Каким прибором измеряется напряжение. Как измерить напряжение: приборы и методы для измерения электрического потенциала

Важно! Вольтметр, которым проводят измерения, должен иметь как можно более высокое сопротивление и низкий ток. Это нужно для минимизации влияния устройства на электросеть и потерь в кабелях, направляющихся к нему от источника питания.

Замеры разности потенциалов играют важную роль для отладки электросхем и электросетей. От правильно проведенных измерений зависит надежность функционирования техники, для их выполнения нужно знать о единицах измерения напряжения.

Видео

Как проверить напряжение в розетке мультиметром

Не каждый день пригодится такое умение, но как проверить напряжение в розетке мультиметром и что он должен при этом показывать, лучше узнать заранее. Кроме напряжения электронный тестер способен измерять силу тока и сопротивление проводов, для чего на приборе надо менять местами подключение штекеров. За их правильным подключением надо внимательно следить – если проводить измерения неправильно, то произойдет короткое замыкание.

Немного теории – как подключаются измерительные приборы

Электронный мультиметр объединяет в себе несколько различных устройств, которые по-разному подключаются к участку цепи. Чтобы им правильно пользоваться, надо знать чем измеряется напряжение, а чем сила тока и правильно производить подключение устройства.

Когда провода просто подключены к рабочему источнику питания, то на них появляется электрическое напряжение, которое можно померить между плюсом и минусом (фазой и нулем). Это значит, что напряжение можно измерить как при подключенной в сеть нагрузке (работающем приборе), так и без нее.

Электрический ток в проводах появляется только в том случае, когда цепь замкнута – только тогда он начинает течь от одного полюса к другому. При этом, измерения тока проводятся при подключении измерительного устройства последовательно. Это значит, что ток должен пройти через прибор и только в этом случае он сможет замерить его величину.

Разумеется, чтобы измерительный прибор не оказывал влияния на силу тока, которую он измеряет, сопротивление мультиметра должно быть как можно меньше. Соответственно, если прибор настроен на измерение силы тока, а по ошибке попробовать измерить им напряжение, то случится короткое замыкание. Правда и тут не все однозначно – измерение тока и напряжения современными электронными мультиметрами проводится с одинаковым подключением клемм к устройству.

Если вспоминать хотя бы поверхностные школьные знания про электрические цепи, то сформулировать правила измерения напряжения и силы тока можно следующим образом: напряжение одинаковое на параллельно подключенных участках цепи, а сила тока при последовательном соединении проводников.

Чтобы не было ошибок, перед измерениями надо обязательно сверяться с маркировкой, нанесенной возле контактов мультиметра и его переключателя режимов.

Маркировка шкалы мультиметра

У различных моделей устройств есть свои особенности, но основные возможности у них примерно одинаковые, особенно у бюджетных моделей.

Самые простые приборы могут измерять:

• ACV – переменное напряжение. Установка переключателя на это деление превращает мультиметр в тестер напряжения, обычно до 750 и 200 Вольт;
• DCA – силу постоянного тока. Здесь надо быть внимательным – на шкале многих бюджетных приборов есть предельные значения измерений 2000µ (микроампер) и 200m (миллиампер) и штекер надо оставлять в той же клемме, что и при измерении напряжения, а если измеряется сила тока до 10 Ампер, то штекер переставляется в другую клемму с соответствующим обозначением.
• 10A – сила постоянного тока от 200 миллиампер до 10 Ампер. Обычно на приборе нарисовано, что при включении этого режима надо переставить штекер.
• hFe – проверка транзисторов.
• >l – проверка целостности диодов, но чаще всего этой функцией пользуются как прозвонкой проводов.
• Ω – измерение сопротивления проводов и резисторов. Чувствительность от 200 Ом до 2000 килоом.
• DCV – постоянное напряжение. Чувствительность выставляется от 200 милливольт до 1000 Вольт.

К разъемам мультиметра обычно подключается два провода – черный и красный. Штекера на них одинаковые, а расцветка разная исключительно для удобства пользователя.

Измерение сопротивления провода

Это самый простой режим работы – по сути надо взять провод, для которого надо провести измерение сопротивления и прикоснуться щупами мультиметра к его концам.

Измерение сопротивления происходит благодаря источнику питания, который есть внутри мультиметра – прибор измеряет его напряжение и силу тока в цепи, а затем по закону Ома высчитывает сопротивление.

