Как расширить диапазон цифрового ампервольтметра. Как расширить диапазон измерения цифрового ампервольтметра: эффективные методы и расчеты — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как увеличить пределы измерения цифрового ампервольтметра. Какие существуют способы расширения диапазона. Как правильно рассчитать и подобрать шунт для амперметра. Как расширить пределы измерения вольтметра.

Содержание

Принцип работы цифрового ампервольтметра

Цифровой ампервольтметр — это комбинированный измерительный прибор, объединяющий функции амперметра и вольтметра. Он позволяет измерять силу тока и напряжение в электрических цепях. Принцип работы основан на аналого-цифровом преобразовании измеряемых величин:

При измерении тока прибор включается последовательно в цепь. Падение напряжения на внутреннем шунте пропорционально току.
При измерении напряжения прибор подключается параллельно участку цепи.
Измеренные аналоговые сигналы преобразуются в цифровой код и выводятся на дисплей.

Зачем нужно расширять диапазон измерений?

Расширение диапазона измерений цифрового ампервольтметра может потребоваться в следующих случаях:

Для измерения больших токов и напряжений, превышающих номинальные пределы прибора
При необходимости повысить точность измерений на малых значениях
Для адаптации прибора под конкретную измерительную задачу
Чтобы расширить функциональность имеющегося измерительного оборудования

Правильно выполненное расширение диапазона позволяет существенно увеличить возможности прибора без приобретения дорогостоящего оборудования.

Способы расширения диапазона измерения тока

Существует несколько основных методов расширения диапазона измерения тока цифровым амперметром:

1. Использование внешнего шунта

Это наиболее распространенный способ. Шунт — это низкоомный резистор, который подключается параллельно измерительному входу амперметра. Основной ток проходит через шунт, а прибор измеряет падение напряжения на нем.

2. Применение токовых трансформаторов

Токовый трансформатор позволяет пропорционально уменьшить измеряемый ток. Первичная обмотка включается в силовую цепь, а вторичная подключается к амперметру.

3. Использование датчиков Холла

Датчики на эффекте Холла позволяют бесконтактно измерять большие токи. Измерительная система размещается вокруг проводника с током.

Расчет шунта для расширения диапазона амперметра

Для правильного расчета шунта нужно знать следующие параметры:

Imax — максимальный ток, который необходимо измерять
In — номинальный (максимальный) ток амперметра
Rа — внутреннее сопротивление амперметра

Сопротивление шунта рассчитывается по формуле:

Rш = Rа / (Imax/In — 1)

Например, если нужно расширить диапазон амперметра на 10А до 100А, а его внутреннее сопротивление 0,1 Ом, получим:

Rш = 0,1 / (100/10 — 1) = 0,0111 Ом

Методы расширения диапазона измерения напряжения

Для расширения диапазона измерения напряжения цифровым вольтметром применяются следующие способы:

1. Использование делителя напряжения

Делитель напряжения состоит из двух последовательно соединенных резисторов. Вольтметр подключается параллельно одному из них, измеряя часть общего напряжения.

2. Применение дополнительных резисторов

Последовательно с вольтметром включается добавочный резистор, падение напряжения на котором пропорционально измеряемому напряжению.

3. Использование трансформаторов напряжения

Трансформатор напряжения позволяет пропорционально понизить измеряемое напряжение до допустимого для вольтметра уровня.

Расчет добавочного резистора для вольтметра

Для расчета добавочного резистора необходимо знать:

Umax — максимальное измеряемое напряжение
Un — номинальное напряжение вольтметра
Rv — внутреннее сопротивление вольтметра

Сопротивление добавочного резистора рассчитывается по формуле:

Rд = Rv * (Umax/Un — 1)

Например, для расширения диапазона вольтметра на 100В до 1000В при его сопротивлении 100 кОм:

Rд = 100000 * (1000/100 — 1) = 900 кОм

Особенности расширения диапазона цифровых приборов

При расширении диапазона цифровых измерительных приборов следует учитывать ряд важных моментов:

Необходимо правильно выбрать и подключить внешние элементы (шунты, делители) с учетом их мощности и точности
Требуется перекалибровка и настройка прибора под новый диапазон измерений
Следует учитывать влияние паразитных параметров (емкость, индуктивность) на высоких частотах
Нужно обеспечить температурную стабильность внешних элементов
Важно соблюдать правила электробезопасности при работе с высокими напряжениями и токами

Практические рекомендации по расширению диапазона

При самостоятельном расширении диапазона цифрового ампервольтметра рекомендуется:

Использовать качественные прецизионные резисторы в качестве шунтов и делителей
Обеспечить хороший тепловой контакт шунта с радиатором при больших токах

Применять экранированные провода для подключения высоковольтных делителей
Проводить калибровку прибора с помощью эталонных источников тока и напряжения
Маркировать прибор, указав новые пределы измерений
Периодически проверять точность измерений в расширенном диапазоне

Заключение

Расширение диапазона измерений цифрового ампервольтметра — эффективный способ повысить функциональность прибора. Правильно выполненное расширение позволяет существенно увеличить возможности измерений без значительных затрат. При этом важно грамотно провести расчеты, использовать качественные компоненты и соблюдать меры безопасности.

