Какой из электроизмерительных приборов включается параллельно потребителю

Какой измерительный прибор в электрической цепи подключается параллельно нагрузке?

Википедия Значение слова в словаре Википедия
Вольтметр ( вольт + гр. μετρεω измеряю) — измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения напряжения или ЭДС в электрических цепях. Подключается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии. Идеальный вольтметр должен обладать .

Энциклопедический словарь, 1998 г. Значение слова в словаре Энциклопедический словарь, 1998 г.
прибор для измерения электродвижущей силы или напряжения (в мкВ, мВ, В, кВ) в электрических цепях; включается параллельно нагрузке.

Примеры употребления слова вольтметр в литературе.

Третья камера удивила Шульгина тем, что в ней на полу, на грубых деревянных стеллажах, на площадке двухосной железнодорожной платформы громоздились явно электрические приспособления — электромоторы, распределительные щиты, мотки бронированного кабеля, всевозможные амперметры, вольтметры и иные подобные устройства.

Огромная мраморная распределительная доска с вольтметрами, амперметрами, реостатами, предохранителями, индукторами и т.

Здесь не нужны ни барометры, ни ареометры, на вольтметры, ни осциллографы.

По всей панели задвигались стрелки приборов: показатель давления масла, вакуумметр, амперметр, вольтметр, указатель направления, искусственный горизонт, навигационные индикаторы.

Комната была в том виде, в каком он ее оставил: рабочий стол, паяльники, омметры, вольтметры, приборы для проверки ламп, мотки провода, коробки с запасными деталями, сломанный зонтик, который он собирался починить.

Он увидел пульты управления энергетической установкой, подачей топлива, ряды вольтметров, омметров, тахометров, рычагов, кранов, колес на кривошипах и почувствовал, что голова у него идет кругом.

Какой из электроизмерительных приборов включается параллельно потребителю

На схеме имеем источник тока, ключ, две лампочки и измерительные приборы. Как известно, вольтметр включается параллельно участку или элементу цепи, на котором измеряется напряжение, а амперметр последовательно (в разрыв цепи) с элементом цепи, сила тока через который измеряется этим амперметром.

Внутреннее сопротивление вольтметра очень большое, а идеального вольтметра — бесконечно большое, а амперметра — очень маленькое, у идеального амперметра внутреннее сопротивление равно нулю.

Электроизмерительные приборы

Электрическая цепь состоит из источника тока, потребителя энергии, соединительных проводов, измерительных приборов и вспомогательных устройств.

В настоящее время создано и используется на практике очень много самых разнообразных по назначению и конструкции электроизмерительных приборов. Чтобы разобраться во всем их многообразии, необходимо знать основы их классификации.

Существует ряд классификаций электроизмерительных приборов по различным признакам. Одна из них.

В зависимости от назначения и устройства приборы классифицируют:

1. по принципу действия – электромеханические, выпрямительные, термоэлектрические, электронные, электростатические, детекторные, тепловые;

2. по роду измеряемого тока – для измерения постоянного тока, переменного тока и универсальные;

3. по диапазону частот – низкочастотные, высокочастотные;

4. по виду получаемой информации – стрелочные (аналоговые), цифровые (дискретные);

5. по форме представления информации – показывающие, регистрирующие, самопищущие и печатающие.

Наиболее распространенными приборами электромеханического принципа действия, используемые в лабораториях университета, являются приборы магнитоэлектрической, электромагнитной и электродинамической систем.

Прибор магнитоэлектрической системы

Электроизмерительные приборы магнитоэлектрической системы (рис.11) предназначены для измерения силы тока и напряжения в цепях постоянного тока. Применяя, различные преобразователи и выпрямители, магнитоэлектрические приборы можно использовать в цепях переменного тока высокой частоты для измерения неэлектрических величин (температуры, давлений, перемещений и т.д.).

Принцип действия приборов магнитоэлектрической системы основан на взаимодействии магнитных полей создаваемых постоянным магнитом и измеряемым током, протекающим по катушке.

Приборы магнитоэлектрической системы состоят из постоянного магнита создающего постоянное магнитное поле, усиливаемое полюсными башмаками между которыми устанавливается катушка, изготовленная из алюминиевого каркаса и обмотки. На подвижной катушке закреплена показывающая стрелка, а её вращение уравновешивается спиральными пружинами.

В приборах магнитоэлектрической системы вращающий магнитный момент пропорционален силе проходящего по подвижной катушке тока. Противодействующий механический момент создаваемый спиральными пружинами, пропорционален углу закручивания, следовательно, угол отклонения катушки, и скрепленной с нею стрелки, будет пропорционален силе протекающего по обмотке тока.

Линейная зависимость между током и углом отклонения обеспечивает равномерность шкалы прибора. Корректор позволяет изменить положение закрепленного конца одной из спиральных пружин и тем самым производить установку прибора на нуль. Так как каркас подвижной катушки изготовлен из алюминия, то есть из проводника, то возникающие в нем при движении в магнитном поле индукционные токи создают тормозящий момент, что обуславливает быстрое успокоение.

В приборах магнитоэлектрической системы возможны следующие режимы работы:

1. Апериодический режим. Это такой режим, при котором подвижная катушка прибора под действием тока плавно подходит к положению равновесия, не переходя через него.

2. Периодический режим. Движение подвижной катушки прибора в этом случае происходит так, что, двигаясь к положению равновесия, она переходит через него и занимает его после нескольких колебаний.

3. Критический режим. Это такой режим, при котором подвижная катушка прибора под действием тока подходит к положению равновесия за кратчайшее время. Этот режим наиболее выгоден для работы.

Достоинствами магнитоэлектрических приборов являются: высокая чувствительность и точность показаний; нечувствительность к внешним магнитным полям; малое потребление энергии; равномерность шкалы; апериодичность (стрелка быстро устанавливается на соответствующем делении почти без колебаний).

К недостаткам приборов этой системы относятся: возможность измерения без дополнительных устройств физических величин только в цепи постоянного тока; чувствительность к перегрузкам.

Прибор электромагнитной системы

Электроизмерительные приборы электромагнитной системы (рис.12) предназначены для измерения силы тока и напряжения в цепях постоянного и переменного тока.

Принцип действия приборов электромагнитной системы основан на взаимодействии магнитного поля создаваемого протекающим по неподвижной катушке тока и подвижного железного сердечника.

Приборы электромагнитной системы состоят из неподвижной катушки, по которой протекает измеряемый ток, железного сердечника особой формы с отверстиями закрепленного эксцентрично на оси и имеющего возможность перемещаться относительно катушки, противодействующих спиральных пружин и воздушного успокоителя, представляющего собой камеру в которой перемещается алюминиевый поршенек.