Нюансов при измерении сопротивления два:

1. Мультиметр показывает сумму сопротивлений измеряемого провода вместе с щупами, которыми к нему прикасаются. Если нужны точные значения, то изначально должны измеряться провода щупов и потом полученный результат вычитаться из общего.
2. Заранее сложно прикинуть примерное сопротивление провода, поэтому измерения желательно производить понижая чувствительность прибора.

Измерение напряжения

Обычно в таком случае стоит задача как измерить напряжение в розетке или просто проверить его наличие. Первым делам подготавливается сам тестер – черный провод вставляется в клемму в маркировкой COM – это минус или «земля». Красный вставляется в клемму, в обозначении которой есть буква «V»: зачастую она написана рядом с другими символами и выглядит это примерно так ֪– VΩmA. Возле колеса выбора режимов мультиметра показаны граничные значения – 750 и 200 Вольт (В разделе с маркировкой ACV). При измерении напряжения в розетке напряжение должно около 220 Вольт, поэтому переключатель ставится на деление 750.

Если в этом случае выставить предел измерения в 200 Вольт, то есть вероятность испортить прибор.

На экране устройства появятся нули – прибор готов к работе. Теперь надо вставить щупы в розетку и узнать какое в ней сейчас напряжение и есть ли оно вообще. Так как надо измерить напряжение в сети переменного тока, то нет никакой разницы каким щупом касаться фазы, а каким нуля – результат на экране будет неизменным – 220 (+/-) Вольт, если напряжение в розетке есть или ноль, если его там нет. Во втором случае надо быть осторожным – если в розетке нет ноля, то устройство просто покажет, что розетка нерабочая, поэтому чтобы не получить удар током, дополнительно не помешает проверить контакты пробником напряжения.

Точно так же проводится измерение постоянного напряжения – с той только разницей, что щупом с черным проводом надо касаться минуса, а красным – плюса (если они правильно подключены к клеммам прибора). Колесо выбора режимов, разумеется, надо перевести в область DCV.

Здесь есть такая же приятная особенность, как и при измерении переменного напряжения: на самом деле определяя напряжение можно черным щупом касаться как минуса, так и плюса – просто если перепутать полярность, то на экране устройства будет отображаться правильный результат, но со знаком минуса.

Это все особенности, которые надо знать перед тем как измерить напряжение мультиметром – в каком-либо устройстве или розетке.

Измерение силы тока

Хорошо если в хозяйстве есть сравнительно неплохой мультиметр, на котором есть метка A~ что показывает способность прибора измерять силу переменного тока. Если же используются бюджетные приборы для измерения, то, скорее всего, на его шкале будет только метка DCA (постоянный ток) и чтобы им воспользоваться нужно будет проводить дополнительные манипуляции, для которых придется вспоминать азы построения электроцепей.

Если прибор «умеет» мерять переменный ток «из коробки», то в целом все делается так же как и для измерения напряжения, но мультиметр подключается в цепь последовательно с нагрузкой, например, лампой накаливания. Т.е. от первого разъема розетки провод идет к первому щупу мультиметра – от второго щупа провод идет к первому контакту на цоколе лампы – от второго контакта цоколя провод идет ко второму разъему розетки. Когда цепь замкнута, то на экране мультиметра отобразится сила тока, которая протекает через лампу.

Подробно об измерении силы тока рассказано в этом видео:

Всегда надо хотя бы примерно представлять себе какую силу тока придется мерить, чтобы не испортить сам измеряющий прибор.

Измерение силы переменного тока вольтметром

Если надо измерить силу переменного тока, но под рукой есть только бюджетный мультиметр, в котором нет такого функционала, то выйти из положения можно воспользовавшись методом измерения с помощью шунтирования. Его смысл отображается формулой I = U / R, Где I – сила тока, которую нужно найти, U – напряжение на локальном участке проводника, а R – сопротивление этого участка. Из формулы понятно, что если R будет равно единице, то сила тока на участке цепи будет равна напряжению.

Для измерения надо найти проводник с сопротивлением 1 Ом – это может быть достаточно длинный провод от трансформатора или кусок спирали от электропечки. Сопротивление провода, т.е. его длина, регулируются тестером в соответствующем режиме проверки.

В итоге получится следующая схема (в качестве нагрузки лампа накаливания):

1. От первого разъема розетки провод идет к началу шунта, сюда же подключается один из щупов мультиметра.
2. Второй щуп мультиметра подсоединяется к концу шунта и от этой точки провод идет к первому контакту цоколя лампы.
3. От второго контакта цоколя лампы провод идет ко второму разъему розетки.

