Общие сведения об электроизмерительных приборах. Многопредельные приборы. Определение цены деления

Министерство образования РФ

Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Кафедра общей и технической физики.

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО  И  МАГНЕТИЗМ

 

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2004 г.

Общие сведения об электроизмерительных приборах.

Подавляющее число электроизмерительных приборов предназначено для измерения силы тока в цепи и напряжения на участках цепи. Эти два типа приборов называются амперметрами и вольтметрами соответственно.  Существуют приборы, рассчитанные на измерение различных диапазонов токов и напряжений: амперметры (на шкале их помещена буква А), вольтметры (буквы В или V), миллиамперметры (мА или mA), милливольтметры (мВ или mV). При проведении измерений необходимо обращать внимание на используемый тип прибора, в противном случае можно ошибиться в тысячи или миллионы раз.

Принцип действия электроизмерительных приборов основан на взаимодействии магнитного поля постоянного магнита и подвижной катушки (магнитоэлектрическая система), магнитного поля катушки и подвижного сердечника (электромагнитная система), двух катушек (электродинамическая система). Общее для всех трёх систем состоит в том, что подвижная часть измерительной системы способна отклоняться при пропускании через прибор исследуемого тока.

Так например, в приборах магнитоэлектрической системы возникает вращающий момент М₁ , приложенный к подвижной катушке и пропорциональный силе проходящего тока:  . Так как противодействующий момент М₂, создаваемый спиральными пружинами, пропорционален углу закручивания j (), то угол отклонения катушки, а следовательно, и скрепленной с ней стрелки  также пропорционален силе протекающего тока. Действительно, если М₁=М₂, то   , где . Таким образом, имеется линейная зависимость между током   I    и углом отклонения    j, что обеспечивает равномерность шкалы прибора.

Приборы магнитоэлектрической системы можно применять для измерения только постоянных токов и напряжений. Приборы элект­ромагнитной и электродинамической системы   можно использовать для измерений в цепях и постоянного, и переменного тока. Дело в том, что угол отклонения и ток, протекающий через прибор, связаны следующим образом:   . Направление, отклонения стрелки не зависит от знака протекающего тока.

Итак, все приборы, в том числе и вольтметры, реагируют на ток, протекающий через прибор. Для вольтметра ток пересчитан по  закону Ома в напряжение, в единицах которого и градуирована шкала прибора.

Амперметры и вольтметры различаются тем, что внутреннее сопротивление амперметра обычно мало (10-100 Ом), а внутреннее сопротивление вольтметра велико ( Ом). Амперметры включают в исследуемый участок цепи последовательно, а вольт­метры - параллельно. Ввиду малого сопротивления амперметра ток в цепи при включении прибора в цепь почти не меняется. В слу­чае подключения вольтметра заметного перераспределения тока в исследуемой цепи не происходит.