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

Если при измерении напряжения энергия потребле­ ния вольтметра должна быть мала, то применяются элек­ тростатические или выпрямительные вольтметры.

Средние и большие переменные токи измеряют ампер­ метрами, включаемыми через измерительные трансформа­ торы тока, а малые переменные токи — термоэлектриче­ скими, выпрямительными, электронными и вибрацион­ ными гальванометрами. Эти же приборы используют в ка­ честве нулевых индикаторов. Вместо перечисленных галь­ ванометров можно использовать компараторы.

Компаратор — это прибор сравнения, основанный на применении измерительного преобразователя, на который

одинаково воздействуют переменные и постоянные элек­ трические величины. Установив равенство измеряемой переменной величины с постоянной, последнюю, а следо­ вательно, и первую можно определить с высокой точностью, например, с помощью компенсатора постоянного тока.

Запись токов и напряжений Производится самопишу­ щими приборами в цепи постоянного тока — магнито­ электрической системы, а в цепях переменного тока —• ферродинамической системы.

В трехфазных цепях в большинстве случаев ограни­ чиваются измерением одного из линейных токов и одного из линейных напряжений, причем измерения произво­ дятся так же, как и в однофазных цепях. В цепях низ­ кого напряжения для измерения трех линейных напряже­ ний иногда применяется один вольтметр с переключа­ телем (рис. 5-36).

Для измерения трех линейных токов- в трехфазной трехпроводной цепи с применением трансформаторов тока достаточно иметь два трансформатора (рис. 5-37). Это

175

I

непосредственно следует из свойства суммы линейных токов

IA + + ic = 0.

Таким образом, сумма двух линейных токов равна третьему линейному току, взятому с обратным знаком, например £д + гв = — ic (рис. 5-37).

Для измерения трех линейных напряжений трехфаз­ ной трехпроводной цепи с применением трансформаторов напряжения достаточно двух трансформаторов, что непосред­ ственно вытекает из свойств суммы линейных напряжений:

При синусоидально-изменяющейся величине коэффи­ циенты формы кривой кф и амплитуды ка имеют опреде­ ленные постоянные значения кф — U/Ucv = 1,11 и к& — = Um/U = 1^2 = 1,41, поэтому, измерив одно из трех указанных выше значений измеряемой величины, легко определить остальные. Например, если вольтметр изме-

176

тупой будет кривая измеряемой величины, тем ближе она

циенты кф и к"а по сравнению с кф и /са для синусоиды. При несинусоидальной кривой измеряемой величины

вольтметры (амперметры) различных систем ведут себя по-разному: 1) у приборов электромагнитной, электро­ динамической, электростатической, термоэлектрической и частично электронной систем угол поворота определяется действующим значением измеряемой величины; 2) у при­ боров выпрямительной и частично электронной систем угол поворота определяется средним значением измеряе­ мой величины; 3) у амплитудных вольтметров электрон­ ной системы — максимальным значением измеряемой ве­ личины.

На шкалах всех вольтметров и амперметров наносятся действующие значения измеряемой величины при синусои­ дальной форме кривой. Поэтому, например, при включе­ нии в цепь с несинусоидальным напряжением вольтметра первой из указанных групп он покажет 220 В, а это оз­

если вольтметр третьей группы покажет 220 В, то это оз­

в зависимости от того, какое значение необходимо опре­ делить, следует выбирать прибор соответствующей группы, т. е. системы, иначе полученные результаты могут ока­ заться неправильными.

Входное сопротивление любого измерительного при­ бора содержит активную, индуктивную и емкостную со­ ставляющие. Эквивалентная схема магнитоэлектрических, электромагнитных, электродинамических и термоэлектри­ ческих приборов дана на рис. 5-39, а электростатических,

177

электронных н выпрямительных приборов — на рис. 5-40.

ские и электромагнитные приборы применяются для из­

возможно.

Включение измерительного прибора в цепь может из­ менить эквивалентное сопротивление цепи, режим ра­ боты ее, а следовательно, изменить измеряемую величину. Значительное изменение режима работы цепи может про-

178

изойти в связи с явлением резонанса. Например, включе­ ние измерительного прибора в контур, настроенный в ре­ зонанс, или на зажимы его (рис. 5-41) может расстроить резонанс и резко измеппть измеряемую электрическую величину.

При измерениях в цепях высокой частоты следует стремиться к тому, чтобы прибор находился под потен­ циалом, близким к потенциалу земли, в противном слу­ чае неизбежны погрешности измерений из-за влияния токов утечки.

На рис. 5-42 дана неправильная схема ^включения тер­ моэлектрического " амперметра в цепь. При напряжении

емкостях 1 пФ ток, идущий через каждую пз емкостей, бу­ дет равен примерно 60 мА. Следовательно, ток амперметра будет на 60 мА меньше тока источника питания и на такую же величину больше тока в нагрузке.

Если включить тот же амперметр между точками 1' и 2', то вследствие ничтожной разности потенциалов между точками включения и землей токи через входные емкости проходить не будут.

Если нельзя включить прибор в участок с низким по­ тенциалом относительно земли, то для уменьшения по­ грешности измерения можно прибор поместить в металли­ ческий экран (рис. 5-43 и 5-44). Соединив экран с одним из зажимов прибора, получим разность потенциалов между прибором и экраном, равную нулю; не будет и тока через входные емкости между прибором и экраном. Поэтому

~при соединении по схеме, показанной на рис. 5-43, в при­ боре и нагрузке будет проходить один и тот же ток, а при

179