Мультиметр устанавливается в РЕЖИМ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ. По отношению к шунту он подключен параллельно, так что все правила соблюдены. При включении питания он будет показывать напряжение, равное силе тока, проходящего через шунт, которая в свою очередь такая же, как и на нагрузке.

Наглядно про этот метод измерения на видео:

Как итог

Даже бюджетный универсальный измерительный прибор – мультиметр позволяет проводить измерения в достаточно широких пределах, достаточных для домашнего использования. Но при покупке устройства надо хотя бы в общих чертах представлять себе для каких целей он будет использоваться – может будет правильнее немного переплатить но в результате иметь «на подхвате» тестер, способный выполнить любую поставленную перед ним задачу. Также перед его применением не помешает хотя бы в общих чертах освежить в памяти азы построения электрических цепей и использования в них электроизмерительных приборов.

Тема 5.1 Измерение напряжения и силы тока Общие сведения

Измерение напряжения и силы тока – самый распространенный вид измерений. Эти измерения производятся в широком диапазоне частот – от постоянного тока до сверхвысоких частот

Измерения постоянных напряжения и тока заключается в нахождении их значений и полярности. Целью измерения переменных напряжений и токов является нахождение их параметров: амплитудного мгновенного значения, среднеквадратического значения и т.д. Переменное напряжение (переменный ток) промышленной частоты имеет синусоидальную форму

U=Umsin(wt+), а его значения характеризуются амплитудой, частотой и фазой. Кроме того напряжение может иметь прямоугольную и треугольную форму, а также форму несинусоидальную.

Уровень переменного напряжения (тока) можно определить по амплитудному, среднеквадратическому (действующему, эффективному), среднему (постоянной составляющей) и средневыпрямленному значениям.

Мгновенные значения напряжений наблюдают на экране осциллографа или дисплея.

Амплитуда (высота, пиковое значение) Um– наибольшее мгновенное значение напряжения (тока) за интервал наблюдения. При разнополярных несимметричных формах сигналов различают два амплитудных значения: положительное и отрицательное.

Среднеквадратическое (действующее значение) напряжения равно корню квадратному из среднего квадрата его мгновенного значения за период . Если периодический сигнал несинусоидален, то квадрат среднеквадратического значения равен сумме квадратов постоянной составляющей и среднеквадратическим значениям гармоник…

Среднее значение (постоянная составляющая) напряжения или тока равна среднему арифметическому всех мгновенных значений за период .

Средневыпрямленное значение определяется как среднее арифметическое абсолютных мгновенных значений за период

. Для напряжения одной полярности среднее и средневыпрямленное значения равны, для разнополярных напряжений они отличаются. В таблице М2-1 приведены эти параметры для различных форм сигналов

Таблица М2-1. Количественные соотношения для распространенных форм сигналов

Чаще всего измеряют напряжение, так как для него прибор подключается параллельно. Для измерения тока прибор необходимо подключать в разрыв цепи.

Для измерения напряжения или тока применяют следующие основные методы измерений:

• непосредственной оценки, при котором числовое значение измеряемой величины определяется по отсчетному устройству, отградуированному в единицах этой величины;

• сравнения, при котором значение измеряемой величины определяется на основе сравнения воздействия измеряемой величины на какую-либо систему с воздействием на эту же систему образцовой меры. Этот метод имеет три разновидности: нулевой, дифференциальный и замещения.

Приборы для измерения напряжения или тока делятся на два класса: непосредственной оценки, когда значение измеряемой величины определяется по отсчетному устройству, и сравнения , состоящие из цепи сравнения и измерителя разности измеряемой величины и меры.

Оба класса приборов делятся в свою очередь на аналоговые и цифровые.

К аналоговым приборам относятся стрелочные приборы, приборы со световым указателем, приборы с ручным или автоматическим уравновешиванием и самопишущие. На рисунке М2-4 показана общая структурная схема аналогового измерительного прибора непосредственной оценки. Входное устройство и измерительный преобразователь преобразуют измеряемую величину х(t) в некоторую промежуточную величинуy(t), находящуюся в определенной зависимости от измеряемой величины. Измерительный механизм преобразует подводимую электрическую энергию в механическую энергию перемещения подвижной части механизма. При этом между перемещениями подвижной части механизма и измеряемой величиной должна существовать однозначная зависимость. Отсчетное устройство показывает величину измеряемого напряжения или тока.

