Многопредельные вольтметры
Для расширения пределов измерения напряжения последовательно с ИП включается добавочное сопротивление Rдоб, которое преобразует входное напряжение Uвх в ток прибора
Предел измерения минимального напряжения , измеряемого вольтметром, зависит от тока полного отклонения прибора и его внутреннего сопротивления Rпр.
Для МЭ приборов ток полного отклонения Iпр обычно 50 A -:- 200 A и более. Такие приборы позволяют создавать вольтметры с удельным входным сопротивлением 20 кОм/V ± 2 кОм/V
Схему замещения вольтметра можно представить в виде:
Рис. 3.6 Схема вольтметра
В многопредельных вольтметрах используют ступенчатое включение резисторов.
Рис. 3.7 Схема многопредельного вольтметра
Добавочные резисторы Rдоб изготавливают из манганина или константана (см. табл. 3.1). Они могут быть внутренними (до Uвх= 600v) или наружными (до Uвх=1500v). Наружные Rдоб. могут быть индивидуальными и взаимозаменяемыми на номинальные токи 0,5; 1; 3; 7,5; 15; и 30 mA.
МЭ вольтметры имеют равномерную шкалу, высокую точность и чувствительность, но малое Rвн. Диапазон измерений от V до 1.5kV.
Для уменьшения входного напряжения Uвх в строго определённое число раз применяют делители напряжения. Для постоянного тока используют резистивные делители, а для переменного тока резистивные или емкостные.
Рис. 3.8 Схемы делителей напряжения
Коэффициент деления при Rн®¥. Подключение нагрузки изменяет Кд, так как , следовательно надо, чтобы сопротивление нагрузки было много больше сопротивления делителя . Делители напряжения используют для расширения верхних пределов измерения вольтметров с большим входным сопротивлением Rвх. Для уменьшения или увеличения переменных токов и напряжений в строго определённое число раз с сохранением их фазы широко используются измерительные трансформаторы тока и трансформаторы напряжения. Кроме того, трансформаторы тока и напряжения позволяют гальванически развязать силовые и измерительные цепи. Трансформаторы напряжения преобразуют напряжения с коэффициентом трансформации . Аналогично трансформаторы тока преобразует силовой входной ток Iвх в ток прибора IПр с коэффициентом деления тока .
Трансформаторы тока широко используются для подключения счётчиков электроэнергии с номиналом 5A в силовые цепи много больших токов. Номинальные коэффициенты трансформации указываются на щитках или бирках трансформаторов тока или напряжения.
Пример расчета двухпредельного шунта.
Ток полного отклонения в рамке измерительного механизма равен IПр=0.12 мА . Определить сопротивления шунта R1 и R2 для пределов измерения I1=5 мА и I2=0.15 мА, если сопротивление рамки измерительного механизма равно 125 Ом.
Рис. 3.9 Схема двухпредельного шунта
Решение: 1). На пределе измерения I2=0.15мА ток протекает через оба шунта , т.е. на этом пределе суммарное сопротивление шунта равно RS=R1+R2 .
Учитывая, что падение напряжения на сопротивлении шунта RS и на сопротивлении рамки прибора RПр одинаково, и выражая ток шунта Iш как Iш=I2-IПр , получим: или
(3.2)
Аналогично для предела измерения I1=5мА , когда ток протекает только через шунт R1, а шунт R2 включен последовательно с сопротивлением прибора RПр, можно записать уравнение: (3.3) Подставляя конкретные значения параметров задания в (3.2) и (3.3) и решая эти уравнения как систему, получим:
Откуда получим:
Задание 3.1
Рассчитать n-предельный шунт для прибора с током полного отклонения Iпр и сопротивлением Rпр.
Рис. 3.10 Схема многопредельного амперметра
Рассчитать значения Rдоб для того же прибора , чтобы получить вольтметр на U1…UnВ.
Рис. 3.11 Схема многопредельного вольтметра
Определить Uв(min), которое можно измерить данным ИП.
Определить удельное внутреннее сопротивление полученного вольтметра Rуд /1В = RВ / UВ [Ом/В].
Контрольные вопросы к заданию 3
1. Способы создания многопредельных ЭИП.
2. Особенности конструкции шунтов. Характеристики материалов для их изготовления.
3. Для чего шунты изготавливают «четырехзажимными»?
4. Методы расширения пределов измерения ЭИП по току и напряжению.
5. Методы деления тока и напряжения на постоянном и переменном токе.
Таблица 3.2
Варианты к заданию 3.1
| Iпр
| Rпр,
Ом
| Пределы тока I
| Пределы напряжения U
|
| 7µА
|
| 7.5µА; 15;30;75µA
| 75mV;150;300;
750mV
|
| 7µA
|
| 150µA;300;750;
1500µA
| 1.5V;3;7.5;15V
|
| 7µA
|
| 3A;7.5;15;30A
| 30V;75;150;300V
|
| 1mA
|
| 1A;2.5;5;10A
| 10V;25;50;100V
|
| 10mA
|
| 5A;10;25;50A
| 75;150;300;600V
|
| 0.050
mA
|
| 0.25;0.5;1;2.5A
| 30;75;150;300V
|
| 2.5mA
|
| 5;10;25;50A
| 15;30;75;150V
|
| 100mA
|
| 0.3;0.75;1.5;3A
| 50;100;250V
|
| 75µA
|
| 0.1;0.25;0.5;1A
| 0.5;1;2.5;5V
|
| 75µA
|
| 3;7.5;15;30mA
| 10;25;50;100V
|
| 0.075mA
|
| 75;150;300;750
mA
| 75;150;300;600V
|
| 0.15A
|
| 1.5;3;7.5;15A
| 60;150;300;600V
|
РАСЧЕТНОЕ ЗАДАНИЕ 4
Тема: Обработка результатов прямых и косвенных измерений.
Цель: Изучение правил обработки экспериментальных данных прямых и косвенных измерений.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|