Под действием магнитного поля неподвижной катушки подвижный сердечник стремясь, расположится так, чтобы его пересекало, возможно, больше силовых линий магнитного поля, втягивается в катушку по мере увеличения в ней силы тока. Магнитное поле катушки пропорционально току; намагничивание железного сердечника тоже увеличивается с увеличением тока. Поэтому можно приближенно считать, что в электромагнитных приборах создаваемый вращающий магнитный момент пропорционален квадрату тока. Противодействующий механический момент создаваемый спиральными пружинами пропорционален углу поворота подвижной части прибора, поэтому шкала электромагнитного прибора неравномерная, квадратичная.

В электромагнитных приборах при изменении направления тока меняется как направление создаваемого магнитного поля, так и полярность намагничивания сердечника. Поэтому приборы электромагнитной системы применяются для измерения физических величин в цепях как постоянного, так и переменного токов низких частот без дополнительных устройств.

Достоинствами приборов электромагнитной системы являются: возможность измерения физических величин в цепях как постоянного, так и переменного токов; простота конструкции; механическая прочность; выносливость в отношении перегрузок.

К недостаткам приборов этой системы относятся: неравномерность шкалы; меньшая точность, чем в магнитоэлектрических приборах; зависимость показаний от внешних магнитных полей.

Прибор электродинамической системы

Электроизмерительные приборы электродинамической системы (рис.13) предназначены для измерения силы тока, напряжения и мощности в цепях постоянного и переменного тока.

Принцип действия приборов электродинамической системы основан на взаимодействии магнитных полей создаваемых измеряемым током, протекающим по неподвижной и подвижной катушкам.

Приборы электродинамической системы состоят из жестко закрепленной неподвижной катушки, закрепленной на оси подвижной катушки (расположена внутри неподвижной катушки) с которой жестко связана стрелка, перемещающаяся над шкалой, противодействующих спиральных пружин и воздушного успокоителя.

Под действием магнитного поля неподвижной катушки и тока в подвижной катушке создается вращающий магнитный момент, под влиянием которого подвижная катушка будет стремиться повернуться так, чтобы плоскость ее витков стала параллельной плоскости витков неподвижной катушки, а их магнитные поля совпадали бы по направлению. В первом приближении вращающий магнитный момент, действующий на подвижную катушку, пропорционален как току в подвижной катушке, так и току в неподвижной катушке. Противодействующий механический момент создаваемый спиральными пружинами пропорционален углу поворота подвижной части прибора, поэтому шкала электродинамического прибора неравномерная. Однако подбором конструкции катушек можно улучшить шкалу, то есть получить равномерную шкалу.

При перемене направления тока в обеих катушках направление вращающего магнитного момента не меняется. Поэтому приборы электродинамической системы применяются для измерения физических величин в цепях как постоянного, так и переменного токов без дополнительных устройств.

В зависимости от назначения электродинамического прибора катушки внутри него соединяются между собой последовательно или параллельно. Если катушки прибора соединить параллельно и установить добавочное сопротивление (шунт – уменьшает сопротивление прибора до требуемого минимального значения), то он может быть использован как амперметр. Если катушки соединить последовательно и присоединить к ним добавочное сопротивление, то прибор может быть использован как вольтметр.

Приборы электродинамической системы используются для измерения потребляемой в цепи мощности – электродинамический ваттметр. Он состоит из двух катушек: неподвижной, с небольшим числом витков толстой проволоки, включенной последовательно с тем участком цепи, в котором требуется измерить расходуемую мощность, и подвижной, содержащей большое число витков тонкой проволоки и помещенной на оси внутри неподвижной катушки. Подвижная катушка включается в цепь подобно вольтметру, то есть параллельно потребителю, и для увеличения её сопротивления последовательно с ней вводится добавочное сопротивление. Отклонение подвижной части прибора пропорционально мощности и поэтому шкалу прибора градуируют в ваттах. Ваттметры электродинамической системы имеют равномерную шкалу.

Достоинствами приборов электродинамической системы являются: возможность измерения физических величин в цепях как постоянного, так и переменного токов; высокая точность. Электродинамические амперметры и вольтметры применяются главным образом в качестве контрольных приборов для измерений в цепях переменного тока.

К недостаткам приборов этой системы относятся: неравномерность шкалы у амперметров и вольтметров; чувствительность к внешним магнитным полям; большая чувствительность к перегрузкам.

Электростатический вольтметр

Электростатические приборы служат преимущественно для непосредственного измерения высоких напряжений в цепях постоянного и переменного токов – электростатический вольтметр (рис.14).

Принцип действия электростатического вольтметра основан на электростатическом взаимодействии заряженных проводников.

Электростатический вольтметр состоит из неподвижного электрода, представляющего собой металлическую камеру, подвижного алюминиевого электрода в форме пластинки закрепленного на оси, противодействующей спиральной пружины или системы растяжек, системы быстрого успокоения использующей постоянный магнит и светового указателя.

Измеряемое напряжение подводится одним полюсом к неподвижному электроду, а другим к подвижному электроду. Подвижный и неподвижный электроды заряжаются противоположными по знаку зарядами, и возникающая сила притяжения втягивает подвижный электрод внутрь неподвижного. Противодействующий механический момент создается упругими силами спиральной пружины или системы растяжек.

В электростатических приборах моменты, действующие на подвижную часть малы, поэтому для отсчета показаний прибора пользуются световым лучом, отраженным от небольшого легкого зеркальца, укрепленного на оси.

Угол поворота подвижного электрода зависит как от квадрата напряжения, так и от изменения емкости, поэтому шкала электростатического прибора неравномерная, квадратичная. Подбор размеров и формы электродов позволяет получить зависимость емкости от угла поворота постоянной.

Квадратичная зависимость угла поворота подвижного электрода от напряжения позволяет применять такие приборы для измерения не только постоянного напряжения, но и напряжения переменного тока (до частоты прядка 30МГц).

Электростатические приборы имеют малую входную емкость и высокое сопротивление изоляции; поэтому измерение постоянного напряжения происходит практически без потребления мощности самим прибором и с очень малым потреблением мощности при измерении переменного напряжения.

Электростатические вольтметры применяются для измерений высоких напряжений постоянного, а также переменного токов, причем при измерении высокого напряжения переменного тока не требуется применения специальных измерительных трансформаторов.

Электронные приборы

Приборы такой системы содержат одну или несколько электронных ламп и измерительный прибор магнитоэлектрической системы, соединенных в схему позволяющую производить измерения электрических величин(Ламповый милливольтметр В3–38Б рис.15).

Электронные приборы обладают большим входным сопротивлением, выдерживают достаточно большие перегрузки, но имеют малую точность измерений.