Расчет сопротивления шунта амперметра — компания «УСС-Электро»

Шунт это сопротивление, которое подключается параллельно к клеммам амперметра для увеличения диапазона измерения. Добавление шунта параллельно амперметру делит ток I, протекающий в данной цепи, на две составляющие Ia и Iш.

Содержание

Расчет сопротивления шунта амперметра

При электрических измерениях часто необходимо знать силу тока, протекающего в цепи. Это делается с помощью амперметра. Как и другие измерительные приборы, амперметр имеет свой максимальный предел измерения, если этого недостаточно, следует использовать шунтирующий амперметр.

Шунт это резистор, подключенный параллельно к клеммам амперметра для увеличения диапазона измерения. Добавление шунта параллельно амперметру делит ток I, протекающий в цепи, на две составляющие Ia и Iаш.

Согласно закону Кирхгофа мы знаем, что сумма токов, сходящихся на переходе, равна нулю, а значит, ток I является суммой токов Ia и Iаш. Чем меньше сопротивление шунта Rш, тем больше ток Iш, поэтому ток Iа, протекающий через амперметр, меньше. Зная зависимость между сопротивлением амперметра Ra и шунта Rш, можно узнать значение измеряемого тока I, или наоборот, зная ток I, можно рассчитать необходимое сопротивление шунта Rш.

Формула для расчета сопротивления шунта:

Чтобы увеличить диапазон измерения амперметра в n раз, используйте формулу шунта:

Если мы сравним расчеты двух методик друг с другом, то получим соответствие до четырех знаков после запятой, а в некоторых случаях даже до пяти знаков после запятой.

Как рассчитать сопротивление шунта

Для проверки величины тока используется прибор, называемый амперметром. На практике не всегда возможно иметь под рукой измерительный прибор с нужным диапазоном. Как правило, диапазон либо мал, либо велик. Здесь мы покажем, как изменить рабочий диапазон амперметра. Амперметры для больших токов от 20 ампер и выше имеют внешний шунтирующий резистор. Он подключается параллельно с амперметром. На рисунке 1 показана схема амперметра с шунтирующим резистором.

В качестве примера мы будем использовать амперметр М367 со шкалой до 150 ампер, поэтому при таком токе амперметр используется с внешним шунтирующим резистором.

После удаления шунтирующего резистора амперметр становится миллиамперметром с максимальным током 30 мА (это значение будет объяснено позже). Таким образом, используя различные шунтирующие резисторы, можно изготовить амперметр практически с любым диапазоном измерения.

Давайте подробнее рассмотрим существующий счетчик. Из его маркировки можно узнать следующее. Отметка в правом верхнем углу (цифра 1 на фото). Модель измерительной головки M367. Изготовлен на Краснодарском приборном заводе (его можно опознать по ромбу с буквами ЗИП). Год производства: 1973; серийный номер 165266.

Маркировка в левом нижнем углу (цифра 2 на фото). Маркировка слева направо. Прибор предназначен для измерения постоянного тока. Магнитоэлектрический прибор с подвижной рамой. Напряжение между корпусом и маннитоэлектрической системой не должно превышать 2 кВ. Рабочее положение шкалы прибора – вертикальное. Класс точности прибора в процентах 1,5. ГОСТ8711-60. Измерительная головка предназначена для измерения тока до 150 ампер с использованием внешнего шунтирующего резистора с падением напряжения 75 милливольт.

Это все, что я смог определить по маркировке амперметра. Теперь перейдем к расчетам. Сопротивление шунта определяется по формуле:

Где
Rш – сопротивление шунтирующего резистора;
Rприб – внутреннее сопротивление амперметра;
Iприб – максимальный измеряемый ток амперметра без шунта
Iраб – максимальный измеряемый ток с шунтом (требуемое значение)

Если все данные для расчета доступны, можно начать сам расчет. Для простоты вы можете воспользоваться приведенным ниже онлайн-калькулятором:

В нашем случае из формулы видно, что данных недостаточно. Мы знаем только максимальный измеренный ток с шунтом. То есть то, что мы хотим увидеть при максимальном колебании стрелки амперметра.

Из маркировки на устройстве мы знаем падение напряжения на шунтирующем резисторе. А это уже что-то. Из этого параметра мы знаем, что при подаче на прибор напряжения 0,075 В (75 мВ) стрелка качнется до максимального значения на шкале в 150 ампер. Из этого следует, что максимальный размах стрелки измерительного прибора достигается при подаче напряжения 75 мВ. Кажется, что данных для расчетов все еще недостаточно. Вам необходимо знать сопротивление прибора и ток, при котором стрелка достигает максимального значения без шунтирующего резистора. Затем я предлагаю несколько способов определения необходимых параметров и решения проблемы.

