Комплект приборов относят к той группе, к которой относится основная величина, измеряемая или выдаваемая этим комплектом. При обозначении комплекта приборов вместо номера подгруппы ставится нуль.

18-4. ПРИБОРЫ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Основную часть приборов магнитоэлектрической системы составляет измеритель (магнитоэлектрический механизм). Угол отклонения стрелки измерителя пропорционален току, который проходит по

стемы выполняются двух конструкций: с подвижной рамкой и с подвижным магнитом.-Если электрические данные измерителя магнитоэлектрической системы неизвестны, то наиболее точно они могут быть определены по схеме на рис. 18-1 с. Реостатом R в цепи, питаемой источником постоянного тока, устанавливают ток /и, фиксируемый по отклонению на всю шкалу стрелки измерителя И и отсчитываемый по образцовому .микроамперметру цЛ. Затем параллельно измерителю подключают образцовый магазин сопротивлений и изменением его сопротивления до значения Rd=Rb добиваются уменьшения тока через измеритель точно Б 2 раза по сравнению с током в общей цепи.

Рис. 1S-1. Схемы измерения электрических данных и градуировки приборов магнитоэлектрической системы.

а - измерителей; б - амперметров.

виткам подвижной рамки, помещенной в сильном поле постоянного магнита. Поэтому измерители имеют равномерную шкалу, высокую .чувствительность и мало восприимчивы к внешним магнитным полям. Они выполняются всех классов точности и пригодны для измерений только постоянного тока.

Благодаря высокой чувствительности и точности магнитоэлектрические измерители широко используют для измерения и переменного тока, а также для измерения многих неэлектрических величин, применяя их совместно с полупроводниковыми, электронными, фотоэлектрическими, электромеханическими или термопреобразователями.

Измерители характеризуются:

токож млного отклонения Ii, вызывающим отклонение стрелки на всю шкалу;

внутренним сопротивлением R ,

а также напряжением полного отклонения IJk=IviRk и потребляемой мощностью

f и = ии-

Измерители имеют следующие данные: /и = 10 жкй-ьЗО ма; и=10- 5 000 ож;

=0,030,5 в; Рц<3 мет и используются в микро- и миллиамперметрах, амперметрах и вольтметрах.

Высокочувствительные измерители, служащие для измерения весьма малых токов (менее 0,01 мка) и напряжений (менее 1 мкв) называются гальванометрами. Они используются в основном в схемах измерений методом сравнения и часто имеют неградуированную шкалу с нулем посредине. Гальванометры магнитоэлектрической си-

Ммлиамперметры и амперметры магнитоэлектрической системы

Для расширения предела измерения измерителя по току до нужного значения 1 =Мц измеритель включают параллельно шунту сопротивлением

~Л l

Через этот шунт ответвляется часть измеряемого тока. В зависимости от пределов измеряемого тока измеритель с шунтом называют микроамперметром, миллиамперметром или амперметром.

Шунты к миллиамперметрам изготовляют из манганиновой или константановой проволоки, а шунты на большие токи - из листового манганина. Диаметр проволоки должен удовлетворять следующему условию:

rf>0.92 VTi.

где d-диаметр проволоки, жж;

/п - предельный ток, на который рассчитывается прибор, а. При этом плотность тока в шунте не превышает 1,5 а/мм\ что необходимо во избежание его перегрева и изменения сопротивления.

Для точной подгонки сопротивления шунта собирают схему рис. 18-1,6. Реостатом R поддерживают в цепи предельное значение -измеряемого тока /п, отсчитываемое по образцовому амперметру Л, и регулировкой сопротивления шунта добиваются отклонения стрелки измерителя И на всю шкалу. Эту же схему можно применить для градуировки шкалы измерителя в новых значениях измеряемого гока или для проверки градуировки по току измерительных приборов. .

Для уменьшения температурной погреш-иосги измерений, вызванной различной зависимостью от температуры сопротивлений рамки измерителя и шунта, последовательно с измерителем иногда включают манганиновое сопротивление; погрешность снижает-

ся во столько же раз, во сколько увеличивается сопротивление цепи измерителя.

Для того чтобы высокая точность сохранялась в широком дпапазоне измеряемых токов, прибор должен иметь несколько переключаемых шунтов, рассчитанных на различные значения предельного тока /д

<т.

О- -

т-f--1-4 is

---0

Рис. 18-2. Схемы амперметров магнитоэлектрической системы.

с с переключаемыми шунтами: б - с универсальным шунтом.

(рис. 18-2, а). При этом ползунок переключателя должен переходить с одного контакта на другой без разрыва цепи. Величину тока измеряют на том пределе, которому соответствует отсчет, возможно более близкий к концу шкалы.

Более надежными в работе являются мнЬгШпрёдельпые амперметры с универсальными шунтами (рис. 18-2,6), в которых переключение пределов измерений может производиться простыми переключателями или путем использования системы гнезд.

Если выбраны пределы измерений

Ini - Nisi 1п2 = Ni I i; /пз = /V2 /п2 и т. д.,

то полные сопротивления универсального шунта и его отдельных частей определяются по формулам:

Яш -

N-1 -1

Ns-l

N,N2 Л/гЛ2/Уз

и т. д.

Особен1й)сти измерения постоянных токов

Uq - Un - /и Rw

В амперметрах с универсальными шунтами в .зависимости от предела измерений

Ua = lnRn- lARn +Rmy, возрастание значения Ua является недостатком этих приборов.