Цифровые измерительные приборы

В цифровых измерительных приборах (относятся к электронным приборам) непрерывно измеряемая величина или её аналог, то есть физическая величина, пропорциональная измеряемой, преобразуется в дискретную форму и результат измерения выводится в виде числа, появляющегося на отсчетном или цифропечатающем устройстве.

Достоинствами цифровых измерительных приборов являются: возможность измерения физических величин в цепях как постоянного, так и переменного токов без дополнительных устройств; быстродействие и устойчивость к помехам. Наличие цифрового отсчетного устройства исключает погрешность отсчета измеряемой величины.

Примером многопредельного комбинированного универсального цифрового полупроводникового прибора является вольтметр В7–22А рис.16. Данный прибор используется в цепях как постоянного, так и переменного токов для измерения напряжения, силы тока и сопротивления в широких пределах.

На передней панели полупроводникового вольтметра В7–22А расположены кнопки, нажатием которых, можно выбрать диапазон измерения (например, от 0 до 0,2; от 0 до 2; от 0 до 20 и т.д.) и измеряемую физическую величину (например, напряжение V в вольтах, силу тока mA в миллиамперах, сопротивление kΩ в килоомах).

Многопредельные приборы

Измерительный прибор, электрическую схему которого можно переключать для изменения интервалов измеряемой физической величины, называется многопредельным (рис.17). В случае амперметров изменение пределов измерений достигается включением различных дополнительных сопротивлений называемых шунтами (рис.18а), в случае вольтметров – включением добавочных сопротивлений (рис.18б) расположенных внутри многопредельного прибора.

Применение многопредельных приборов связано с тем, что часто требуется измерять электрические величины в очень широких пределах с достаточной степенью точности в каждом интервале (электромеханические приборы обеспечивают высокую точность, если снимаемые показания находятся в третьей четверти шкалы). В этом случае многопредельный прибор заменяет несколько однотипных приборов с различными пределами измерения.

Например, при снятии анодных характеристик ламповых и полупроводниковых диодов величина анодного тока, в зависимости от анодного напряжения, может изменяться в пределах от 0 до 5А. Если измерения производить прибором (рис.17), шкала которого рассчитана на 5А, то небольшие токи будут измерены таким прибором с большой погрешностью.

1. Шкала прибора;

2. Зеркало, позволяющее исключить погрешность параллакса;

3. Переключатель пределов измерений;

4. Клеммы, предназначенные для подключения прибора в электрическую цепь.

Пусть класс точности прибора γ=0,5. Тогда абсолютная погрешность определится из условия:

.

При измерении тока в 4А относительная погрешность составит

.

Если измерить тем же прибором в данном пределе ток в 0,8А, то относительная погрешность возрастет в 5 раз

.

В таких случаях многопредельные приборы переключают на меньший предел измерения, чтобы стрелка отклонилась на максимальный угол, но не выходила за пределы шкалы, то есть прибор следует включить так, чтобы относительная погрешность измерения была минимальной.

Многопредельные приборы снабжаются несколькими шкалами. В этом случае отсчет производится по шкале, соответствующей включению прибора. Если многопредельный прибор имеет одну шкалу, то нахождение измеряемой величины связано с пересчетом. Пересчет состоит в определении переводного коэффициента, которым является цена деления шкалы для данного предела измерений, на который следует умножить отсчет по прибору для того, чтобы получить значение измеряемой величины в соответствующих единицах.

Например, если переключатель измерения силы тока установлен в пределах от 0 до 5А (рис.17) то цена деления прибора равна

.

В этом случае если стрелка прибора расположена на 41 делении, то сила измеряемого тока равна 41·0,1 = 4,1А.

Если переключатель измерения силы тока установлен в пределах от 0 до 2,5А то цена деления прибора равна

.

В этом случае если стрелка прибора расположена на 41 делении, то сила измеряемого тока равна 41·0,05 = 2,05А.

Если переключатель измерения силы тока установлен в пределах от 0 до 1А, то цена деления прибора равна

.

В этом случае если стрелка прибора расположена на 41 делении, то сила измеряемого тока равна 41·0,02 = 0,82А.

Наряду с электромеханическими, электронными и цифровыми приборами в лабораторных работах широко используются электронные осциллографы, генераторы сигналов звуковой частоты, блоки питания, реостаты, потенциометры, магазины сопротивлений, добавочные сопротивления и шунты.

Электронный осциллограф

Электронный осциллограф – прибор для графического изображения функциональной зависимости между двумя или более величинами, характеризующими какой–либо физический процесс.

Основной частью осциллографа является электронно-лучевая трубка (ЭЛТ). ЭЛТ состоит из стеклянного болона, из которого выкачан воздух до давления порядка 10 -8 мм.рт.ст. рис.19.

Источником электронов служит катод 2, подогреваемый спиралью 1. Фокусирующий цилиндр 3, регулирует количество вылетающих в единицу времени электронов, то есть яркость пятна на экране. Потенциал фокусирующего цилиндра отрицательный, его иначе называют управляющим электродом. Аноды 4 и 5 ускоряют и фокусируют электроны, концентрируют их в узкий пучок. Подогреватель 1, катод 2, фокусирующий цилиндр 3 и оба анода 4 и 5 образуют так называемую электронную пушку, а фокусирующий цилиндр 3 и система анодов 4 и 5 фокусирующую систему. Выходя из второго анода, электронный пучок проходит между двумя парами пластин 6 и 7 – это вертикально и горизонтально отклоняющие пластины. Между катодом и первым анодом приложено напряжение порядка 10 3 В, электроны ускоряются. Второй анод имеет потенциал выше первого и фокусирует электроны. Между катодом и вторым анодом напряжение составляет 2…5 кВ.

На передней панели электронного осциллографа С1–68 (рис.20) расположены управляющие лучом устройства, позволяющие регулировать фокус, яркость, синхронизировать исследуемый сигнал, перемещать луч вдоль оси Х и Y.

Генераторы сигналов звуковой частоты

Генератор сигналов низкочастотный Г3–109 представляет собой источник переменного напряжения звуковой частоты в пределах от 17,7 до 200000 Гц (рис.21).

На передней панели звукового генератора находится:

1. Тумблер подключения прибора к сети “вкл.” – “откл.”.

2. Вольтметр на выходе генератора является индикатором напряжения (Регулятор амплитуды напряжения грубой и тонкой настройки).

3. Ручка переключения предела частот (множитель частоты) на четыре положения:

17,7–200 Гц; 177–2000 Гц; 1770–200000 Гц.

4. Лимб со шкалой (главный регулятор частоты), поворачивая который избирается нужная частота.