Способ первый. Используя источник питания, найдите максимальное отклонение стрелки по току и напряжению без шунта. В нашем случае мы уже знаем напряжение. Мы не будем его измерять. Мы измеряем ток и смещение указателя. Поскольку у меня не было под рукой блока питания, пришлось использовать сильно разряженную батарейку АА. Ток батареи составлял 12 мА (согласно показаниям мультиметра). При таком токе игла измерительного прибора качнулась до 60 А на циферблате. Затем определите величину деления и рассчитайте общее (максимальное) отклонение стрелки. Поскольку градуировка на циферблате амперметра нанесена равномерно, найти (рассчитать) максимальный ток отклонения стрелки несложно.

Дивидендная стоимость инструмента рассчитывается по формуле:

Где:
x1 – меньшее значение,
x2 – большее значение,
n – количество пауз (интервалов) между значениями

Для простоты можно использовать следующий онлайн-калькулятор:

Расчет показывает, что значение деления стандартной шкальной единицы составляет 5 ампер. При 12 мА стрелка отклонилась до показаний 60А. Поэтому значение деления без шунта составляет 1 мА. Общее число делений равно 30, поэтому максимальное отклонение указателя при токе 150 А без шунта составляет 30 мА.

Затем мы используем закон Ома, чтобы найти сопротивление устройства. 0,075/0,03 = 2,5 Ом.

Расчет:
Rш=Rприб*Iприб/(Iраб-Iприб)=2.5*0.03/(10-0.03)=0.00752 Ом для шкалы 10A mah
Rf=Rприб*Iприб/(Iраб-Iприб)=2.5*0.03/(5-0.03)=0.01509 Ом для 5А макс.
Rш=Rприб*Iприб/(Iраб-Iприб)=2,5*0,03/(3-0,03)=0,02525 Ом для 3А макс.

Для простоты вы можете использовать калькулятор сопротивления шунта, доступный в Интернете выше.

Второй вариант. Мы используем точный мультиметр для измерения сопротивления амперметра, а затем применяем закон Ома (зная максимальное напряжение смещения наконечника) для нахождения максимального тока смещения наконечника. Измерения проводились с помощью прецизионного мультиметра Mastech MS8218 и прибора Uni-t UT71E. При измерении сопротивления амперметра значение составило 2,50-2,52 Ом для UT71E и 2,52-2,53 Ом для MS8218.

Формула для расчета текущего размаха стрелки до максимального значения:

Для упрощения расчета максимального тока смещения стрелочного амперметра можно использовать следующий калькулятор:

Затем, как и в первом варианте, рассчитываем сопротивление шунтирующего резистора (калькулятор выше). Для расчета используется среднее значение показаний сопротивления, измеренного обоими мультиметрами, Rpr = 2,52 Ом.

Расчет:
Rш=Rприб*Iприб/(Iраб-Iприб)=2,52*0,02976/(10-0,02976)=0,00752 Ом для шкалы 10А макс.
Rf=Rprib*Iprib/(Irab-Iprib)=2,52*0,02976/(5-0,02976)=0,01508 Ом для шкалы 5A макс.
Rf=Rprib*Iprib/(IarabIprib)=2,52*0,02976/(3-0,02976)=0,02524 Ом для 3А макс.

Если сравнить расчеты двух методов друг с другом, то мы получим сходимость данных до четвертого знака после запятой, а в некоторых случаях даже до пяти знаков после запятой.

О тонкостях изготовления шунтирующего резистора я расскажу в статье: Как сделать шунтирующий резистор для амперметра. Самый простой метод отбора.

Шунты обычно изготавливаются из марганца – сплава, сопротивление которого мало изменяется с температурой. Шунты делаются взаимозаменяемыми (рис.2), рассчитаны на определенные токи и имеют определенное падение напряжения при максимальных токах.
ГОСТ определяет диапазон номинальных падений напряжения на шунтах: 10; 15; 30; 50; 60; 75; 300 мВ. Точность шунтов делится на классы: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 (цифра обозначает допустимое отклонение сопротивления от номинала в процентах).
Для изготовления шунта можно использовать металлы или сплавы с более высоким удельным сопротивлением, которые перечислены в таблице.
Самое главное – не устанавливать слишком большой ток, чтобы шунт не нагревался. Диаметр проводника d, обеспечивающий протекание требуемого тока I при заданной плотности j, определяется по формуле:
d = √(1.27-I/j) (2)
Для расчета шунта примем допустимое значение j = 2 А/мм 2 . Тогда формула (2) упрощается:
d = 0,8-√I (мм).
Зная удельное сопротивление материала ρ и диаметр провода d в мм, нетрудно определить сопротивление шунта R из приведенного выражения:
R = 1,27-ρ-l/d 2 , (3)
где: l – длина провода, м.
Преобразовав (3), получим формулу для расчета длины провода:
l = 0,78-R-d 2 /ρ. (4)

Расчет шунта для амперметра.

