Вольтметры разных типовВольтметр – это электрический прибор, относящийся к классу гальванометров и предназначенный для определения электродвижущей силы и напряжений. Основная единица измерения устройства – вольт, помимо этого существуют видовые измерители в микровольтах, милливольтах, киловольтах и так далее. Вольтметры подключаются параллельно к источнику электроэнергии или нагрузке электроцепи. Различные принципы действия, положенные в основу прибора, обусловили две большие категории приборов. Одна из групп вольтметров включает в себя электромеханические измерители, к которым относятся:
Вторую группу составляют электронные средства измерения. Сюда относятся аналоговые и цифровые вольтметры. Они обладают большим входным сопротивлением и функционируют в широком диапазоне частот – от 50 гц до 100 Мгц. Цифровой вольтметр демонстрирует очень высокий класс точности измерений. Погрешность измерений может быть от 0,5 до 0,001%. Самыми доступными по цене являются электромагнитные вольтметры. Они просты в исполнении и обладают высоким классом надежности. Эти приборы имеют прикладное значение в промышленности. Устройства также различаются по способу использования. Здесь выделяется вольтметр постоянного или переменного тока, импульсный, селективный, фазочувствительный. Конструктивные особенности определяют разделение средств измерений на щитовые, стационарные и переносные. Мощность в цепях постоянного тока определяется как произведение измеренных порознь величин тока и напряжения. Для измерения мощности в цепях переменного тока обычно применяются специальные приборы - ваттметры.
Рис. 1 Наибольшее распространение имеют электродинамические ваттметры. Соответственно схеме включения ваттметр W имеет четыре зажима (вместо двух в амперметре); отклонение стрелки ваттметра пропорционально активной мощности измеряемой цепи. На рис. 2 изображено схематическое устройство судового ферродинамического трехфазного ваттметра с двойным магнитным ярмом. Каждое ярмо 1 и 2 состоит из двух частей: наружной и внутренней. В воздушном зазоре 4 между этими частями помещены две подвижные рамки 5 с обмотками. Рамки жестко связаны между собой и со стрелкой.
Рис. 2 Ток в рамки подводится через спиральные пружинки. В пазах наружных частей ярма расположены неподвижные катушки 3.
Рис. 3 Схема внутренних соединений такого ваттметра показана на рис. 3. Зажимы U1 и U2 используются для подключения в цепь тока двух фаз (например фаз А и С), а зажимы А, В и С — для подключения напряжения трех фаз к подвижным катушкам. Омметр Сущность действия омметра заключается в том, что при включении в цепь, составленную из электроизмерительного прибора и источника постоянного тока, резисторов различных сопротивлений или других деталей, обладающих активным сопротивлением, значение тока этой цепи изменится. Соответственно изменится и угол отклонения стрелки прибора. Чтобы лучше разобраться в принципе действия омметра, проведи такой опыт. Составь из любого миллиамперметра, батареи 3336Л и добавочного резистора замкнутую электрическую цепь, как показано на рис. 114, а. Сопротивление добавочного резистора подбери так, чтобы стрелка прибора отклонилась на всю шкалу (рассчитать сопротивление можно по той же формуле, по которой мы рассчитывали сопротивление добавочного резистора к вольтметру).
Подобрав добавочный резистор, разорви цепь образовавшиеся при этом концы проводников будут входом получившегося простейшего омметра (рис. 114,6). Подключи к щупам Rх (на схеме они обозначены стрелками) резистор небольшого сопротивления, например 10 Ом. Полное сопротивление цепи теперь стало больше на сопротивление этого резистора. Соответственно и ток в цепи уменьшился стрелка прибора не отклоняется до конца шкалы. Это положение стрелки можно пометить на шкале черточкой, а около нее написать число 10. Потом к выводам Rх подключи резистор сопротивлением 15 Ом. Стрелка прибора отклонится еще меньше. И это положение стрелки на шкале можно отметить соответствующим числом. Далее присоединяй поочередно резисторы сопротивлением в несколько десятков ом, сотен ом, килоом и отмечай получающиеся в каждом случае отклонения стрелки. Если теперь к выводам оградуированного таким способом простейшего омметра присоединить резистор неизвестного сопротивления, стрелка прибора укажет деление на шкале, соответствующее сопротивлению этого резистора. Когда ты будешь замыкать выводы Rх накоротко, стрелка прибора должна устанавливаться на самом правом делении шкалы. Это соответствует нулю омметра. Нуль же бывшего миллиамперметра в омметре будет соответствовать очень большому сопротивлению, обозначаемому знаком оо бесконечность. Но показания такого омметра будут правильными до тех пор, пока не уменьшится напряжение батареи вследствие ее разрядки. При уменьшении напряжения батареи стрелка прибора уже не будет устанавливаться на нуль и омметр будет давать неправильные показания. Этот недостаток легко устраним в омметре по схеме на рис. 115. Здесь последовательно с прибором и добавочным резистором R1 включен переменный резистор R2, который служит для установки стрелки омметра на нуль. Пока батарея свежая, в цепь вводится большая часть сопротивления резистора R2. По мере разрядки батареи сопротивление этого резистора уменьшают. Таким образом, переменный резистор, являющийся составной частью добавочного резистора, позволяет производить регулировку в цепи омметра и устанавливать его стрелку на нуль. Его обычно называют резистором установки омметра на нуль.
Сопротивление резистора установки омметра на нуль должно составлять 1/10 1/8 часть общего сопротивления добавочных резисторов. Если, например, общее добавочное сопротивление по расчету должно быть 4,7 кОм, то сопротивление переменного резистора R2 может быть 470 620 Ом, а резистора R1 3,9 4,3 кОм. При этом надобность в точной подгонке сопротивления основного добавочного резистора отпадает. Пользоваться омметром несложно. Всякий раз перед измерениями стрелку омметра надо устанавливать на нуль, замкнув накоротко щупы. Затем, касаясь щупами омметра выводов резисторов, выводов обмоток трансформаторов или других деталей, определяют их сопротивления по градуированной шкале. С течением времени стрелка прибора не будет устанавливаться на нуль. Это укажет на то, что батарея разрядилась и ее нужно заменить новой. Омметром можно пользоваться как универсальным пробником, например, проверить, нет ли обрывов в контурных катушках, обмотках трансформатора, выяснить, не замыкаются ли катушки или обмотки трансформатора между собой. При помощи омметра легко найти выводы обмоток трансформатора и по сопротивлению судить об их назначении. Омметром можно проверить, не оборвана ли нить накала лампы, не соединяются ли между собой электроды лампы, оценивать качество диодов. С помощью омметра можно также определять замыкания в монтаже или между обкладками конденсатора, надежность контактных соединений и многое другое. Запомни, как ведет себя омметр при испытании конденсаторов. Если щупами прикоснуться к выводам конденсатора, стрелка прибора отклонится и сейчас же возвратится в положение очень большого сопротивления. Этот бросок стрелки, получающийся за счет тока зарядки конденсатора, будет тем большим, чем больше емкость конденсатора. При испытании конденсаторов малой емкости броски тока так малы, что они незаметны, так как зарядный ток таких конденсаторов ничтожно мал. Если при испытании конденсатора стрелка омметра отклоняется до нуля, значит, конденсатор пробит; если же омметр после отклонения стрелки от тока зарядки покажет некоторое сопротивление, значит, конденсатор имеет утечку.
|
