Измерение переменных токов и напряжений электромеханическими приборами без преобразователей рода тока.

Общим для электромагнитных, электродинамических, ферродинамических и электростатических приборов является то, что все они могут быть использованы для измерения действующих значений переменных токов и напряжений, электростатические приборы используются только для измерения действующих значений напряжений.

Однако ввиду различий в устройстве измерительных механизмов и измерительных схем каждая из указанных групп приборов отличается своими достоинствами и недостатками, рабочим частотным и температурным диапазонами, чувствительностью к различного рода помехам и пр.

3нание свойств амперметров и вольтметров различных групп позволяет в зависимости от конкретных условий измерения правильно решить вопрос о выборе прибора.

Электромагнитные амперметры и вольтметры.

В амперметрах катушка измерительного механизма включается последовательно в цепь измеряемого тока. На большие токи амперметры непосредственного включения обычно не делаются из-за сильного влияния на показания прибора магнитного поля токоподводящих проводов и значительного нагрева катушки измерительного механизма.

Щитовые амперметры выпускаются однопредельными, переносные - в ряде случаев на несколько пределов, обычно не больше четырех. Изменение предела измерения производится путем секционирования обмотки катушки и включения секций последовательно или параллельно. Расширение пределов измерения электромагнитных амперметров на переменном токе производится также при помощи измерительных трансформаторов тока.

В электромагнитных вольтметрах катушка и добавочный резистор соединены последовательно. Для компенсации температурной погрешности отношение сопротивления добавочного резистора из манганина к сопротивлению катушки из меди не должно быть меньше некоторого значения, определяемого допускаемой температурной погрешностью.

Частотная погрешность у электромагнитных вольтметров больше, чем у амперметров. Это объясняется зависимостью реактивных сопротивлений катушки и добавочного резистора от частоты.

Электродинамические и ферродинамические амперметры и вольтметры.

У электродинамических амперметров для токов до 0,5А неподвижные и подвижные катушки соединяются последовательно. Для такой схемы I₁ = I₂ = I, cos  = 1. Если противодействующий момент создается упругими элементами, то

,

Если бы то шкала прибора была бы квадратичной. Однако в применяемых конструкциях множитель уменьшается с увеличением , что приближает шкалу к равномерной, начиная примерно с 25% ее длины.

Компенсация частотной и температурной погрешностей не требуется, так как изменения частоты (до 2000 - 3000 Гц) и температуры оказывают незначительное влияние на показания приборов.

В амперметрах на токи свыше 0,5А подвижная и неподвижные катушки включаются параллельно. В этом случае необходимо принимать специальные меры для компенсации частотной и температурной погрешностей, которые возникают в результате перераспределения токов в катушках при изменении частоты и температуры.

Электродинамические и ферродинамические амперметры выпускаются чаще всего на два предела измерения. Изменение пределов производится путем включения неподвижных катушек последовательно и параллельно. Для расширения пределов измерения используются также измерительные трансформаторы.

Основная область применения ферродинамических амперметров и вольтметров - измерение в цепях переменного тока частотой 50 Гц в условиях механических воздействий (тряска, вибрации, удары) при классе точности приборов 1,5 - 2,5. Ферродинамические измерительные механизмы широко применяют также в самопишущих приборах.