При разработке силовых электронных устройств часто необходимо измерять постоянные и переменные токи, часто довольно большие. Напомним, что амперметр подключается последовательно с нагрузкой, и через него протекает измеряемый ток (постоянный или переменный – в зависимости от типа амперметра) (рис.1 a). Прямое измерение (с достаточной точностью) обычно ограничивается 5 А (амперметры с классом точности 1,0 или ниже, т.е. дающие погрешность 1%).

Для измерения больших токов параллельно амперметру подключается шунт RS1 (рис.1б), т.е. резистор с калиброванным сопротивлением. По сути, шунт является делителем: большая часть тока проходит через него, а небольшой ток, не превышающий максимально допустимый, всасывается в амперметр. Коэффициент деления шунта N определяется выражением:
N = I/Ip = R_RS+ руб,
где I – измеренный ток;
Ip – ток, протекающий через измерительный амперметр;
R_RS – сопротивление шунта;
Rp – внутреннее сопротивление амперметра.
Если необходимо расширить диапазон измерения амперметра в N раз, т.е. так, чтобы Ir был в N раз меньше измеряемого >I , то R_RS должны быть равны:
R_RS = Rp/(N-1). (1)

Шунты обычно изготавливаются из марганца – сплава с низким температурным сопротивлением. Шунты делаются взаимозаменяемыми (рис.2), рассчитаны на определенные токи и имеют определенное падение напряжения при максимальных значениях тока.
ГОСТ определяет диапазон номинальных падений напряжения на шунтах: 10; 15; 30; 50; 60; 75; 300 мВ. Точность шунтов делится на классы: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 (цифра указывает на допустимое процентное отклонение сопротивления от номинала).
Для изготовления шунта можно использовать металлы или сплавы с более высоким удельным сопротивлением, которые перечислены в таблице.
Очень важно не устанавливать слишком большой ток, чтобы шунт не нагревался. Диаметр проводника d, обеспечивающий протекание необходимого тока I при заданной плотности j, определяется по формуле:
d = √(1.27-I/j) (2)
Для расчета шунта примем допустимое значение j = 2 А/мм 2 . Тогда формула (2) упрощается:
d = 0,8-√I (мм).
Зная удельное сопротивление материала ρ и диаметр провода d в мм, нетрудно определить сопротивление шунта R из приведенного выражения:
R = 1,27-ρ-l/d 2 , (3)
где: l – длина провода, м.
Преобразовав (3), получим формулу для расчета длины провода:
l = 0,78-R-d 2 /ρ. (4)

Конечно, невозможно учесть все ошибки, поэтому изготовленный шунт необходимо отрегулировать. Его длина должна быть немного больше расчетной длины. Желательно, чтобы концы были запрессованы в клеммные наконечники.
Резьбовые соединения нежелательны из-за их нестабильности. Пайка еще менее желательна из-за образования термоэлектрических паров в месте соединения.
Шунт подключается к используемому амперметру, который соединен последовательно с эталонным амперметром. Тщательно обработайте шунт напильником так, чтобы его сопротивление достигло требуемого значения.
При подключении в цепь, провода измеряемой цепи (питающие провода) должны идти к шунту, а от шунта к амперметру идут отдельные (тонкие) провода. Для этого промышленные шунты специально оснащаются двумя парами резьбовых отверстий для винтовых контактов.

Из этого соотношения следует, что

Шунтовое и аддитивное сопротивление – формулы и определения с примерами

Гальванометр – это очень чувствительный электроизмерительный прибор, используемый для измерения малых токов и напряжений.

Значение деления инструмента – это значение наименьшего деления его шкалы.
Простейшие соединения резисторов – последовательное и параллельное.

При последовательном соединении конец одного резистора соединяется с началом другого. В этом случае ток одинаков во всех резисторах:

При параллельном соединении все резисторы подключены одним концом к одному узлу, а другим – к другому. Точки в разветвленной долине, где сходятся не менее трех проводников, называются узлами цепи. Напряжение на каждом резисторе одинаково и равно напряжению в цепи:

Ток в цепи равен сумме токов в ветвях: и их проводимости складываются: или

Каждый электроизмерительный прибор, включая амперметр и вольтметр, рассчитан на определенный предел измерения, который не должен быть превышен во избежание повреждения. Однако, расширив диапазон измерения прибора, можно измерить значение, превышающее максимально допустимое для данного прибора.
Для увеличения диапазона измерения амперметра параллельно подключается резистор. Это специально называется шунт. Сопротивление шунта

выбирается таким образом, чтобы ток, протекающий через амперметр, не превышал максимально допустимого значения (рис. 110).

