Файл: Быков М.А. Электрические измерения электрических величин [учеб. пособие].pdf

прибор измеряет среднее значение тока за период или «нуле­

Однако изменение упругих свойств пружинок и изменение магнитного потока практически взаимно компенсируются, так

ся удельный момент закручивания пружинок, т. е. пропорцио­ нально уменьшаются и УИвр и Мпр.

Значительно большее значение может иметь изменение сопротивления обмотки рамки, так как температурный коэф­ фициент меди или алюминия достаточно велик (4% на 10°С).

Для уменьшения температурных влияний на показания прибора пользуются схемами температурной компенсации, рассмотренными ниже на примере амперметров.

Ниже рассматриваются амперметры, вольтметры и логометры магнитоэлектрической системы, широко применяющие­ ся в цепях постоянного тока для измерения силы тока, на­ пряжения и сопротивления.

А м п е р м е т р ы

Амперметры — это приборы, предназначенные для измере­ ния тока. Амперметры включаются в электрическую цепь по­ следовательно с нагрузкой, ток которой они измеряют (рис. Ш-12).

При измерении малых токов, порядка милли- и микроам­ пер, измерительный механизм включается в цепь последова­ тельно, так что весь измеряемый ток протекает через рамку прибора.

При измерении больших токоів, на которые не рассчитан провод рамки и которые не могут быть пропущены в рамку че-

78

рез спиральные пружинки, измерительный механизм включа­ ется в цепь параллельно шунтирующему сопротивлению, как это показано на рис. I I 1-13.

У амперметров с шунтом измеряемый ток проходит по двум параллельным ветвям—шунту /?„, и цепи измерительного ме­ ханизма /?и м . Обозначим через / измеряемый ток и через /и м —номинальный тон измерительного механизма

R + R

Амперметры выпускаются на один или несколько пределов. В многопредельном амперметре каждому пределу измерений соответствует определенное шунтирующее сопротивление, включаемое параллельно измерительному механизму.

На воздействие температуры амперметры с шунтами и без шунтов реагируют по-разному.

Вамперметрах без шунтов, измеряющих малые токи, тем­ пературная погрешность практически не возникает, так как весь ток целиком проходит через рамку прибора.

Вамперметрах с шунтами изменение температуры окру­ жающей среды вызывает перераспределение токов в парал­ лельных ветвях с Rm и /?и м . Сопротивление шунтов обычно

выполняется из манганина — материала, обладающего нич­ тожным температурным коэффициентом, которое практически не меняется с температурой, в то время как сопротивление рамки меняется значительно. Поэтому с изменением темпера­ туры нарушается соотношение токов, при котором производи-

79

лась градуировка прибора, и возникает температурная по­ грешность.

Для уменьшения температурных влияний в схемах с шун­ тами пользуются температурной компенсацией.

На рис. 111-14 приведены две схемы с температурной ком­ пенсацией, нашедшие широкое применение в магнитоэлектри­

меньше, чем при отсутствии этого сопротивления. Таким обра­ зом можно снизить температурную погрешность до 14-2% на

Рис. 111-14

Схема рис. 111-14, б применяется в амперметрах высокого класса точности. Ток в рамке находится в сложной зависимо­ сти от всех сопротивлений, входящих в последовательно-па­ раллельную схему, приведенную на рисунке. Подбором сопро­ тивлений Rl и R, выполненных из манганина, и R2, выполнен­ ного из меди, добиваются того, чтобы ток / менялся незначи­ тельно в довольно широком диапазоне температур и темпера­ турная погрешность не превышала допустимую по ГОСТ для каждого класса точности прибора.

В о л ь т м е т р ы

Вольтметры включаются в электрическую цепь параллельно сопротивлению нагрузки, напряжение на которой они измеря­ ют (рис. III-15). Магнитоэлектрический измерительный меха­ низм вольтметра включается последовательно с добавочным сопротивлением, как это показано на рис. III-16.

Для расчета добавочного сопротивления /?д о б необходимо знать собственное сопротивление рамки измерительного меха-

80

низма / ? и м , падение напряжения на рамке, отклоняющее стрел­ ку на всю шкалу, UnM и напряжение, на которое ведется рас­ чет, U.

тивление делается из манганина и монтируется обычно внутри прибора. В некоторых случаях пользуются и наружными до­ бавочными сопротивлениями.

Вольтметры выпускаются промышленностью на один и не­ сколько пределов. В многопредельных вольтметрах добавоч­ ное сопротивление состоит из нескольких, последовательно включенных сопротивлений, которые могут быть включены в той или иной комбинации в зависимости от выбранного преде­ ла измерения прибора.

Поскольку величина.добавочного сопротивления во много раз больше сопротивления рамки, а температурный коэффи­ циент манганина практически весьма близок к нулю, общий температурный коэффициент схемы получается ничтожно ма­ лым и температурной погрешностью вольтметра во многих случаях можно пренебречь.

Милливольтметры, в которых нет возможности включения значительных добавочных сопротивлений,' требуют примене­ ния особой схемы температурной компенсации.