Файл: Черкасов А.Л. Радиотовары учебник.pdf

Термоэлектрическая система представляет собой комбинацию термоэлемента и магнитоэлектрического прибора. Принцип действия термоэлектрического из­ мерительного прибора сводится к следующему. Изме­ ряемый ток проходит через металлическую нить и на­ гревает присоединенный к нити спай проводников различных металлов, образующих термопару, .разви­ вая постоянную по направлению ЭДС, которая вы­ зывает отклонение стрелки милливольтметра магни­ тоэлектрической системы, подключенного к холодным концам термопары. Термоэлектрические приборы при­ меняют главным образом в цепях повышенной и вы­ сокой частоты.

Взависимости от назначения все приборы разде­ лены на 16 групп, которые обозначают прописными буквами русского алфавита:

А — приборы для измерения тока;

В— приборы для измерения напряжения;

М — приборы для измерения мощности;

Ч— приборы для измерения частоты;

Ф— приборы для измерения сдвига фаз и времени запаздывания;

Л— приборы для измерения параметров электро­ вакуумных и полупроводниковых приборов и т. д.

Каждая группа состоит из нескольких подгрупп, обозначаемых цифрами по порядку. В подгруппах модели прибора различаются порядковыми номерами

истепенью модернизации. Перед порядковыми номе­ рами ставится черточка (дефис), например В2-1, А4-7

ит. д. В обозначении модернизированных приборов после номера модели добавляется прописная буква

русского алфавита: А — первая модернизация, Б — вторая и т. д. Например, МЗ-2Б означает: измери­ тель поглощаемой мощности, вторая модель, вторая модернизация.

РАДИОИЗМЕРЕНИЯ

К важнейшим электрическим величинам, которые необходимо измерять, относятся следующие:

ток (/) постоянный или переменный, измеряемый амперметрами;

34

напряжение ( U) постоянное или переменное, из­ меряемое вольтметрами;

электрическая мощность постоянного тока (P —IU) и активная мощность переменного тока (P —IUcosq>)-, электрическая энергия (W) постоянного или пере­

менного токов, измеряемая счетчиками;

частота переменного тока (f), измеряемая часто­ томерами;

сопротивление (R), измеряемое мостовыми схе­ мами или омметрами.

Измерение тока

Для измерения величины тока, текущего в какойлибо цепи, эту цепь разрывают, а менаду точками раз­ рыва включают измерительный прибор — а м п е р -

1

U

J

а

Рис. 13. Включение амперметра при измерении тока:

а — низкой частоты; б — высокой частоты

метр. Амперметры по классификации относятся к группе А; номер подгруппы показывает назначение амперметра, например А2... — для постоянного тока, АЗ... — для переменного тока, А4... — универсальные.

При измерении тока амперметр следует включать в месте наименьшего потенциала измеряемой цепи относительно земли (рис. 13).

Амперметры для измерения токов звуковой и вы­ соких частот должны иметь минимальные «паразит­ ные» параметры (собственную емкость и сопротивле­ ние). Чем меньше емкость и индуктивность между клеммами амперметра, тем выше собственная резо­ нансная частота и тем выше рабочая частота, при ко­ торой можно измерять ток.

Непосредственное измерение тока высокой часто­ ты затруднительно, поэтому измерение выполняют

приборами с преобразователями тока высокой ча­ стоты в энергию постоянного тока. Наиболее распро­ страненными приборами такого вида являются т е р ­ мо а м п е р м е т р ы.

Термоамперметр состоит из термопреобразователя и индикатора. Термопреобразователь представляет собой одну или несколько термопар. В качестве инди­ катора применяют прибор постоянного тока, обычно магннтоэлектрическ и й

им величины тока пли напряжения. Существуют ам­ перметры на 1 А, 5 Л, 10 А и т. д. Но всегда оказыва­ ется возможным расширить предел измерения данного

сит название ш у н т а (рис. 14). В данном примере соп­ ротивление шунта должно равняться сопротивлению амперметра. Если бы с помощью амперметра на 5 А надо было измерить токи в цепи до 20 А, то для этого необходимо было бы пользоваться шунтом с сопротив­ лением в 3 раза меньшим сопротивления амперметра. Тогда ток в 20 Л распределился бы на ток 5 Л в ам­ перметре и 15 Л в шуите. В этом случае благодаря шунтированию цена деления амперметра увеличивает­ ся в 4 раза.

Сопротивление шунта легко рассчитать, исполь­ зуя для этого закон распределения токов при парал­ лельном соединении проводников:I

36

где / а — ток в амперметре; / ш — ток в шунте;

Да— сопротивление амперметра; Дга— сопротивление шунта.

