Полная версия

Главная arrow Прочие arrow Наладка устройств электроснабжения напряжением выше 1000 В

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Техника измерений.

Измерение постоянного тока и напряжения.

Эти параметры измеряют стрелочными приборами преимущественно магнитоэлектрической системы, а также электромагнитными, электродинамическими, электронными и комбинированными и, конечно, цифровыми приборами. Весьма малые напряжения (милливольты, доли милливольт) измеряют электронными приборами и магнитоэлектрическими гальванометрами.

Для расширения пределов измерения напряжения на постоянном токе применяются добавочные резисторы. Сопротивление добавочного наружного резистора можно вычислить по формуле

где UIip - требуемый предел измерения вольтметра; 1н - ток полного отклонения указателя; RB - внутреннее сопротивление вольтметра (катушки измерительного элемента и встроенного резистора). Пусть, например, требуется подобрать добавочный резистор для расширения до 500 В пределов измерения вольтметра на номинальное напряжение 100 В. Ток полного отклонения измерителя 1н = 50 мкА, сопротивление рамки 2 кОм, сопротивление встроенного резистора 1998 кОм; тогда внутреннее сопротивление прибора RB = 1998 + 2 = 2000 кОм = 2 МОм, и сопротивление добавочного резистора должно быть Ra = 500/50 -2 = 8 МОм.

Когда для расширения пределов измерения вольтметра применяются добавочные резисторы, измеренное напряжение рассчитывается по формуле

R

где р = — + 1; UB - показание вольтметра; RB - внутреннее сопротивление вольт- Ra

метра; Ra - сопротивление добавочного резистора. В данном случае р = 8/2 +1= 5 и если, например, вольтметр покажет «50», то измеренное напряжение будет 5x50 = 250 В.

Для расширения пределов измерения применяются также делители напряжения (потенциометры) с фиксированным коэффициентом деления, обычно кратным 10. Сопротивление делителя должно быть значительно больше выходного сопротивления объекта измерения, но меньше внутреннего сопротивления прибора. На постоянном токе делители напряжения выполняются из резисторов, на переменном - из резисторов (рис. 1.1,а) или конденсаторов (рис. 1.1,б). При условии RBX » R2 напряжение на выходе резистивного делителя напряжения будет

где кд- коэффициент деления.

Если значения сопротивлений выходного плеча делителя R2 и внутреннего сопротивления вольтметра RBX соизмеримы, то в качестве выходного сопротивления делителя следует принять не R2, а величину, представленную параллельным соединением сопротивлений R? и RB. Значение ее будет меньше R2 и вследствие уменьшения коэффициента деления результат измерения напряжения будет получен с соответствующей погрешностью. Пример: плечи делителя R, = 9 кОм, R2 = 1 кОм; внутреннее сопротивление вольтметра равно 2 кОм. В этом случае эквивалентное сопротивление

Резисторный (а) и емкостный (б) делители напряжения

Рис. 1.1. Резисторный (а) и емкостный (б) делители напряжения

1-2

выходного плеча делителя будет-= 0,67 кОм и коэффициент деления 0,67/9,67 =

  • 1 + 2
  • 0,069 вместо 0,10; ошибка 31%. Аналогичный подсчет показывает, что в случае применения вольтметра с внутренним сопротивлением 10 кОм ошибка уменьшится до 8%, 20 кОм - до 4,5%, и только при 50 кОм - до приемлемого значения 2%. Поэтому делители используются либо для грубых измерений, либо с электронными и цифровыми вольтметрами, входное сопротивление которых достигает сотен мегаом.

Малые токи (от нескольких микроампер до 20...50 мА) измеряют микро- и миллиамперметрами, включая их в разрыв цепи тока непосредственно. Для измерения токов до нескольких тысяч ампер применяют шунты, свыше - трансформаторы постоянного тока (например, в электролизном производстве). Разумеется, постоянный ток в таких преобразователях непосредственно не трансформируется.

Как и трансформаторы переменного тока, они содержат магнитопровод с первичной и вторичной обмотками, причём первичной обмоткой может служить и сам то- копровод с измеряемым током. В конструкциях с дросселями насыщения вторичная обмотка подключается к вспомогательному источнику переменного тока и при равенстве ампервитков переменного и постоянного тока в ней возникает ЭДС. Сила тока в этой обмотке оказывается пропорциональной значению измеряемого постоянного тока, т.е. такое устройство действительно выполняет функции измерительного трансформатора.

Однако конструкции этого типа громоздки, погрешности коэффициента трансформации составляют 2...3%. Лучшие показатели (погрешность до 1%) достигаются применением компараторного принципа. На магнитопроводе такого трансформатора размещена компенсационная обмотка, питаемая от вспомогательного источника постоянного тока. Регулируя сопротивление переменного резистора, измеряют силу тока в её цепи. Когда нуль-магнитометр (например, датчик Холла) в магнитопроводе покажет, что индукция стала равна нулю, значение тока в компенсационной обмотке будет соответствовать измеряемому току.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>