5. Клеммы – выход звукового генератора, к которым подключается нагрузка.

35. Основные определения и понятия: электроснабжение, электрическая сеть, энергетическая система.

Системой электроснабжения называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии.

Системы электроснабжения создают для обеспечения литания приемников электроэнергии, к которым относят: электродвига­тели различных механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осве­тительные установки и др.

Энергетической системой называют совокупность электростан­ций, подстанций и приемников электроэнергии, связанных меж­ду собой линиями электрической сети.

Электрической системой называют часть энергетической систе­мы, состоящую из генераторов, распределительных устройств, повысительных и понизительных подстанций, линий электрической сети и приемников электроэнергии (рис. 1.1).

Различие между энергетической и электрической системами заключается в том, что в электрическую систему не входит тепло­вая или гидравлическая часть энергетической системы, т.е. часть, относящаяся к первичнымдвигателям и устройствам, которые обеспечивают их питание.

Электрическими сетями называют части электрической систе­мы, состоящие из подстанций и линий различных напряжений. Электрические сети подразделяют по напряжению (табл. 1.1 и1.2).

Электрическая сеть служит для передачи электроэнергии от мест ее производства к местам потребления и распределения между потребителями.

Электрическая сеть состоит из системы проводов, надлежащим образом изолированной и снабженной соответствующими аппа­ратами и приборами для переключений, измерений, трансфор­маций и регулирования напряжений и т.п.

Линии, связывающие электростанцию с понизительной под­станцией, называют линиями электропередачи.

Рис. 1.1. Схема электрической системы

Электрическую часть всех вновь сооружаемых, реконструиру­емых, технически перевооружаемых промышленных предприятий и гражданских зданий выполняют в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ).

К промышленным предприятиям относят заводы (в том числе опытные заводы научно-исследовательских институтов), комби­наты, фабрики, шахты, карьеры, производственные и ремонт­ные базы, типографии, предприятия железнодорожного, водного, воздушного, трубопроводного и городского транспорта и др. К гражданским зданиям относят жилые и общественные объекты. Действующими считают электроустановки, которые имеют источники электроэнергии (в том числе химические, гальванические и др.) и находятся под напряжением полностью либо частично, или такие, на которые в любой момент времени может быть пода­но напряжение включением коммутационной аппаратуры.

Электроснабжение предприятий разделяют на внешнее и внут­реннее.

Под внешним электроснабжением понимают комплекс со­оружений, обеспечивающих передачу электроэнергии от выбран­ной точки присоединения к энергосистеме до приемных подстанций предприятий или гражданских зданий.

Внутреннее электроснабжение — это комплекс сетей и подстанций, расположенных, как правило, на территории предпри­ятия и в его цехах.

36. Структурная схема электроэнергетической системы. Классификация электроприемников по категориям надежности электроснабжения.

С целью повышения надежности электроснабжения потребителей и получение определенного экономического эффекта электростанции включаются на параллельную работу в энергосистемы, которые в свою очередь в течение развития образовывают енергообъединения и объединенные энергосистемы. Последние составляют основу системы электрификации будь которой страны. Объединение электростанций в энергосистемы дает ряд преимуществ:

— повышается надежность электроснабжения потребителей;

— уменьшается необходимый уровень мощности в системе;

— улучшаются условия загрузки генерирующих агрегатов благодаря выравниванию графику их нагрузка и снижению максимального нагрузки всей системы;

— появляется возможность более полного использования генерирующих мощностей электростанций, если есть различие в их расположении за временными поясами;

— улучшаются технико-экономические показатели всей энергосистемы благодаря возможности использования более мощных и экономических агрегатов;

— возрастает культура эксплуатации энергетического хозяйства;

— появляются условия для оптимального управления развитием и режимами работы энергетики в целом как подсистемы всего хозяйства страны и создания автоматизированной системы управления (АСК) объединенными энергосистемами.

Оперативное управление составляющими энергосистем проводится их диспетчерскими службами, которые устанавливают на основе соответствующих расчетов оптимальный режим работы электростанций и сетей разного напряжения. Расчеты режимов работы сложных энергосистем выполняется с применением специализированных вычислительных комплексов.

Структурная схема электрической системы показана на рис. 1.2., где условно, в виде одного агрегата каждая, показанные ТЕЦ, ДРЕС, АЭС, ГЭС, а также подстанции. На подстанции 2 (П/СТ 2) показанный синхронный компенсатор СК. Параллельная работа частей энергосистемы обеспечивается сетью 220 кВ. НГ – нагрузка генераторного напряжения, ВП – собственные нужды.

Глава одиннадцатая. Электроизмерительные приборы и техника электрических измерений

Измерением называется нахождение значений физической величины опытным путём с помощью специальных технических средств.

Измерения должны выполняться в общепринятых единицах.

Средствами электрических измерений называются технические средства, использующиеся при электрических измерениях.

Различают следующие виды средств электрических измерений:

– Измерительные информационные системы.

Мерой называется средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера.

Электроизмерительным прибором называется средство электрических измерений, предназначенное для выработки сигналов измерительной информации в форме доступной непосредственного восприятия наблюдателя.

Измерительным преобразователем называется средство электрических измерений, предназначенное для выработки сигналов измерительной информации в форме удобной для передачи, дальнейшего преобразования, хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию.

Электроизмерительная установка состоит из ряда средств измерений и вспомогательных устройств. С её помощью можно производить более точные и сложные измерения, поверку и градуировку приборов и т.д.

Измерительные информационные системы представляют собой совокупность средств измерений и вспомогательных устройств. Предназначены для автоматического получения измерительной информации от ряда её источников, для её передачи и обработки.

Классификация измерений:

а). В зависимости от способа получения результата прямые и косвенные:

Прямыми называются измерения, результат которых получается непосредственно из опытных данных (измерение тока амперметром).

Косвенные называются измерения, при которых искомая величина непосредственно не измеряется, а находится в результате расчёта по известным формулам. Например: P=U·I, где U и I измерены приборами.

б). В зависимости от совокупности приёмов использования принципов и средств измерений все методы делятся на методы непосредственной оценки и методы сравнения.

Метод непосредственной оценки – измеряемая величина определяется непосредственно по отсчётному устройству измерительного прибора прямого действия (измерение тока амперметром). Этот метод прост, но отличается низкой точностью.

Метод сравнения – измеряемая величина сравнивается с известной (например: измерение сопротивления путём сравнения его с мерой сопротивления – образцовой катушкой сопротивления). Метод сравнения подразделяют на нулевой, дифференциальный и замещения.

Нулевой – измеряемая и известная величина одновременно воздействуют на прибор сравнения, доводя его показания до нуля (например: измерение электрического сопротивления уравновешенным мостом).