Ток в неразветвленной части цепи

где – ток, протекающий через шунт.

Поскольку амперметр и шунт соединены параллельно, падение напряжения на них одинаково:

Из этого уравнения следует, что

Подставляя выражение для тока

в уравнение зенитного тока,
получаем

Если измеряемый ток в n раз больше значения амперметра, т.е.

к амперметру должен быть подключен шунт сопротивления

Обратите внимание, что если амперметр зашунтирован шунтирующим резистором

который позволяет измерять ток в n раз больше, увеличится в n раз.

Поэтому, чтобы значительно увеличить диапазон измерения амперметра, сопротивление шунта

намного меньше, чем сопротивление амперметра. (Напомним, что сопротивление амперметра невелико, поэтому его подключение не должно существенно повлиять на величину тока в цепи).

Чтобы увеличить пределы измерения напряжения вольтметром, используйте резистор с сопротивлением

который называется повышенная устойчивость (рис. 111).

Тогда измеренное напряжение U в цепи составит:

где – максимальное напряжение, на которое рассчитан вольтметр, – падение напряжения на добавочном резисторе

Поскольку вольтметр и добавочный резистор соединены последовательно, ток, протекающий через них, одинаков:

Учитывая закон Ома для однородной цепи

где – сопротивление вольтметра. В случае, когда мы обнаруживаем, что

Если вы хотите измерить напряжение, в n раз превышающее напряжение, на которое рассчитан вольтметр, т.е. Вам нужно добавить сопротивление к вольтметру.

Подчеркнем, что, как и в случае с шунтовым амперметром, значение деления вольтметра при добавлении дополнительного резистора

что позволяет нам измерить в n раз большее напряжение, увеличится в n раз. Для того чтобы значительно расширить диапазон измерений вольтметра, необходимо

При копировании любых материалов с сайта evkova.org активная ссылка на www.evkova.org обязательна.

Сайт создан командой учителей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи.

Сайт написан, поддерживается и управляется командой учителей

Whatsapp и логотип Whatsapp являются торговыми марками корпорации WhatsApp LLC.

Сайт носит информационный характер и ни при каких обстоятельствах не является публичной офертой в понимании ст. 437 Гражданского кодекса Российской Федерации. Анна Евкова не предоставляет никаких услуг.

Мы приводим здесь простую экспериментальную схему, включающую контрольный цифровой амперметр (мультиметр), нагрузку (резистор сопротивлением в несколько Ом или простую лампу накаливания на 6,3 В) и практически неизвестный стрелочный индикатор. Все эти вещи соединены последовательно, в цепь, и подключены к регулируемому (в идеале) источнику питания. Предположим, мы установим его на 10 В и посмотрим, что покажет наш цифровой амперометрический мультиметр.

РАСЧЕТЫ ШУНТОВ

Не знаю, как вы, но я предпочитаю любой цифровой амперметр и вольтметр в лабораторном блоке питания старым добрым стрелочным индикаторам. Ведь при наличии любых коротких импульсов тока цифровой дисплей будет показывать тарабарщину, или даже показания останутся неизменными, если в цепи есть небольшая задержка в обновлении показаний. Точно так же можно проигнорировать короткое замыкание, но стрелка амперметра, когда она вибрирует, сразу покажет, в чем дело.

В целом, лучше использовать индикаторные головки на многих машинах. А блок питания – это тот случай, когда лучше не гнаться за модой на цифровые головки ALS, а просто сделать стрелочный дисплей вольт и ампер. Убедились? Тогда давайте рассчитаем и построим его. Я не буду обременять вас многолинейными формулами, теориями и поправочными коэффициентами для температуры воздуха и цен на нефть. Для этого достаточно простой, проверенной временем технологии практического расчета шунта для любого стрелочного индикатора, даже для неизвестного предела измерения.

Мы собираем эту простую экспериментальную установку из контрольного цифрового амперметра (мультиметра), нагрузки (резистора мощностью несколько ватт для нескольких Ом или простой лампочки для 6,3 В) и самого неизвестного стрелочного индикатора. Все эти вещи соединены последовательно, в цепь, и подключены к регулируемому (в идеале) источнику питания. Давайте установим, скажем, 10 вольт и посмотрим, что покажет наш цифровой мультиметр – амперметр.

Теоретически, он должен показывать 0,5 А. В идеале, для желаемого предела 1 A и игла должна показывать отклонение в половину шкалы. О, вы хотите, чтобы это был амперметр на 2 ампера вместо амперметра на 1 ампер? Нет проблем. Подключаем последовательно с головкой подстроечный резистор R3 (для эксперимента затем измеряем сопротивление и заменяем его фиксированным) на несколько килоОм и уменьшаем его сопротивление так, чтобы стрелка индикатора полностью отклонилась на 2А. Он должен быть предварительно настроен на максимальное сопротивление. Очевидно, что эти 2 усилителя должны быть предварительно настроены на напряжение от источника питания.