Для измерения токов на высоких частотах приме­ няют только реактивные шунты, которые позволяют создать измерительную цепь, в определенных преде­ лах не зависящую от частоты. В качестве реактивных шунтов используют катушки индуктивности или кон­

формуле

Величину тока при емкостном шунте определяют по формуле

/ = / пр

Измерение напряжения

Приборы, измеряющие напряжение, — в о л ь т ­ ме т р ы — присоединяются параллельно участку цепи, на котором измеряется падение напряжения (рис. 16). К вольтметрам предъявляют следующие основные требования: широкие пределы измерения; широкий диапазон частот, в котором можно выполнять измере­ ния;- большие входные сопротивления — активные и реактивные.

37

Все многообразие применяющихся в радиоизмере­ ниях вольтметров можно разбить на два класса: стре­ лочные и цифровые. У стрелочных вольтметров пока­ зания считываются со шкалы против остановившейся стрелки; у цифровых — результаты измерений появ­ ляются в виде светящихся цифр на передней панели прибора.

Наибольшее распространение получили стрелоч­ ные вольтметры следующих систем: термоэлектриче­ ские, электростатические, детекторные и ламповые.

В последнее время уделяется большое вни­ мание повышению точно­ сти и быстроте измерения напряжения. Стрелоч­ ные вольтметры в силу инерционности магнито-

вольтметров составляет не более 2—3%.

Решением вопроса является создание новых изме­ рительных приборов, так называемых цифровых вольт­ метров. Эти вольтметры предназначаются для изме­ рения постоянного или медленно меняющегося напря­ жения. Для измерения переменного напряжения его предварительно нужно преобразовать в постоянное.

Основным конструктивным узлом цифрового вольт­ метра является преобразователь измеряемого напря­ жения в цифровой код. В этом преобразователе величина измеряемого напряжения сравнивается с об­ разцовым . (опорным) напряжением, которое выраба­ тывается в схеме вольтметра. В момент равенства измеряемого и образцового напряжений преобразо­ ватель выдает некоторую комбинацию импульсов, или, как говорят, вырабатывает код. Этот код посту­ пает на цифровой визуальный индикатор и вызывает в последнем вспышку цифр, соответствующих значе­ нию измеряемой величины. Точность измерений до­ стигает 0,1—0,01%, пределы измерений — от 1 мВ до

1000 Bt

38

Для расширения пределов измерения стрелочного вольтметра и приспособления его таким образом к измерению напряжений больших, чем те, на кото­ рые он рассчитан, к нему надо последовательно при­ соединить проводник с добавочным сопротивлением. Так как при последовательном соединении проводни­ ков напряжения на отдельных участках цепи пропор­ циональны сопротивлениям этих участков, то вели­ чину добавочного сопротивления легко рассчитать по формуле

где Ддоб — добавочное сопротивление; Р в — сопротивление вольтметра; U— измеряемое напряжение;

Ub — напряжение на зажимах вольтметра.

Измерение мощности

Потребляемую мощность в случае, когда нагрузка представляет чисто активное сопротивление, можно определить косвенным путем, измерив ток и напря­ жение, так как мощность Р есть произведение силы тока на напряжение:

P = U-I.

При известном значении активного сопротивления потребляемую мощность можно определить по пока­ занию одного амперметра:

P = P - R в-

При согласованной нагрузке можно определить мощность по показаниям одного вольтметра:

39

Измерение сопротивления

Для измерения электрического сопротивления слу­ жит прибор — о мме т р . Величина измеряемого со­ противления указывается непосредственно на шкале, градуированной в омах. Омметр представляет собой вольтметр с вмонтированным в тот же ящик источни­ ком тока — сухой батареей — для измерения неболь­ ших сопротивлений, например изоляции.

Омметры весьма удобны в обращении, позволяют быстро и просто измерять сопротивления от десятых долей ома до сотен мегом. Недостаток этих прибо­ ров — невысокая точность.

Измерить сопротивление можно косвенным путем. По вольтметру и амперметру определяют величины падения напряжения на измеряемом сопротивлении и ток, протекающий по нему, затем по закону Ома вычисляют сопротивление

В радиотехнической практике широко применяют

бой компактные переносные приборы, заменяющие несколько приборов, необходимых при налаживании и ремонте радиоаппаратуры. Авометры предназна­ чены для измерения токов, напряжений и электриче­ ских сопротивлений. Прибор позволяет измерять ве­ личину постоянного тока, напряжение постоянного тока, напряжение переменного тока низких частот, электрическое сопротивление. Для каждого вида ра­ боты установлены пределы, определяющие возмож­ ность измерения как малых, так и больших электри­ ческих величин. Промышленность выпускает не­ сколько разновидностей авометров: ТТ-1, ТТ-2, Ц-20. Наибольшее распространение получил авометр типа

рений. Каждое из остальных гнезд соответствует обо­ значенному возле него пределу измерений и присо­ единяется к цепи только при работе на этом пределе.

40