Дифференциальный – прибор сравнения измеряет разность между измеряемой и известной величиной.

Метод замещения – измеряемая величина заменяется в измерительной установке известной величиной.

Этот метод наиболее точен.

Погрешности измерений

Результаты измерения физической величины дают лишь приближённое её значение вследствие целого ряда причин. Отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины называется погрешностью измерения.

Различают абсолютную и относительную погрешность.

Абсолютная погрешность измерения равна разности между результатом измерения Аи и истинным значением измеряемой величины А:

Таким образом, Истинное значение величины равно: А=Аи+дА.

О погрешности можно узнать, сравнивая показания прибора с показаниями образцового прибора.

Относительная погрешность измерения гА представляет собой отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеряемой величины, выраженное в %:

%

Пример: Прибор показывает U=9,7 В. Действительное значение U=10 В определить ДU и гU:

ДU=9,7–10=–0,3 В гU= %=3%.

Погрешности измерений имеют систематическую и случайную составляющие. Первые остаются постоянными при повторных измерениях, они определяются, и влияние её на результат измерения устраняется введением поправки. Вторые изменяются случайным образом, и их нельзя определить или устранить.

В практике электроизмерений чаще всего пользуются понятием приведённой погрешности гп:

Это отношение абсолютной погрешности к номинальному значению измеряемой величины или к последней цифре по шкале прибора:

%

Пример: ДU=0,3 В. Вольтметр рассчитан на 100 В. гп=?

Погрешности в измерениях могут быть в следствии:

а). Неправильной установки прибора (горизонтальная, вместо вертикальной);

б). Неправильного учёта среды (внешней влажности, tє).

в). Влияние внешних электромагнитных полей.

г). Неточный отсчёт показаний и т.д.

При изготовлении электроизмерительных приборов применены те или иные технические средства, обеспечивающие тот или иной уровень точности.

Погрешность, обусловленная качеством изготовления прибора, называется – основной погрешностью.

В соответствии с качеством изготовления все приборы подразделяются на классы точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.

Класс точности указывается на шкалах измерительных приборов. Он обозначает Основную наибольшую допустимую приведённую погрешность прибора:

гД= %.

Исходя из класса точности при поверке прибора, определяют, пригоден ли он к дальнейшей эксплуатации, т.е. соответствует ли своему классу точности.

Сравнение точности прибора с образцовым – называется поверкой.

Для поверки применяют образцовые приборы на 2 класса точности выше поверяемого. Так для поверки прибора класса точности 0,5 пригодны приборы класса точности 0,1; 0,05.

Перед поверкой вычисляют наибольшую допустимую погрешность ДА наиб для поверяемого прибора, или определяют его истинныйкласс точности.

Измерение тока

Для измерения тока в цепи служат амперметры, включаемые последовательно в цепь, где производится определение величины тока. Чтобы ток в цепи при включении амперметра не изменился, необходимо сопротивление его обмотки делать очень малым. Для этого обмотку амперметра делают из небольшого числа витков толстой проволоки. Чтобы расширить пределы измерения амперметра, применяют шунты. Шунты представляют собой манганиновые пластины или стержни, впаянные в медные или латунные наконечники (рис. 226). Шунт включается в цепь последовательно. Параллельно ему включается амперметр (рис. 227), Ток цепи I в точке A разветвляется обратно пропорционально сопротивлениям обмотки амперметра r_a и шунта r_ш:

откуда сопротивление шунта будет

Рис. 226. Амперметр с шунтом

Рис. 227. Схема включения амперметра с шунтом

Обозначим отношение тока I к току I_а через n (число n иногда называют коэффициентом шунтирования). Тогда выражение для r_ш можно записать так:

Пример 1. Определить сопротивление шунта к амперметру на 5 а с внутренним сопротивлением 0,006 ом, необходимого для измерения тока 20 а:

На токи до 100 а шунты помещают внутри прибора (внутренние шунты). На большие токи шунты делаются наружными и присоединяются к амперметрам при помощи проводов, сопротивление которых точно выверено, так как иначе распределение токов будет другим и измерение неправильным. Встречаются универсальные шунты на несколько пределов измерений. Приборы, которые постоянно работают со своим индивидуальным шунтом, градуируются с учетом шунта, о чем делается надпись на шкале прибора. Часто применяются также калиброванные шунты. Такой шунт можно включать с любым прибором, рассчитанным на ту же величину падения напряжения, что и данный шунт. Обычно шунты ставятся только к приборам магнитоэлектрической системы для измерений в цепях постоянного тока.

Для расширения пределов измерения амперметров в цепях переменного тока применяются трансформаторы тока (рис. 228).

Рис. 228. Применение трансформаторов тока для измерения тока: а — при равномерной нагрузке, б — при неравномерной нагрузке

Измерение напряжения

Для измерения напряжения употребляются вольтметры. Вольтметры включаются параллельно тому участку цепи, где необходимо измерить напряжение. Чтобы прибор не потреблял большой ток и не влиял на величину напряжения цепи, обмотка его должна иметь большое сопротивление. Чем больше внутреннее сопротивление вольтметра, тем точнее он будет измерять величину напряжения. Для этого обмотка вольтметра изготовляется из большого числа витков тонкой проволоки.

Для расширения пределов измерения вольтметров употребляются добавочные сопротивления, включаемые последовательно с вольтметрами (рис. 229). В этом случае напряжение сети распределяется между вольтметром и добавочным сопротивлением. Величину добавочного сопротивления необходимо подбирать с таким расчетом, чтобы в цепи с повышенным напряжением по обмотке вольтметра проходил тот же ток, что и при номинальном напряжении. Ток, на который рассчитана обмотка прибора,

Рис. 229. Схема включения добавочного сопротивления к вольтметру

В цепи с напряжением, в n раз большим, ток вольтметра с добавочным сопротивлением r должен остаться прежним:

отсюда величина добавочного сопротивления равна

Пример 2. Вольтметром на 25 в необходимо измерить напряжение 150 в. Определить величину добавочного сопротивления, если внутреннее сопротивление вольтметра 1000 ом:

Добавочные сопротивления изготовляют из манганиновой проволоки, намотанной на гетинаксовый или фарфоровый каркас, и помещают внутри прибора или отдельно от него. Для измерения высоких напряжений переменного тока употребляются измерительные трансформаторы напряжения.