Да, мы это сделали. Что, если у нас игла измерительного прибора в обратном направлении показывает при 0,5 А мультиметр показывает только четверть шкалы, а по нужному вам плану полное отклонение стрелки было при 0,1 А? Затем просто увеличьте сопротивление шунта примерно в два раза и посмотрите, что произойдет. И стрелка будет отклоняться дальше, возможно, даже до полной шкалы, если вы угадали номинал резистора. Перегиб? Не заходит ли это слишком далеко? Затем отрегулируйте резистор, пока указатель не окажется там, где он должен быть.

Если вам теперь интересно, как собрать все это вместе в блок питания для тока наведения, вот схема подключения. Шунтируя указатель двумя разными резисторами R1 или R1+R2, можно получить два диапазона измерения тока: в нашем случае 0,1 A или 1 A. Сопротивление этих резисторов является ориентировочным – в процессе настройки и в зависимости от самого микроамперметра их сопротивление может меняться.

Еще проще рассчитать шунт, который преобразует циферблатный датчик в вольтметр. Подключаем последовательно цифровой вольтметр (на схеме не обозначен), головку, триммерный резистор R3 на пределе 200 – 1000 килоом, в любом случае защитный резистор R7 на 10-50 килоом и, конечно же, блок питания. Устанавливаем 10 В на БК (с помощью проверочного мультиметра) и, вращая потенциометр R3, который мы установили на максимальное сопротивление (иначе индикатор сразу сгорит, всегда помните этот момент!), добиваемся того, чтобы стрелка качалась на максимум. Во что превратился наш микроамперметр? Правильно – в вольтметр на 10 вольт. Тот же принцип можно использовать для превращения стрелочного указателя в вольтметр для любого напряжения. После завершения эксперимента измерьте сопротивление генератора и замените его на такое же постоянное.

А вот полная схема вольтметра – амперметра на основе одного стрелочного индикатора. Переключение “вольт – ампер” осуществляется с помощью тумблера. Примечание: переключение в режиме байпаса (0,1-1А) осуществляется не выключателем, а тумблером. Это тумблер, чтобы не было ситуации, когда внутренний рычаг выключателя уже отключился от одного контакта, но еще не подключен к другому. Тогда весь ток нагрузки пойдет через стрелку 100 мкА – она мгновенно взорвется. А деления на шкале можно нанести следующим образом: аккуратно очистите ненужные цифры индикатора лезвием, и напишите на их месте свои значения черной гелевой ручкой.

Рассмотрим пример, в котором все цифры взяты из головы и не имеют справочной достоверности.

Расчет шунта для амперметра

Ниже приведена формула для расчета необходимого сопротивления шунта, подключаемого к амперметру для увеличения шкалы измерения.

R_А, I_A – сопротивление и ток амперметра
R_Ш – сопротивление шунта
I – измеренный ток

Если измеряемый ток значительно превышает максимальный номинальный ток амперметра, это значение можно опустить в приведенной выше формуле из-за его незначительного влияния на результат.

И получаем соотношение R_Ш/R_А=I_А/I.

Если измеренный предельный ток должен быть увеличен на коэффициент m, можно использовать следующее соотношение – R_Ш= (m-1)/R_А

Давайте рассмотрим пример, где все цифры взяты из головы и не имеют справочной достоверности.

Задача. Амперметр имеет внутреннее сопротивление 10 Ом и максимальный измерительный ток 1 А. Каким должно быть сопротивление шунта, чтобы можно было измерить ток 100 А. Как она должна быть рассчитана?

Решение. При увеличении шкалы амперметр, как и раньше, будет проводить ток 1А, а шунт – 100-1=99А. Получится, что ток будет делиться 1:99, а сопротивления будут обратно пропорциональны.

Воспользуемся приведенной выше формулой и получим R_Ш=10*1/(100-1)=0,101 Ом.

Читайте далее:

Измерительный инструмент – это инструмент для измерения. Что такое измерительный инструмент?.
Пример проблемы с шунтирующим сопротивлением.
54 Каким должно быть сопротивление вольтметра и амперметра?.
Как сделать шунт (шунтирующий резистор) для амперметра. Самый простой метод.
Амперметр: конструкция и типы приборов, принцип действия, параметры измерения.
Подключение китайского амперметра-вольтметра.
Шунт – это шунт. Что такое шунт?.

