Расширение пределов измерений

Магнитоэлектрические приборы используются в цепях постоянного тока в качестве амперметров и вольтметров. Поскольку ток в рамке I_p не может превосходить 10мА, а сопротивление обмотки рамки R_р составляет не более десятков Ом, то для расширения пределов измерения в амперметрах используются шунты R_ш, а в вольтметрах – добавочные сопротивления R_д.

Для уменьшения погрешности измерения необходимо, чтобы полное сопротивление амперметра R_р и шунта R_ш было на два порядка меньше, а общее сопротивление вольтметра R_р и добавочного сопротивления R_д были на два порядка больше сопротивления любого элемента измеряемой цепи.

На рис. 3а показана схема включения амперметра А параллельно шунту R_ш. Для расширения пределов измерения в K раз, сопротивление шунта определяется по формуле:

где I_рд – допустимый ток рамки (амперметра); I_н – наибольшее значение измеряемого тока; K = I_н/I_рд – коэффициент расширения пределов измерения по току.

Рис. 3

Шунты бывают встроенные в корпус амперметра и наружные (на большие токи, измеряемые сотнями и тысячами ампер). Материалом для изготовления шунтов служит манганин – сплав меди, марганца и алюминия, имеющий очень низкий температурный коэффициент сопротивления (ТКR = 10^-6) и высокую допустимую температуру (t_доп = 300°С).

На рис. 3б показана схема включения добавочного резистора R_д последовательно с сопротивлением R_р вольтметра V. Сопротивление резистора R_д определяется из условия, чтобы ток рамки при наибольшей величине измеряемого напряжения U_н не превосходил допустимого значения (I_рд» 10мА).

В процессе измерения ток рамки  а угол отклонения стрелки a = cI_р = ckU = c¢U, то есть будет прямо пропорционален измеряемому напряжению. Добавочные резисторы встраиваются в корпус вольтметра, а при измерениях высоких напряжений применяются наружные добавочные резисторы.

Приборы электромагнитной системы