Если в исследуемой цепи протекает пульсирующий или импульсный ток, то магнитоэлектрический амперметр будет измерять постоянную составляющую этого тока. В этом случае параллельно прибору включают конденсатор большой емкости, имеющий малое сопротивление для переменной составляющей тока. Место- включения прибора в высокочастотные цепи выбирают таким образом, чтобы один из его зажимов непосредственно или через конденсатор большой емкости соединялся с корпусом.

Вольтметры магнитоэлектрической системы

Магнитоэлектрические измерители при непосредственном подключении к элементам электрической цепи могут быть жполь-эованы лишь в качестве милливольтметров постоянного тока с пределом измерения, равным напряжению полного отклонения Си=/и/?и- Для расширения предела измерения до значения Un=NU последовательно с измерителем включают добавочное сопротивление

Rf,=Rn{N-l).

Измеритель с добавочным сопротивлением называют вольтметром.

Добавочные сопротивления бывают в виде катушек из манганиновой или констан-тйновой проволоки или резисторов; в вольтметрах невысокого класса точности применяют непроволочные добавочные сопротивления повышенной стабильности (например.

Для измерения тока прибор включают последовательно в исследуемую цепь (рис. 18-1,6); это приводит к увеличению общего сопротивления цепи и уменьшению тезка Б ней. Относительная величина уменьшения тока определяется отношением Са/Д где Ua - Падение напряжения на амперметре при предельном измеряемом токе, г Б - э. д. с, действующая в цепи. Следовательно, прибор будет мало влиять на режим цепи при выполнении условия Ua <<Е. В многопредельных амперметрах с переключаемыми шунтами на всех пределах

Рис. 18-3. Схема регулировки (градуировки) вольтметра магнитоэлектрической системы.

резисторы типа КВМ или МЛП), допустимая мощность рассеяния которых должна удовлетворять условию

рас > 5С/Д-

Для точной подгонки сопротивления Я.д собирают схему рис. 18-3. Потенциоме-гром

R поддерживают в цепи предельное напряжение Un, отсчитываемое по образцовому вольтметру V, и регулировкой сопротивления 1?д добиваются отклонения стрелки измерителя на всю шкалу. Эту же схему можно использовать для градуировки шкалы измерителя в новых значениях измеряемого напрйжения или для проверки градуировки пб напряжению различных приборов.

1г бз

Рис. 18-4. Схемы многопредельных вольтметроь магнитоэлектрической системы.

Многопредельный вольтметр может быть осуществлен в двух оснобных вариантах, представленных на рис. 18-4. Схема на рис. 18-4, б более экономична по расходу деталей, но уступает схеме на рис. 18-4. а в отношении надеяности работы. Величина каждого сопротивления схемы на рис. 18-4, б находится как разность добавочных сопротивлений двух смежных пределов.

Особенности измерения постоянных напряжений

Для измерения напряжения вольтметр подключают параллельно исследуемому участку цепи (рис. 18-3); это приводит к уменьшению общего сопротивления данного участка и измеряемого напряжения. Относительная величина уменьшения напряжения определяется отношением

где Rn - полное сопротивление схемы (цепи) между точками включения вольтметра, а

есть входное сопротивление вольтметра. Следовательно, вольтметр будет мало влиять на режим цепи при Яв Яц,-

Сравнительную оценку качества различных вольтметров в отношении влияния на режим цепей производят по величине их относительного входного сопротивления, приходящегося на 1 в предельного измеряемого напряжения и равного

или по величине предельного потребляемого ими тока /и. Высокоомными считаются вольтметры, имеющие отношение

~ > 5000 ом/в (или ток /и < 200 мка);

б большинстве случаев они пригодны Для измерения напряжений в цепях анодов и экранирующих сеток радиоламп..

Если в исследуемой цепи действует пульсирующее или импульсное напряжение, то магнитоэлектрический вольтметр будет измерять постоянную составляющую этого напряжения. При этом вольтметр следует включать так, чтобы его измеритель соединялся с зажимом цепи, имеющим более низкий потенциал.

Измерение тока при помощи вольтметра. Если вольтметром измерить падение напряжения и на известном сопротивлении R, включенном б цепи измеряемого тока /, то величину последйего (при выполнении условия Rb R) можно рассчитать по закону Ома /=U/R.

18-5. ПРИБОРЫ ВЫПРЯМИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Принцип действия и схема. В приборах выпрямительной системы измеряемые переменные токи и напряжения преобразуются с помощью полупроводниковых выпрямителей в постоянный ток, регистрируемый магнитоэлектрическим измерителем. Вследствие недостаточно высокой временной и температурной стабильности параметров выпрямителей (особенно купроксных) и наличия заметной емкости меледу их электродами приборы выпрямительной системы имеют класс точности не выше 1,5 и непригодны для измерений на частотах выше 5- 10 кгц. Температурная погрешность приборов достигает 3-4% на каждые 10° С, а частотная 1 % на 1 кгц. Шкалы приборов, за исключением небольшого начального участка, почти равномерны. При использовании высокочастотных германиевых и кремниевых диодов и чувствительных измерителей частотный диапазон приборов удается расширить до десятков мегагерц; при этом шкала прибора получается нелинейной, близкой к квадратичной.

Выпрямительная часть прибора может быть собрана по однополуперйОдной или двухполупериодной схеме. При однополупе-риодной схеме (рис. 18-5) диод Д1 Пропускает через измеритель И одну полуволну переменного тока; полуволна тока обратного направления проходит через диод Дг- Резистор R=Rti служит для выравнивайия сопротивления выпрямительной части для токов обоих направлений. При измерении синусоидального тока с действующим значением / среднее значение тока, отклоняющее стрелку измерителя, /o 0,45 /; поэтому при токе полного отклонения измерителя предельное действующее значение измеряе-