Цифровой амперметр RUIDENG RD 0.56″ 0-10А

Технические характеристики

Модель: Ruideng RD 0.56″ 0-10A AMP
Питание: 4 ~ 30 В DC
Шунт: встроенный, резистивный
Диапазон измерений силы тока: 0 — 10 А

Дискретность измерения: 0.01 А
Погрешность: ± 2%
Процессор: STM8S003F3
Экран: семисегментный 3-разрядный светодиодный индикатор
Высота и цвет символов: 0.56 дюйма, красный
Частота обновления: 0.5 секунды
Длина проводных соединительных линий: 14 см
Рабочая температура: -10°С ~ 60°С
Размеры: 48 х 29 х 22 мм
Вес: 20 гр

Ультракомпактный высокоточный цифровой амперметр Ruideng RD 0. 56″ 0-10A AMP предназначен для измерения силы постоянного тока в амперах, протекающего в выбранном участке цепи. Амперметр подключается последовательно (в разрыв) в точке замкнутой цепи, для которой выполняется определение величины основного параметра электроэнергии. Амперметр служит простым и удобным инструментом визуального контроля, и встречается в основном в различном промышленном, лабораторном, или сервисно-ремонтном оборудовании.

Модель Ruideng RD 0.56″ 0-10A AMP построена на качественном 8-битном процессоре семейства STM8, и собрана в легкосъёмном пластиковом корпусе размером 5 на 3 сантиметра с боковыми защелками-фиксаторами для встраиваемого монтажа. Встроенный 10-амперный шунт освобождает от необходимости подключения внешних низкоомных резистивных нагрузок. Текущие значения измеряемого тока с дискретным шагом 0.01А отображаются амперметром на трёхразрядном красном индикаторе-экране с высотой символов 0,56-дюйма. Данные о токе обновляются приблизительно два раза в секунду. Четырёхпроводная схема подключения позволяет запитывать плату цифрового измерительного прибора как от независимого источника напряжения 4-30В DC, целиком изолированного от нагрузки, так и напрямую от напряжения измеряемого контура. На обратной стороне устройства распаяны малый 2-пиновый разъём питания внутренней логики устройства и крупный 2-контактный разъём токоизмерительного входа амперметра для присоединения к внешней цепи.

В амперметре предусмотрена ручная регулировка выводимых показаний силы тока. Корректировка выполняется медленным вращением крестообразного подстроечного потенциометра R7 против часовой стрелке с увеличением, и по часовой стрелке с уменьшением актуальных значений. Имеется возможность автоматической калибровки счётчика до нулевой отметки с помощью предварительного замыкания двух контактов А и В в обесточенном состоянии, и последующим их размыканием после подачи на вход напряжения, питающего амперметр.

Схема подключения амперметра с отдельным источником питания в измерительную цепь

Схема подключения амперметра к цепи с общим напряжением питания

Расширение диапазона амперметра

26 апреля 2021 г.

Существуют различные типы амперметров, используемых в измерительных системах для измерения тока.

Тип с подвижным магнитом — используется для измерения как постоянного, так и переменного тока
Тип с подвижной катушкой с постоянным магнитом (PMMC) — используется только для измерений постоянного тока
Тип электродинамометра — используется для измерения как постоянного, так и переменного тока
Тип выпрямителя — используется для измерения как постоянного, так и переменного тока

Электрические компараторы и электронные. ..

Пожалуйста, включите JavaScript

Электрические компараторы и электронные компараторы

Но каждый прибор имеет свой диапазон измерений. Например, амперметр с подвижной катушкой может измерять токи от 0 до 100 мА. Таким образом, невозможно измерить большие токи, превышающие диапазон измерения прибора. Поэтому необходимо довести эти большие токи до значения, находящегося в пределах диапазона прибора.

Для расширения диапазона амперметров используются шунты или трансформаторы тока. Шунты используются для измерений постоянного и переменного тока, в то время как трансформаторы тока используются только для измерительных приборов переменного тока. Исходя из этого, диапазон амперметра с подвижной катушкой можно расширить с помощью шунтов, а диапазон амперметра с подвижным железом можно расширить с помощью шунтов или трансформатора тока.

Расширение диапазона амперметра с помощью шунтов:

Шунт в измерительном приборе относится к низкоомному сопротивлению, которое подключается параллельно основному амперметру, как показано ниже. Он действует как отвод, и через него будет проходить максимальный процент измеряемого тока.

Основные требования к конструкции шунтов:

Основные требования к конструкции шунтов следующие:

Температурный коэффициент шунта и инструментальной катушки должен быть по возможности равным и должен быть очень низким. .
Поскольку максимальный процент тока отводится через шунты, они не должны выделять избыточное тепло.
Их сопротивление не зависит от времени.
В случае приборов переменного тока постоянная времени шунта и катушки прибора должны быть равны.
Они должны иметь низкую термоЭДС с медью.