Измерение активной мощности

Постоянный ток. Из формулы мощности постоянного тока

видно, что определение мощности может быть произведено путем умножения показаний амперметра и вольтметра. Однако на практике измерение мощности обычно производится при помощи специальных приборов — ваттметров. Ваттметр (рис. 230) состоит из двух катушек: неподвижной 1, состоящей из небольшого числа витков толстой проволоки, и подвижной 2, состоящей из большого числа витков тонкой проволоки. При включении ваттметра ток нагрузки проходит через неподвижную катушку, последовательно включенную в цепь, а подвижная катушка включается параллельно потребителю. Для уменьшения потребляемой мощности в параллельной обмотке и уменьшения веса подвижной катушки последовательно с ней включается добавочное сопротивление 3 из манганина. В результате взаимодействия магнитных полей подвижной и неподвижной катушек возникает момент вращения, пропорциональный токам обеих катушек:

Рис. 230. Принципиальная схема электродинамического ваттметра

Ток параллельной обмотки I₂ при постоянном сопротивлении параллельной цепи пропорционален напряжению цепи. Отсюда

т. е. вращающий момент прибора пропорционален мощности, потребляемой в цепи.

Чтобы стрелка прибора отклонялась от нуля вправо, необходимо ток через катушку пропускать в определенном направлении.

Для этого два зажима, указывающие начала обмоток, обозначаются знаком * и электрически соединяются. На шкале ваттметра указываются номинальный ток и номинальное напряжение прибора. Так, например, если на шкале прибора обозначено 5 а и 150 в, то прибор может измерять мощность до 750 вт. Шкалы некоторых ваттметров градуированы в делениях, Если, например, ваттметр на 5 а и 150 в имеет 150 делений, то цена деления, или постоянная ваттметра, равна 750:150 = 5 вт/дел. Кроме электродинамических ваттметров, для измерения мощности в цепях постоянного тока употребляются также ваттметры ферродинамической системы.

Однофазный переменный ток. При включении электродинамического ваттметра в цепь переменного тока магнитные поля подвижной и неподвижной катушек, взаимодействуя между собой, вызовут поворот подвижной катушки. Мгновенное значение момента вращения подвижной части прибора пропорционально произведению мгновенных значений токов в обеих катушках прибора.

Момент вращения прибора пропорционален средней, или активной, мощности Р = U ⋅ I cos φ. По углу поворота подвижной части ваттметра можно судить о величине активной мощности, потребляемой цепью.

Для измерения мощности переменного тока пользуются также ваттметрами ферродинамической системы.

При измерении ваттметром мощности в сетях низкого напряжения с большими токами применяют трансформаторы тока.

Для определения мощности сети P₁ в этом случае нужно показание ваттметра Р₂ умножить на коэффициент трансформации трансформатора тока k_T:

В сетях высокого напряжения при измерении мощности используются измерительные трансформаторы напряжения и тока (рис. 231). Для получения мощности сети Р₁ нужно показание ваттметра Р₂ умножить на произведение коэффициентов трансформации трансформаторов напряжения и тока:

Рис. 231. Включение ваттметра с помощью измерительных трансформаторов

Так, например, если ваттметр включен через трансформатор напряжения 6000/100 в и трансформатор тока 150/5 а и ваттметр показал 80 вт, то мощность сети будет

При включении ваттметров (счетчиков) через измерительные трансформаторы нужно присоединять эти приборы так, чтобы по обмоткам их проходили токи в том же направлении, как если бы они были непосредственно включены в сеть.

Кроме ваттметра, мощность однофазного переменного тока можно определить по показаниям трех приборов: амперметра, вольтметра и фазометра — согласно формуле

Трехфазный переменный ток. При симметричной нагрузке трехфазной системы для измерения мощности пользуются одним однофазным ваттметром, включенным по схеме, показанной на рис. 232 (а — для соединения звездой; б — для соединения треугольником). По последовательной обмотке ваттметра в этом случае протекает фазный ток, а параллельная обмотка включена на фазное напряжение. Поэтому ваттметр покажет мощность одной фазы. Для получения мощности трехфазной системы нужно показание однофазного ваттметра умножить на три.

Рис. 232. Включение однофазного ваттметра при равномерной нагрузке (трехпроводная система)

При несимметричной нагрузке в четырехпроводной сети трехфазного тока для измерения мощности применяется схема трех ваттметров (рис. 233). Каждый однофазный ваттметр измеряет мощность одной фазы. Для получения мощности трехфазной системы необходимо взять сумму показаний трех ваттметров.

Рис. 233. Включение трех однофазных ваттметров для измерения мощности трехфазной цепи (четырехпроводная система)

При переменной нагрузке трудно получить одновременный отсчет показаний трех ваттметров. Кроме того, три однофазных ваттметра занимают много места. Поэтому часто применяют один трехэлементный трехфазный ваттметр, представляющий собой соединение в одном приборе трех однофазных ваттметров. У трехэлементного электродинамического ваттметра три подвижные параллельные катушки насажены на одну ось, связанную со стрелкой, и общий момент, полученный в результате сложения механических усилий каждой катушки, будет пропорционален мощности, потребляемой в трехфазной сети. В других конструкциях подвижные катушки, расположенные в разных местах, связаны между собой гибкими лентами и передают суммарное усилие на ось со стрелкой.

Активную мощность трехфазной сети при равномерной нагрузке можно определить при помощи трех приборов: амперметра, вольтметра и фазометра — по формуле

где U и I — линейные напряжения и ток;

φ — угол сдвига между фазным напряжением и током.

Мощность трех проводной трехфазной сети при любой нагрузке (равномерной или неравномерной) независимо от способа соединения потребителей (звездой или треугольником) может быть измерена по схеме двух ваттметров.

По первому закону Кирхгофа, сумма мгновенных значений токов всех трех фаз равна нулю:

Мгновенная мощность трехфазной системы будет

где u с индексами — мгновенные значения фазных напряжений.

Подставляя в последнее выражение значение тока i₂, получим

Полученное уравнение показывает, что один из ваттметров надо включить так, чтобы по его токовой катушке протекал ток первой фазы, а катушка напряжения находилась бы под разностью напряжений первой и второй фаз; другой ваттметр следует включить так, чтобы по его токовой катушке протекал ток третьей фазы, а катушка напряжения находилась бы под разностью напряжений третьей и второй фаз.

Сложив показания обоих ваттметров, получим мощность всех трех фаз.

На рис. 234, а — в показаны три варианта для схемы двух ваттметров.

Рис. 234. Схема включения двух ваттметров

На схемах видно, что последовательные обмотки ваттметров включают в любые два линейных провода сети. Начала параллельных обмоток каждого ваттметра подключаются к тому же проводу, в который включена последовательная обмотка ваттметра. Концы параллельных обмоток подключаются к третьему линейному проводу.

