Файл: Попов В.С. Электрические измерения (с лабораторными работами) учебник.pdf

термопары примерно пропорциональна температуре ее рабочего конца, которая определяется квадратом действут ющего значения измеряемого тока. Таким образом, угол поворота подвижной части примерно пропорционален квад­

влияния температуры окружающей среды на его показа­ ния термопреобразователь помещают в стеклянную колбу, создавая в ней вакуум (вакуумный термоэлемент).

Схема одного из термоэлектрических амперметров дана на рис. 3-28. Измеряемый ток проходит по двум параллель­ ным проводам А и Б. К серединам этих проводов приварены

званное большим повышением температуры рабочих кон­ цов по сравнению со свободными концами при длительном прохождении измеряемого тока. В данной схеме в местах расположения рабочих концов термопар измеряемый ток не встречает перехода от одного металла к другому. Поэтому нет дополнительного выделения или поглощения тепла,

и направление измеряемого тока не влияет на показания прибора.

Термопреобразователи обладают ничтожной индуктив­ ностью и емкостью, вследствие чего показания термоэлек­

системы широко применяются для измерения тока и напря­ жения в цепях высокой частоты.

Недостатками термоэлектрических приборов являются

нпзкого к. п. д. термопреобразователя.

в,

-М-

ЛЬ

^ггов

Гальванометр

Рис. 3-29. Принципиальная схема термовольтметра с фотокомпеисациониьш усилителем.

Завод «Вибратор» выпускает серию термоприборов для измерения в цепях постоянного и переменного тока с часто­ той до 2-107 Гц, например термомиллиамперметр Т-15 на номинальные токи / и = 5 ч- 300 мА, класс точности 1; термоамперметр Т-14 на ток 1п = 4 ч- 60 А, класс точности 4; термовольтамперметр Т-16 на напряжение Ua = 0,75 -г- 60 В, класс точности 1,5 и др.

В термовольтметре Т-17 (рис. 3-29) применение вакуум­ ного термопреобразователя ТВБ на 1 мА и фотокомпеисационного усилителя с пределом 40 мкВ позволило значи­ тельно уменьшить ток в нагревателе, увеличить входное сопротивление до 10 кОм на!1 В и увеличить перегрузоч­ ную способность. Рассмотрим работу прибора.

98

Ток / в нагревателе ТВБ пропорционален измеряемому

сируют друг друга. Показание выходного миллиампер­ метра тА равно нулю.

При включении измеряемого напряжения Ux в гальва­ нометре пойдет ток. Перемещение светового луча, отражен­ ного зеркальцем гальванометра, по поверхностям фото­ резисторов вызовет увеличение сопротивления одного фото­ резистора и уменьшение другого. Вследствие этого ток I t не будет равен току / 2 , и через измеритель тА пойдет ток, равный их разности. Таким образом, показания милли­ амперметра зависят от напряжения Ux. Сопротивление гк является элементом обратной связи, которая обеспечивает стабильность усиления. Через конденсаторы Сх и С2 могут проходить переменные составляющие выпрямленных токов

В термовольтметре Т-17 успешно решена задача получе­ ния высокой чувствительности к напряжению при весьма малой мощности потерь. Прибор весьма устойчив к перегруз­ кам и имеет класс точности 1,0.

Термоэлектрические вольтметры Т-131 и Т-132 представ­ ляют собой модернизированные термовольтметры Т-17.

Положительные свойства термоэлектрических прибо­ ров: высокая чувствительность, независимость показаний от частоты.

Отрицательные свойства: относительно невысокая точ­ ность, зависимость показаний от температуры окружающей среды, значительная мощность потерь.

3-8. А М П Е Р М Е Т Р Ы И ВОЛЬТМЕТРЫ Э Л Е К Т Р О М А Г Н И Т Н О Й СИСТЕМЫ

Наименование системы прибора определяется типом измерительного механизма, что относится и к электромагнит­ ным амперметрам и вольтметрам.

Электромагнитные амперметры имеют шкалы со значе­ ниями измеряемого тока, проходящего по неподвижной катушке прибора (§ 2-2).

Намагничивающая сила катушки при любом номиналь­ номтоке составляет 200—300 А, следовательно, при номи­ нальном токе 5 А прибор имеет 40—60 витков. Электро­ магнитные амперметры изготовляются на номинальный ток до 300 А, так как при больших токах могут наблюдаться нагрев обмотки и магнитные влияния подводящих проводов с током. Шуиты для расширения предела измерения тока не применяются вследствие большого падения напряжения в катушке (до 400 мВ).

Катушки многопредельных амперметров состоят из двух пли четырех секций, которые при помощи переключателя

100

настолько большом по сравнению с ©L, что в выражеппи (3-22) членом со/, можно пренебречь. Таким образом, доба­ вочный резистор служит не только для расширения преде­ лов измерения и компенсации влияния температуры, что было показано выше, в § 3-3, но и для компенсации влияния частоты на показания вольтметра.

Вольтметры изготовляются па различные номинальные

частоты вследствие больших значений индуктивности катуш­ ки, и поэтому они могут применяться при частоте, не пре­ вышающей 100—200 Гц.

Применение сердечников из пермаллоя повышает точ­ ность электромагнитных приборов за счет уменьшения

магнитные амперметры- и вольтметры класса точности 0,5. Положительные свойства электромагнитных приборов:

простота конструкции, пригодность для постоянного и пере­ менного тока, устойчивость к перегрузкам.

Отрицательные свойства: зависимость показаний от внешних магнитных полей, значительная мощность потерь, неравномерность шкалы.

3-9. А М П Е Р М Е Т Р Ы И В О Л Ь Т М Е Т Р Ы ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОЙ И Ф Е Р Р О Д И Н А М И Ч Е С К О Й СИСТЕМ

Электродинамические амперметры и вольтметры имеют измерительный механизм системы того же названия (§ 2-3).

Подвижная катушка измерительного механизма должна быть легкой (для уменьшения погрешности от трения) и, следовательно, изготовляться из провода малого сечения, рассчитанного обычно на ток 30—60 мА. Неподвижная катушка, масса которой не влияет на погрешность прибора, выполняется из провода, сечение которого определяется номинальным током прибора, имеющим значение от несколь­ ких миллиампер до 5 А и выше. Неподвижная катушка может состоять из нескольких переключаемых секций (рис. 3-30).

101