Let,

I _M = ток полного отклонения основного счетчика
I _SH = ток через шунт
R _M = Внутреннее сопротивление базового метра
R _SH = внутреннее сопротивление базового метра
R _SH = SH = SH = Сопротивление шунта
I = измеряемый ток
м = множитель

Поскольку шунт подключен параллельно основному счетчику, падение напряжения на шунте будет равно падению напряжения на основном счетчике.

∴ I _M R _M = I _SH R _SH … (1)

I = I _M + I _SH (из фигура)

999999999952 + I _SH (из фигура)

+ I _SH (из фигура) _M + I _SH (из фиг. I _ш = I — I _m …(2)

Подставляя уравнение 2 в 1 получаем, Отношение I

_{и I} m называется повышающим коэффициентом m.

т. е. m = I/I _m …(4).

Подставляя уравнение 4 в 3 получаем, Отклонение счетчика θ прямо пропорционально току счетчика I _м .

т. е. θ ∝ I _m ∝ I

Таким образом, отклонение счетчика прямо пропорционально измеряемому полному току. Следовательно, путем подключения соответствующего значения шунта и калибровки шкалы измерителя с точки зрения m × I _m = I диапазон амперметра может быть расширен.

Многодиапазонные амперметры :

Диапазон амперметра можно расширить с помощью шунта. Следовательно, добавив несколько шунтов, его можно использовать в качестве многодиапазонного амперметра, и такое устройство показано ниже.

Он состоит из трех шунтов R _sh2, R _sh3 и R _sh4, которые можно использовать для трех различных диапазонов тока I ₁, I ₂ и I ₃ соответственно. Пусть шунтирующие множители токов I ₁ , I ₂ и I ₃ равны m ₁ , m ₂ и m ₃ соответственно. Таким образом,

Методы уменьшения ошибок из-за изменений температуры в инструментах, подключенных к шунту:

Ошибки из-за изменения температуры в приборах, подключенных шунтом, в основном возникают по следующим причинам. Они есть,

Температура подвижной катушки и шунта не совпадают.
Подвижная катушка и шунт изготовлены из разных материалов. Значит, у них разные коэффициенты.

Следовательно, чтобы уменьшить температурные погрешности, подвижная катушка и шунт должны быть изготовлены из одного и того же материала (который имеет пренебрежимо малый температурный коэффициент) и должны поддерживаться почти при одной и той же температуре, что является трудной задачей. задача.

На практике подвижная катушка состоит из манганина, а шунт — из манганина. Резистор из манганина с сопротивлением, намного превышающим сопротивление подвижной катушки, соединен последовательно с подвижной катушкой, как показано на рисунке ниже. Этот последовательный резистор называется шунтирующим резистором.

Из-за изменений температуры сопротивление подвижной катушки (R _м ) будет меняться. Но это изменение не влияет на ток, протекающий через счетчик, поскольку изменение сопротивления весьма незначительно по сравнению с полным сопротивлением цепи с подвижной катушкой (R _m + R _sw ) [∵ R _sw (заглушающий резистор) >> R _m ]. Следовательно, изменение доли тока, делящегося на счетчик и шунт, не будет заметным при изменении температуры.

Расширение диапазона амперметра с использованием трансформатора тока:

Для более высоких номинальных токов шунты не используются для движущихся железных инструментов. Шунты имеют ошибки частоты, а индуктивное сопротивление шунта и индуктивное сопротивление катушки очень малы и высоки соответственно. Таким образом, трансформаторы тока широко используются для приборов переменного тока, потому что большинство устройств типа подвижного железа обычно используются для измерений переменного тока.

Вторичная дуга трансформаторов тока в основном рассчитана на 5 А независимо от номиналов первичной обмотки. Амперметр подключен на вторичной стороне, а трансформатор тока, который используется для расширения диапазона амперметра, показан на рисунке ниже.

Амперметр | Определение, типы, символы и факты

Развлечения и поп-культура
География и путешествия
Здоровье и медицина
Образ жизни и социальные вопросы
Литература
Философия и религия
Политика, право и правительство
Наука
Спорт и отдых
Технология
Изобразительное искусство
Всемирная история

В этот день в истории
Викторины
Подкасты
Словарь
Биографии
Резюме
Популярные вопросы
Обзор недели
Инфографика
Демистификация
Списки
#WTFact
Товарищи
Галереи изображений
Прожектор
Форум
Один хороший факт

Развлечения и поп-культура
География и путешествия
Здоровье и медицина
Образ жизни и социальные вопросы
Литература
Философия и религия
Политика, право и правительство
Наука
Спорт и отдых
Технология
Изобразительное искусство
Всемирная история

Britannica объясняет
В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
Britannica Classics
Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
#WTFact Видео
В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
На этот раз в истории
В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
Demystified Videos
В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.

Студенческий портал
Britannica — это лучший ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и многое другое.
Портал COVID-19
Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
100 женщин
Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.