При симметричной активной нагрузке и cos φ = 1 показания ваттметров равны между собой. При cos φ, не равном единице, показания ваттметров не будут равны. При cos φ, равном 0,5, один из ваттметров покажет нуль. При cos φ меньшем 0,5, стрелка этого прибора начнет отклоняться влево. Чтобы получить показание прибора, необходимо переключить концы его последовательной или параллельной обмотки.

Для измерения активной мощности трехфазной системы по показаниям двух ваттметров нужно складывать их показания или вычитать из показания одного ваттметра показание другого ваттметра, которое было отрицательным. Схема измерения мощности двумя ваттметрами с помощью измерительных трансформаторов напряжения и тока дана на рис. 235.

Рис. 235. Измерение мощности по схеме двух ваттметров с помощью измерительных трансформаторов

Удобнее измерять мощность при помощи трехфазного ваттметра, в котором совмещены два прибора, включенные по схеме двух ваттметров и действующие на одну общую ось, с которой связана стрелка. В приборах электродинамической и ферродинамической системы две подвижные катушки, расположенные на одной оси или связанные гибкими лентами, вращают одну ось. В приборах индукционной системы два элемента вращают два диска, сидящие на одной оси, или два элемента действуют на один диск. Схема включения двухэлементного трехфазного ваттметра дана на рис. 236.

Рис. 236. Схема включения трехфазного двухэлементного ваттметра

В сетях высокого напряжения трехфазный ваттметр включается при помощи измерительных трансформаторов напряжения и тока.

Измерение активной энергии

Для измерения активной энергии в цепях однофазного переменного тока применяют счетчики индукционной системы. Устройство индукционного счетчика почти такое же, как и индукционного ваттметра. Разница состоит в том, что счетчик не имеет пружин, создающих противодействующий момент, отчего диск счетчика может свободно вращаться. Стрелка и шкала ваттметра заменены в счетчике счетным механизмом. Постоянный магнит, служащий в ваттметре для успокоения, в счетчике создает тормозящий момент.

О количестве электрической энергии, потребляемой в сети, можно судить по числу оборотов, сделанных диском. При помощи червячной или зубчатой передачи вращение оси передается счетному механизму, причем передача подбирается таким образом, чтобы счетный механизм отмечал расход энергии в гектоватт-часах или киловатт-часах.

Количество энергии, приходящееся на один оборот якоря, называется постоянной счетчика. Число оборотов якоря, приходящееся на единицу учтенной электрической энергии, называется передаточным числом. Для проверки счетчика на его таблице указывается постоянная счетчика или передаточное число.

Пример 3. На щитке счетчика обозначено: "1 киловатт-час = 12000 оборотов якоря". При проверке счетчика его диск сделал 120 оборотов за 50 сек. Определить мощность, потребляемую сетью: 1 квт⋅ч = 1000 вт⋅ч = 3600000 вт⋅сек.

Постоянная счетчика равна

Энергия за 120 оборотов

Мощность, потребляемая сетью,

Внешний вид однофазного индукционного счетчика показан на рис. 237, а схема включения его в сеть — на рис. 238.

Рис. 237. Устройство индукционного счетчика однофазного тока (а) и общий вид магнитопровода с катушками счетчика (б)

Рис. 238. Схема включения однофазного счетчика в сеть

Активную энергию трехфазного переменного тока можно измерить с помощью двух однофазных счетчиков, включенных в сеть по схеме, аналогичной схеме двух ваттметров. Удобнее измерить энергию трехфазным счетчиком активной энергии, объединяющим в одном приборе работу двух однофазных счетчиков. Схема включения двухэлементного трехфазного счетчика активной энергии та же, что и схема соответствующего ваттметра.

В четырехпроводной сети трехфазного тока для измерения активной энергии применяют схему, аналогичную схеме трех ваттметров, или употребляют трехэлементный трехфазный счетчик. Подсчет энергии по показаниям счетчиков, включенных по приведенным выше схемам, производится так же, как и подсчет мощности по тем же схемам.

В сетях высокого напряжения включение счетчиков производится при помощи измерительных трансформаторов напряжения и тока.

Измерение сопротивлений

Метод амперметра и вольтметра. В цепях постоянного тока измерение сопротивления можно производить по схемам, представленным на рис. 240. Зная падение напряжения на участке цепи и ток, протекающий по участку, можно вычислить сопротивление этого участка. В схеме на рис. 240, а через амперметр будет протекать сумма токов искомого сопротивления и вольтметра. Сопротивление может быть в этом случае найдено по формуле

где I_в и r_в — ток и сопротивление вольтметра.

Рис. 240. Измерение сопротивлений методом амперметра и вольтметра

По схеме на рис. 240, б вольтметр покажет падение напряжения в искомом сопротивлении и в обмотке амперметра

где U_а — падение напряжения в обмотке амперметра.

Искомое сопротивление находится по формуле

где r_а — сопротивление обмотки амперметра.

Первая схема (см. рис. 240, а) применяется для определения небольших сопротивлений, когда они значительно меньше сопротивления обмотки вольтметра. По второй схеме (см. рис. 240, б) определяется величина больших сопротивлений, так как при этом можно пренебречь сопротивлением обмотки амперметра r_а.

При переменном токе по показаниям амперметра и вольтметра можно определить величину полного сопротивления z потребителя согласно формуле

Если тот же потребитель включить в цепь постоянного тока, то по показаниям амперметра и вольтметра можно определить активное сопротивление

если пренебречь влиянием поверхностного эффекта.

Активное сопротивление в цепи переменного тока можно найти и непосредственно по показаниям ваттметра и амперметра согласно формуле

находим величину реактивного сопротивления потребителя.

Отметим, что только по показаниям амперметра, вольтметра и ваттметра знак x определить нельзя.

Четырехплечный мост сопротивлений. На рис. 241 изображена схема моста сопротивлений. Батарея 1 через выключатель 2 подает напряжение на точки А и С моста. В другую диагональ моста через ключ 3 включается гальванометр 4. Неизвестное сопротивление r_х включено между точками А и В. Подбирая сопротивление r_а, r_в и r, добиваются того, чтобы при замкнутом ключе 3 показание гальванометра было равно нулю. Нужно отметить, что мостовые, иначе говоря, нулевые методы измерений являются наиболее точными. В этом случае потенциал точки В равен потенциалу точки D. Следовательно,

Рис. 241. Четырехплечный мост сопротивлений

Деля равенства почленно друг на друга, получим

Но так как I_а = I_в, а I_x = I_r (через гальванометр ток не течет), то, сокращая, находим:

В качестве сопротивлений r_а, r_в и r используют магазины сопротивлений.