Рисунок М2-4.Структурная схема аналогового измерительного прибора непосредственной оценки

К цифровым приборам относятся цифровые приборы.

Все приборы могут быть разделены на электромеханические, электротепловые, электронные и электронно-лучевые.

Электромеханические приборы. Они относятся к приборам непосредственной оценки аналогового типа. В них для перемещения подвижной части прибора используются различные электромагнитные процессы. В зависимости от физического явления, используемого для преобразования подводимой электромагнитной энергии в механическую энергию перемещения подвижной части они делятся на магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, индукционные, электростатические..

Принцип работы электромеханических приборов показан в таблице М2-2

Магнитоэлектрическая система – измерительный механизм состоит из проволочной рамки с протекающим в ней током. Рамка помещена в поле постоянного магнита. Под воздействием тока рамка вращается в магнитном поле и отклоняет стрелку. На основе магнитоэлектрического механизма строятся вольтметры, амперметры. Они имеют высокую точность и высокую чувствительность, но работают только на постоянном токе.

Электромагнитная система – измерительный механизм состоит из воздушной катушки, которая втягивается в ферромагнитный сердечник при любой полярности тока. Прибор может работать на переменном токе, но является низкочастотным. (до 5 кГц). С ростом частоты индуктивное сопротивление катушки возрастает и она не может втянуть сердечник. Класс точности невысок. Часто по этому принципу делают щитовые амперметры и вольтметры на определенную частоту.

Электродинамическая система – измерительный механизм содержит две измерительные катушки (подвижную и неподвижную), электромагнитные поля которых взаимодействуют, а вращающий момент пропорционален протекающему току. Достоинством таких приборов является высокая точность на переменном токе, но частота также невысока. Приборы этого типа используются как образцовые лабораторные.

Электростатические приборы основаны на взаимодействии электрически заряженных проводников. Подвижная алюминиевая пластина, закрепленная вместе со стрелкой, перемещается за счет воздействия тока в неподвижной пластине. По принципу действия эти приборы являются вольтметрами. Достоинства – широкий диапазон частот и малая мощность, потребляемая из электрической цепи. Все указанные приборы измеряют действующее значение напряжения.

Таблица М2-2

Описанные выше приборы не решают многих проблем: магнитоэлектрические точны, но работают на постоянном токе, электромагнитный и электродинамический принцип работает на низкой частоте, электростатический обладает низкой чувствительностью. Поэтому расширяют возможности измерений на переменном токе за счет сочетания магнитоэлектрического механизма и преобразователя из переменного тока в постоянный. Таким образом можно получить точный прибор на переменном токе. Преобразователи в данных приборах применяются выпрямительные и термоэлектрические. В выпрямительных приборах основным узлом является преобразователь переменного тока в постоянный, выполненный на диодах.. Основные операции в вольтметре – переменное напряжение преобразуется в постоянное с помощью диода, выделяется постоянная составляющая и измеряется. Т.к. магнитоэлектрический измеритель реагирует на постоянный (средневыпрямленный ток), то прибор градуируется в действующих значениях синусоидального тока, т.е. на шкале показывается не то значение, которое измеряется , а умноженное на коэффициент формы синусоиды Кф=1,11 (Кф=U/Uс.в.). Поэтому при измерении негармонических сигналов возникают методические погрешности. Из-за применения диодов класс точности уменьшается и становится 1,5 – 2,5 %. По этому принципу строятся переносные амперметры и вольтметры на постоянном и переменном токе, тестер,например.

При термоэлектрическом преобразовании переменного тока в постоянный, преобразователь включает в себя нагреватель, по которому протекает измеряемый ток, и термопару, на концах которой возникает термоЭДС. В цепь термопары включен микроамперметр, измеряющий термоток.. Поскольку переменный ток преобразуется в постоянный путем превращения электрической энергии в тепло, прибор будет показывать действующее значение тока. Достоинство этих приборов – широкий диапазон часто – до 10 МГц, недостаток – невысокая чувствительность и низкий класс точности. Применяются в качестве амперметров на повышенную частоту.

Электронные приборы. Эти приборы широко используются для измерения тока и напряжения. Они представляют собой сочетание электронного преобразователя, выполненного на электронных лампах или транзисторах или интегральных микросхемах и магнитоэлектрического ( для аналоговых) или цифрового измерителя (отсчетного устройства). Цифровые электронные вольтметры в отличие от аналоговых содержат аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и устройство цифрового отсчета

Измерение силы тока

Измерение постоянного тока

Измерение тока возможно методом непосредственной оценки аналоговыми и цифровыми амперметрами, а также косвенно. Диапазон измеряемых токов от тысячных долей ампер до сотен тысяч ампер.

