Шунты и добавочные сопротивления. Назначение. Расчёт

При сборке, регулировке и испытании приборов требуется измерять напряжение, величину и частоту тока в электрических цепях прибора, а также сопротивление, емкость и пр. Эти измерения производятся при помощи так называемых электроизмерительных приборов — амперметров, вольтметров, омметров, частотомеров и др. Для измерения напряжения и величины постоянного тока применяются одни приборы, для измерения напряжения и величины переменного тока — другие. Имеются приборы пригодные для измерения напряжения и величины как постоянного, так и переменного тока.

Всякий измерительный прибор, в том числе и электроизмериельный, каким бы совершенным он ни был, не может абсолютно точно показывать значение измеряемой величины. Разность между показанием прибора и действительным значением измеряемой величины называется абсолютной ошибкой, или погрешностью измерения. Погрешность показаний прибора, получающаяся при так называемых нормальных условиях (температура 20°±5°С, давление 760 мм рт. ст. и т. д.) и при постукивании по прибору (для устранения влияния трения на показание прибора), называется основной ошибкой прибора. Основная ошибка, выраженная в процентах от диапазона шкалы прибора, называется классом точности прибора. Электроизмерительные приборы изготовляются следующих классов точности: 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5 и др. Класс точности указывается на циферблате прибора. Если, например, вольтметр класса точности 0,5 имеет шкалу от 0 до 50 в, то его основная ошибка не превышает

Для измерения величины тока применяют амперметры, миллиамперметры и микроамперметры в зависимости от того, как велик измеряемый ток. Один миллиампер (сокращенно ма или mA) равен одной тысячной, а один микроампер (сокращенно мка или μA) — одной миллионной доле ампера.

При измерении токов большей величины, чем те, на которую рассчитан амперметр, применяются шунты. Ш у н т — это сопротивление, которое включается последовательно в цепь измеряемого тока. Параллельно сопротивлению шунта присоединяют зажимы амперметра А (рис. 1); чтобы через амперметр прошла меньшая часть измеряемого тока, сопротивление шунта должно быть меньше сопротивления амперметра.

Рис. 1. Схема включения амперметра (без шунта и с шунтом) и вольтметра (без добавочного сопротивления и с добавочным сопротивлением). 1 — шунт; 2 — добавочное сопротивление; I — измеряемый ток; I_ш — ток, протекающий через шунт; I_a — ток, протекающий через амперметр.

Сопротивление шунта выбирают в зависимости от того, какую часть тока хотят пропустить через амперметр, Если надо, чтобы через амперметр прошел ток, в n раз меньший измеряемого тока, то сопротивление шунта

где R_А — сопротивление амперметра.

При пользовании шунтом величина измеряемого тока (см. рис. 1)

I=nI_Aб, где I_А — показание амперметра (величина тока, протекающего через амперметр).

Напряжение в зависимости от его величины измеряется вольтметрами или милливольтметрами. Один милливольт (сокращенно мв или mV) равен одной тысячной доле вольта. Для измерения напряжения переменного тока часто применяется так называемый ламповый вольтметр, имеющий несколько диапазонов измерения и обладающий большим внутренним сопротивлением. Внутреннее сопротивление вольтметра должно быть значительно больше сопротивления участка цепи, на котором измеряется напряжение, чтобы вольтметр не повлиял на распределение токов и напряжений в электрической цепи.

Если данным вольтметром требуется измерить напряжение, превышающее наибольшее напряжение, которое можно им измерять, т. е. превышающее верхний предел измерения прибора, то последовательно с вольтметром включается так называемое добавочное сопротивление. В этом случае вольтметр V с добавочным сопротивлением подключают параллельно к тем точкам цепи, напряжение между которыми необходимо измерить (см. рис. 1). Добавочное сопротивление необходимо, чтобы ток, проходящий через прибор, не превышал допустимой величины. Величина добавочного сопротивления определяется по формуле

R_Д=R_B(m-1), где R_Д — величина добавочного сопротивления; R_В — сопротивление вольтметра; m — число, показывающее, во сколько раз измеряемое напряжение превышает наибольшее напряжение, которое можно измерять данным вольтметром без добавочного сопротивления.

При пользовании добавочным сопротивлением измеряемое напряжение

U=mU_B, где U_В — показание вольтметра.

Часто для измерения напряжения и силы тока, а также величины сопротивлений применяются комбинированные электроизмерительные приборы, называемые тестерами.

Поиск по сайту: