Измерение параметров электрических цепей (стр. 2 из 3)
Универсальные измерительные приборы (универсальные вольтметры) находят широкое применение для измерения электрических величин. Эти приборы позволяют, как правило, измерять в исключительно широких пределах переменные и постоянные напряжения и токи, сопротивления, в некоторых случаях частоту сигналов. В литературе их часто называют универсальными вольтметрами, в силу того, что любая измеряемая приборами величина так или иначе преобразуется в напряжение, усиливается широкополосным усилителем. Приборы имеют стрелочную шкалу (прибор электромеханического типа), либо дисплей с жидкокристаллическим индикатором, в некоторых приборах имеются встроенные программы, обеспечивается математическая обработка результатов.
Сведения о некоторых типах современных отечественных универсальных приборов приведены в таблице 4.
Таблица 4. Универсальные измерительные приборы
| Тип прибора | Пределы измеряемых величин, дополнительные функции | Дополнительные сведения |
| В7-21А | 1 мкВ-1 000 В,10 пА-10 А,0,01 Ом-12 Мом,частота до 20 КГц | вес 5,5 кг |
| В7-34А | 1 мкВ-1 000 В,1 мОм – 10 Мом, погрешность 0,02% | вес 10 кг |
| В7-35 | 0,1 мВ-1000 В,0,1 мкВ-10 А,1 Ом-10 МОм,до 100 МГц | батарейное питание вес 2 кг |
| В7-36 | 0,1 мВ-1 000 В,1 мкА-10 А,1 Ом-10 МОм,до 1 ГГц | Стрелочный , батарейное питание |
К универсальным приборам прилагаются аксессуары:
1. Пробник для измерения переменного напряжения в диапазоне 50 кГц-1 ГГц для расширения переменного напряжения всеми универсальными вольтметрами и мультиметрами.
2. Делитель постоянного напряжения высоковольтный до 30 кВ 1 : 1000. В таблице 5 приведены технические данные универсального В3-38В.
Таблице 5. Технические данные цифрового милливольтметра В3-38В
| Характеристики | Параметры | Значение |
| Переменное напряжение | Диапазон напряженийПредел измерения | 10 мкВ…300 В1 мВ/… /300 В(12 п/диапазонов, шаг 1-3) |
| Диапазон частоты | Нормальная область:45 Гц… 1 МГцРабочие области:20 Гц … 45 Гц;1 МГц-3 МГц;3 МГц-5 Мгц | |
| Погрешность измеренияДополнительная погрешностьВремя установления показаний | ±2% (для гармонических колебаний)±1/3хКг, при Кг 20% (для негармонических колебаний)≤3 с | |
| Максимальное входное напряжениеВходной импеданс | 600 В (250 В постоянная составляющая)4 МОм/25 пФ на пределах 1 мВ/… /300 мВ5 МОм/15пФ на пределах 1 В/…/300 В | |
| Преобразователь напряжения | Выходное напряжениеПогрешность преобразованияВыходное сопротивление | (1000±20) мВ±2%1 кОм |
| Широкополосный усилитель | Максимальное выходное напряжение | (100±20) мВ |
| Дисплей | Тип индикаторовФормат индикации | ЖК – индикатор3 ½ разряда |
| Общие данные | Напряжение питанияГабаритные данныеМасса | 220 В ± 10%, 50 Гц155х209х278 мм2,5 кг |
Универсальные вольтметры с жидкокристаллической индикацией результатов измерения постоянного и переменного токов и напряжений, сопротивление по 2/4 проводной схеме, частоты и периоды, измерение среднеквадратичного значения переменного тока и напряжения произвольной формы.
Кроме того, при наличии сменных термодатчиков приборы обеспечивают измерение температуры от -200 до +1110 0С, измерение мощности, относительных уровней (дБ), запись/считывание до 200 результатов измерений, автоматический или ручной выбор пределов измерений, встроенную программу тестового контроля, музыкальный звуковой контроль.
Шунты измерительные
Шунты предназначены для расширения пределов измерения тока. Шунт представляет собой калиброванный обычно плоский, проводник (резистор) специальной конструкции из манганина, по которому проходит измеряемый ток. Падение напряжения на шунте является линейной функцией тока. Номинальному напряжению соответствует номинальный ток шунта. Применяются в основном в цепях постоянного тока в комплекте с магнитоэлектрическими измерительными приборами. При измерении небольших токов (до 30 А) шунты встраиваются в корпус прибора. При измерении больших токов (до 7500 А) применяются наружные шунты. Шунты подразделяются по классам точности: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2 и 0,5.
Для расширения пределов измерения приборов по напряжению используются калиброванные резисторы, называемые добавочными сопротивлениями. Добавочные резисторы изготавливают из манганиновой изолированной проволоки и также подразделяются по классам точности. Сведения о шунтах представлены в таблице 6.
Таблица 6. Измерительные шунты
| Тип | Номинальный ток, А | Номинальное падение напряжения, мВ | Класс точности |
| Р114/1 | 75 | 45 | 0,1 |
| Р114/1 | 150 | 45 | 0,1 |
| Р114/1 | 300 | 45 | 0,1 |
| 75РИ | 0,3-0,75 | 75 | 0,2 |
| 75РИ | 1,5-7,5 | 75 | 0,2 |
| 75РИ | 15-30 | 75 | 0,2 |
| 75РИ | 75 | 75 | 0,2 |
| 75ШС-0,2 | 300; 500; 750; 1000; 1500; 2000; 4000 | 75 | 0,2 |
| 75ШС | 5; 10; 20; 30; 50 | 75 | 0,5 |
| 75ШСМ | 75; 100; 150; 200; 300; 500; 750; 1 000 | 75 | 0,5 |
Приборы для измерения сопротивлений
Приборы для измерения электрического сопротивления в зависимости от диапазона измеряемого приборами сопротивления называют омметрами, микроомметрами, магаомметрами. Для измерения сопротивления растеканию тока заземляющих устройств применяются измерители заземления. Сведения о некоторых типах этих приборов приведены в таблице 7.
Таблице 7. Омметры, микроомметры, мегаомеетры, измерители заземления
| Прибор | Тип | Пределы измерения | Основная погрешность или класс точности |
| Омметр | М218 | 0,1-1-10-100 Ом0,1-1-10-100 кОм0,1-1-10-100 МОм | 1,5-2,5% |
| Омметр | М371 | 10-100 Ом;100-10 000 кОм; | ±1,5% |
| Омметр | М57Д | 0-1 500 Ом | ±2,5% |
| Микроомметр | М246 | 100-1 000 мкОм10-100 мОм-10 Ом | ±2%;±3,5% |
| Микроомметр | Ф415 | 100-1 000 мкОм;10-100 мОм;1-10 Ом | - |
| Мегаомметр | М4101/5 | 0-2 000 кОм;0-2 500 МОм | 1 |
| Мегаомметр | М503М | 0-1 000 кОм0-500 МОм | 1 |
| Мегаомметр | М4101/1 | 0-200 кОм0-100 МОм | 1 |
| Мегаомметр | М4101/3 | 0-10 000 кОм0-500 МОм | 1 |
Определение сопротивления заземления
Под термином заземление подразумевается электрическое подключение какой-либо цепи или оборудования к земле. Заземление используется для установки и поддержания потенциала подключенной цепи или оборудования максимально близким к потенциалу земли. Цепь заземления образована проводником, зажимом, с помощью которого проводник подключен к электроду, электродом и грунтом вокруг электрода. Заземление широко используется с целью электрической защиты. Например, в осветительной аппаратуре заземление используется для замыкания на землю тока пробоя, чтобы защитить персонал и компоненты оборудования от воздействия высокого напряжения. Низкое сопротивление цепи заземления обеспечивает стекание тока пробоя на землю и быстрое срабатывание защитных реле. В результате постороннее напряжение как можно быстрее устраняется, чтобы не подвергать его воздействию персонал и оборудование. Чтобы наилучшим образом фиксировать опорный потенциал аппаратуры в целях ее защиты от статического электричества и ограничить напряжения на корпусе оборудования для защиты персонала, идеальное сопротивление цепи заземления должно быть равно нулю.
ПРИНЦИП ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ
Вольтметром измеряется напряжение между штырями X и Y и амперметром - ток, протекающий между штырями X и Z (рис.5)
Заметим, что точки X,Y и Z соответствуют точкам X,P и C прибора, работающего по 3-точечной схеме или точкам С1,Р2 и С2 прибора, работающего по 4-точечной схеме.
Пользуясь формулами закона Ома E = R I или R = E / I, мы можем определить сопротивление заземления электрода R. Например, если Е = 20 В и I = 1 А, то:
R = E / I = 20 / 1 = 20 Ом
При использовании тестера заземления не потребуется производить эти вычисления. Прибор сам сгенерирует необходимый для измерения ток и прямо покажет значение сопротивления заземления.
Для примера рассмотри измеритель зарубежной фирмы изготовителя марки 1820 ER (рис.6 и таблица 8).
Таблица 8. Технические данные измерителя типа 1820 ER
| Характеристики | Параметры | Значения |
| Сопротивление заземления | Пределы измерений | 20; 200; 2000 Ом |
| Разрешение | 0,01 Ом на пределе 20 Ом0,1 Ом на пределе 200 Ом1 Ом на пределе 2 000 Ом | |
| Погрешность измерения | ±(2,0%+2 ед.мл.разряда) | |
| Тест-сигнал | 820 Гц, 2 мА | |
| Напряжение прикосновения | Пределы измерений | 200 В, 50…60 Гц |
| Разрешение | 1 В | |
| Погрешность измерения | ±(1%+2 ед.мл.разряда) | |
| Общие данные | Индикатор | ЖКИ, максимально индицируемое число 2 000 |
| Напряжение питания | 1,5 В х 8 (тип АА) | |
| Габаритные размеры | 170 х 165 х 92 мм | |
| Масса | 1 кг |
Магнитный поток
Общие сведения.
Магнитный поток — поток
как интеграл вектора магнитной индукции 
через конечную поверхность 
. Определяется через интеграл по поверхности
при этом векторный элемент площади поверхности определяется как