Метод непосредственной оценки.

Амперметр включается последовательно в разрыв цепи. Такое включение увеличивает общее сопротивление и уменьшает протекающий ток. Поэтому необходимо, чтобы внутренне сопротивление амперметра было как можно меньше.

Относительная погрешность измерения тока .

Для измерения постоянного тока могут быть использованы приборы всех электроизмерительных систем (кроме электростатической): магнитоэлектрические, электродинамические, аналоговые и цифровые электронные амперметры. Измерение малых токов осуществляется магнитоэлектрическим измерителем совместно с усилителем постоянного тока (УПТ), высокочувствительными магнитоэлектрическими зеркальными гальванометрами и гальванометрическими компенсаторами.

Магнитоэлектрические приборы просты и высокоточны и непосредственно измеряют токи от 0,1 до 300 мА. Для расширения пределов измерения применяются специальные резисторы – шунты, позволяющие в сотни раз расширить пределы измерений. На рис. М2-5. приведена схема включения миллиамперметра с шунтом и без него.

Рисунок М2-5. Схема включения миллиамперметра

Шунты – это сопротивления, включаемые параллельно измеряемому устройству и служащие для расширения пределов по измеряемому току. Ток, протекающий через прибор , гдеnкоэффициент шунтирования. Сопротивление шунта выбирается так, чтобы большая часть тока протекала через шунт, а остальная часть не превышала бы допустимого значения для данного прибора. Конструкции шунтов определяются пределами измерений. Шунты для измерения сравнительно небольших токов (до 30 А) монтируются в корпусе прибора. Токи большего значения измеряются с помощью наружных шунтов. Достоинства магнитоэлектрических приборов – высокая точность ( до класса 0,05), малое потребление мощности, отсутствие влияния внешних цепей вследствие сильного собственного магнитного поля. Недостаток – малая перегрузочная способность и зависимость от температуры окружающей среды.

Гальванометры постоянного тока применяют для измерения малых значений токов и напряжений. Они могут строиться на принципе любой электроизмерительной системы. Чаще всего применяются гальванометры магнитоэлектрической системы, обеспечивающие высокую чувствительность (до ).

Косвенное измерение тока.

Косвенное измерение тока осуществляется с помощью образцового резистора, включаемого в разрыв цепи, и высокочувствительного измерителя напряжения, измеряющего падение напряжения на образцовом резисторе. Измеряемый ток определяется Ix=U/R.Для получения минимальной погрешности сопротивление образцового резистора должно быть меньше сопротивления цепи, в которой измеряется ток.

Потенциальные угрозы безопасности для ваших компьютерных систем

• Домашняя страница

• Тестирование

  • • Назад
    • Гибкое тестирование
    • BugZilla
    • Cucumber
    • Тестирование базы данных
    • 000
    • ETL Назад
    • JUnit
    • LoadRunner
    • Ручное тестирование
    • Мобильное тестирование
    • Mantis
    • Почтальон
    • QTP
    • Назад
    • Центр качества (ALM)
    • SAP Testing
    • Управление тестированием
    • TestLink

• SAP

  • • Назад
    • ABAP
    • APO
    • Начинающий
    • Basis
    • BODS
    • BI
    • BPC
    • CO
    • Назад
    • CRM
    • Crystal Reports
    • Crystal Reports
    • FICO
    • Заработная плата
    • Назад
    • PI / PO
    • PP
    • SD
    • SAPUI5
    • Безопасность
    • Менеджер решений
    • Successfactors
    • SAP Tutorials
    4
  • Web
  • Apache
  • AngularJS
  • ASP.Net
  • C
  • C #
  • C ++
  • CodeIgniter
  • СУБД
  • JavaScript
  • Назад
  • Java
  • JSP
  • Kotlin
  • Linux
  • Linux
  • Kotlin
  • Linux
  js
  • Perl
  • Назад
  • PHP
  • PL / SQL
  • PostgreSQL
  • Python
  • ReactJS
  • Ruby & Rails
  • Scala
  • SQL
  000
  • SQL
  000
  • SQL
  0000003 SQL000
  • UML
  • VB.Net
  • VBScript
  • Веб-службы
  • WPF