тока {см. измерительные трансформаторы, юнита 2).

В вольтметрах ( 3.12, б) частотная погрешность вызывается индуктивным сопротивлением его цепи. Поэтому если прибор градуирован на постоянном токе, при измерении переменных токов возникнет существенная погрешность. Достаточно эффективной частотной коррек-ВДей является последовательное включение резисторов Rl, R2, R3 и Шунтирование одного из них конденсатором ( 3,13), Вольтметр,

Дтя расширения предетов измерения этектроста! и ieckoro воаыметра при измерении постоянных напряжении целесообразно грнменягь резнегивчыи делитель а при измерении переменных — емкостный Схемы т,ешгстеи показаны

Структурная схема универсального вольтметра приведена на 10.7. При измерении постоянного напряжения (положение „{/_" переключателя Я) прибор имеет структурную схему 10.5, а, при измерении переменного напряжения (положение „?/~") — схему 10.6, а. При этом высокочастотное напряжение подается непосредственно на детектор, размещенный в выносном узле прибора (пробнике), соединенном кабелем с корпусом

При измерении переменного синусоидального напряжения (АС) вольтметр будет показывать действующее значение напряжения Пд, определяемое по формуле:

При измерении переменного синусоидального тока (АС) амперметр будет показывать его действующее значение 1Д. т

Погрешность измерения х_ складывается из погрешности измерения х_ и разности погрешностей преобразователя П при измерении х^н X—. Так как погрешности преобразователя при измерении переменного и постоянного напряжений приблизительно равны, точность компаратора высока. Наименьшая погрешность измерения напряжения и тока с помощью компараторов составляет 0,01%.

Для расширения пределов измерения постоянного напряжения применяют добавочное сопротивление. Тогда в знаменатель уравнения (3-26) вместо /?„ подставляют Rv = (RK + #д)2- При измерении переменного напряжения в цепи вольтметра будет действовать полное сопротивление

ние падения напряжения практически не зависит от положения подвижной части прибора и шкала не искажается. Обе эти схемы могут применяться только при измерении переменного напряжения, так как постоянное измеряемое напряжение распределится между добавочным конденсатором и прибором не обратно пропорционально их емкостям, а пропорционально сопротивлениям их изоляции. Поэтому в киловольтметрах электростатической системы для расширения пределов измерения применяют и конструктивное решение: делают изменяющимся в зависимости от предела, расстояние между подвижным и неподвижным электродами. В этом случае также приходится на каждый предел градуировать отдельную шкалу, но зато можно измерять как переменное, так и постоянное напряжения с одинаковой точностью.

Средства измерений, применяемые для измерения магнитных величин, основываются как на методе непосредственной оценки, так и на методах сравнения. Под методом непосредственной оценки в отношении магнитных величин, так же как и неэлектрических величин, понимают такой метод, когда выходная величина магнитного преобразователя измеряется прибором непосредственной оценки. Например, применяя при измерении переменного магнитного потока индукционный преобразователь в виде измерительной катушки, с которой сцепляется измеряемый поток, можно индуктированную в катушке э. д. с. измерять вольтметром. Но можно эту э. д. с. измерять и компенсатором переменного тока. В этом случае метод измерения э. д. с. называют методом сравнения, хотя по отношению к измеряемому потоку его приходится рассматривать как метод непосредственной оценки. Этот метод обеспечивает большую точность, чем измерение напряжения прибором непосредственной оценки, но погрешность измерения потока ограничена погрешностью магнитного преобразователя. Методом же сравнения в собственном смысле будет являться такой метод, когда две однородные, т. е. магнитные величины, сопоставляются друг с другом непосредственно— прямое сравнение, или через посредство других величин — косвенное сравнение. Так, если неизвестная магнитная индукция сопоставляется с известной магнитной индукцией и по ее значению определяются значения измеряемой индукции, то такой метод относится к категории методов прямого сравнения. В дальнейшем, в качестве примеров, будут рассмотрены средства измерений, основанные на тех и других методах.

Основная погрешность прибора при измерении постоянного тока и напряжения не превышает ±1 %; при измерении переменного тока и напряжения — не превышает ±2,5%; при измерении сопротивления — не превышает±1,5% длины шкалы диапазона измерений.

Примечание. Падение напряжения при измерении постоянного тока 0,4 в, ток полного отклонения при измерении напряжения постоянного тока 50 мка, основная погрешность ±2,5%; падение напряжения при измерении переменного тока 1 в, ток полного отклонения 0,25 ма, основная погрешность ±4,0%.

Ток полного отклонения при измерении напряжения постоянного тока 60 мка; ток полного отклонения при измерении напряжения переменного тока 300 мка; падение напряжения на зажимах прибора при измерении постоянного тока не более 0,3 в; падение напряжения на зажимах прибора при измерении переменного тока не более 1,3 в.

Падение напряжения при измерении постоянного тока не превышает 1,2 в, при измерении переменного тока 2,6 в.