На рис. 242 представлена другая схема моста сопротивлений. Между точками А и С натянута калиброванная проволока (реохорда), по которой скользит контакт D. Между точками С и В включен магазин сопротивлений, между точками А и В включается измеряемое сопротивление. Для определения r необходимо величину сопротивления r, установленного на магазине сопротивлений, умножить на отношение r _a/_rв. Отношение сопротивления в этой схеме моста заменено отношением длин участков калиброванной проволоки, l ₁/_l2, которое указывается на шкале моста.

Рис. 242. Схема моста с реохордом

При измерении сопротивления жидких проводников явление поляризации сильно искажает результаты измерений. Поэтому, применяя мост сопротивления, питают его переменным током, получаемым от индукционной катушки, снабженной прерывателем и подключенной к источнику постоянного напряжения.

Четырехплечными мостами сопротивлений нельзя измерять малые сопротивления (меньше 1 ом), так как сопротивления соединительных проводов и контактов оказывают влияние на результат измерений.

Для измерения малых сопротивлений (обмотки якорей машин постоянного тока, обмотки полюсов машин с последовательным возбуждением и т. п.) применяются так называемые двойные мосты.

Двойной мост. Схема двойного моста дана на рис. 243. Здесь r_х — искомое сопротивление; r_N — известное образцовое сопротивление; r₁, r₂, r 1 ₁, r 1 ₂ — магазины сопротивлений. Обычно берут r₁ = r₂ и r 1 ₁ = r 1 ₂. К точкам C и D подключен гальванометр. Включив рубильник в цепи батареи, подаем напряжение на точки А и В схемы. Путем подбора сопротивлений r₁, r₂, r 1 ₁, r 1 ₂ (сохраняя r₁ = r₂ и r 1 ₁, r 1 ₂) добиваемся, чтобы стрелка гальванометра стала на нуль. В этом случае I₁ = I 1 ₁; I = I 1 и I₂ = I 1 ₂.

Рис. 243. Схема двойного моста

По второму закону Кирхгофа, имеем:

для контура ACDA

для контура CBDC

Разделив эти равенства почленно, получим

I₁r₁ — I₂r₂

Принимая во внимание, что r₁ = r₂ и r 1 ₁ = r 1 ₂, получим

Убедимся теперь, что переходные сопротивления в контактах и сопротивления соединительных проводов в этой схеме не оказывают влияния на точность измерения.

Ток от батареи, дойдя до точки А, разветвляется по двум ветвям и делится на две части: токи I и I₁. Токи /I и I₁ встречают на своем пути сопротивления соединительных проводов, сопротивления переходных контактов, которые соединены последовательно с сопротивлениями магазинов r₁, r₂, r 1 ₁, r 1 ₂ и поэтому складываются с ними. Но так как сопротивления r₁, r₂, r 1 ₁, r 1 ₂ берутся не менее 10 ом, т. е. значительно больше сопротивлений соединительных проводов и переходных контактов, и, кроме того, в формулу r_х = r_N r’ ₁/_r1 сопротивления r 1 ₁ и r₁ входят в виде отношения, практически влияние сопротивлений соединительных проводов и переходных контактов равно нулю.

Для увеличения точности измерений провод, соединяющий сопротивления r_N и r_x, должен иметь очень малое сопротивление.

Мегомметры. Мегомметры служат для измерения сопротивления изоляции отдельных частей электротехнических установок по отношению к "земле" и друг относительно друга.

Согласно правилам сопротивление изоляции проводов должно быть не менее чем 1000 ом на каждый вольт рабочего напряжения. Так, например, для сети с рабочим напряжением 220 в сопротивление изоляции должно быть не менее 220000 ом, или 0,22 мгом.

Измерение сопротивления изоляции должно производиться напряжением, по возможности равным рабочему, и во всяком случае напряжением, не меньшим 100 в.

Мегомметры, показания которых зависят от напряжения, состоят из источника напряжения и измерителя. Если последовательно в цепь включить регулируемое сопротивление r, то показания измерителя (вольтметра) будут зависеть от величины этого сопротивления (при постоянном напряжении цепи). При r = 0 показание вольтметра будет наибольшим, при r = ∞ вольтметр покажет нуль.

Включая в цепь различные сопротивления, можно отградуировать шкалу измерителя непосредственно в омах (килоомах, мегомах) (рис. 244). В дальнейшем таким прибором можно воспользоваться для измерения сопротивлений, если применить источник энергии с напряжением, равным напряжению при градуировке.

Рис. 244. Схема градуировки мегомметра

На рис. 245 показан внешний вид переносного магнитоэлектрического мегомметра.

Рис. 245. Внешний вид мегомметра М-1101

Задачи для самостоятельного решения

1. Прибор показывает 9,9 а. Действительная величина тока 10 а. Определить погрешности и поправку. Шкала прибора на 20 а.

2. Определить сопротивление шунта к амперметру с внутренним сопротивлением 0,016 ом, если показания прибора нужно увеличить в пять раз.

3. К амперметру включен шунт, сопротивление которого в 25 раз меньше сопротивления прибора. Какой ток протекает в цепи, если амперметр показал 3 а.

4. Вольтметром на 15 в нужно измерить напряжение 120 в. Определить величину добавочного сопротивления, если внутреннее сопротивление вольтметра 2000 ом.

5. Обмотка напряжения вольтметра на 127 в обладает сопротивлением 8000 ом. Каково должно быть добавочное сопротивление, чтобы этот вольтметр можно было включить в сеть 220 в?

6. Каковы погрешности однофазного ваттметра, показывающего 60 вт при напряжении 120 в, токе 0,6 а и cos φ = 0,83?

7. Вольтметр включен через измерительный трансформатор 3000/100 в. Определить напряжение на стороне высоковольтных шин, если вольтметр показал 95 в.

8. Амперметр, включенный через трансформатор тока 150/5 а, показал 4 а. Определить ток в первичной цепи.

9. Амперметр на 10 а, шкала которого имеет 100 делений, включен через трансформатор тока 500/5 а. Показания амперметра — 42 деления. Определить ток в первичной цепи трансформатора.

10. Трехфазный ваттметр включен через измерительные трансформаторы напряжения 3000/100 в и тока 50/5 а. Определить мощность первичной цепи, если ваттметр показал 150 вт.

11. Ваттметр на 150 в, 5 а, 150 делений включен через измерительные трансформаторы 3300/100 в и 600/5 а. Вычислить мощность первичной цепи, если показание ваттметра 72 деления.

12. Однофазный ваттметр на 150 в, 5 а, 250 делений включен в трехфазную систему с равномерной нагрузкой через измерительные трансформаторы 500/100 в и 40/5 а. Определить мощность трехфазной сети, если ваттметр показал 50 делений.

Контрольные вопросы

1. Дайте определения понятиям: измерение, средства измерения. Перечислите виды и методы измерений