1.1.2. Измерение средних значений токов (0.01-100а) и напряжений (0.01-100в).

Для измерения средних по значению постоянных токов можно использовать прямые и косвенные измерения, для измерения средних значений напряжений – только прямые измерения.

Постоянные токи от до А и напряжения от до В обычно измеряют приборами магнитоэлектрической системы. В микро- и миллиамперметрах этой системы весь ток протекает через рамку измерительного механизма; как правило, он не превышает значений 20-50 мА. Для расширения измерения по току используют шунты, а по напряжению – добавочные сопротивления.

Приборы магнитоэлектрической системы имеют высокую точность, равномерную шкалу, потребляют мало мощности. Наиболее точные приборы имеют класс 0.1; 0.2.

Приборы электродинамической системы предназначены для измерения токов от 10 мА до 100 А и напряжений от 100 мВ до 600 В. Наивысший класс точности 0.1, 0.2, однако шкала неравномерная и потребление мощности больше, чем магнитоэлектрическими приборами.

Приборы электромагнитной системы измеряют токи от 10 мА до 200 А и напряжения от 1 до 75 В с наименьшей приведенной погрешностью 0.2; 0.5%.

Электронные вольтметры измеряют напряжения не более 600 В, имеют большое входное сопротивление, лучшие из них с классом точности 0.5, 1.0.

Для точных измерений напряжения и тока используют потенциометры постоянного тока и цифровые приборы. Класс точности потенциометров от 0.0005 до 0.2, цифровых вольтметров 0.002; 0.005. Потенциометрами постоянного тока при использовании делителя напряжения можно измерить напряжения до 1000 В.

1.1..3 Измерение больших токов и напряжений.

Для измерения токов до 6 кА и напряжений до 1,5 кВ применяются приборы магнитоэлектрической системы и отличаются простотой и удобством в эксплуатации. Для расширения пределов измерения по току применяют шунты, а по напряжению – добавочные сопротивления. Наиболее точные приборы, имеют класс точности 0,1 и 0,2. Для измерения в высоковольтных цепях применяются трансформаторы постоянного тока и магнитные компараторы тока.

Электростатические вольтметры измеряют напряжение от нескольких вольт до нескольких сотен киловольт. Основное преимущество – очень высокое входное сопротивление. Класс точности от 0.05, 0,5, 1,0 и 1.5.

1.2 Методы измерения переменных токов и напряжений.

Приборы электродинамической, ферродинамической, электромагнитной, электростатической и термоэлектрических систем реагируют на действующее значение измеряемой величины. Приборы выпрямительной системы реагируют на среднее значение измеряемой величины. Вольтметры и амперметры всех систем обычно градуируют в действующих значениях при синусоидальной форме кривой тока возникает дополнительная погрешность, так как значения коэффициентов формы и амплитуды при несинусоидальной форме кривой отличаются от соответсвующих значений для синусоидальной.

Для измерения переменных токов до 10 мкА служат электронные микроамперметры. Они состоят из усилителя переменного тока и миллиамперметра выпрямительной или термоэлектрической системы. Электронные микроамперметры работают в звуковом диапазоне частот и имеют класс точности 1.5 – 2.5.

Для измерения токов более 10 мкА применяются цифровые микроамперметры, которые до 5 Кгц имеют погрешность не более 0.5%. Ферродинамические миллиамперметры измеряют токи более 1 А с погрешностью 0.5%.

Для измерения токов более 100 мкА применяют: миллиамперметры выпрямительной системы миллиамперметры системы с усилителем постоянного тока, подключенным к выходу термоэлектрического преобразователя. Приборы этих систем имеют классы точности 1,0 – 1,5.

Ферродинамические миллиамперметры измеряют токи более 1 А с погрешностью 0.5%.

Метод измерения тока по падению напряжения на измерительном резисторе с использованием электронного вольтметра позволяет измерять токи до А с погрешностью несколько процентов. Самым чувствительным вольтметром являются электронные милливольтметры с предварительным усилением. Этот метод позволяет измерять напряжение порядка нескольких микровольт с погрешностью 5%.

Цифровые милливольтметры измеряют напряжение, начиная с 10 мВ с погрешностью 0.1%. С увеличением напряжения точность прибора возрастает.

Для измерения средних напряжений и токов широкое распространение получили приборы электромагнитной, электродинамической, ферродинамической, выпрямительной, термоэлектрической и электронной систем, цифровые приборы и компенсаторы переменного тока.

Для измерения напряжений используются также вольтметры электростатической системы.

Наиболее высокую точность имеют приборы электродинамической системы и цифровые приборы. В тех случаях, когда потребление прибора мало, предпочтительно применять приборы электронной и электростатической систем или цифровые приборы.

Для измерения больших токов и напряжений применяют те же приборы, что и для измерения средних токов и напряжений, но с применением измерительных трансформаторов тока и напряжения.

Для точного измерения напряжения можно применять компенсаторы переменного тока. Они позволяют измерить напряжения от 1,0 мВ с погрешностью в десятые доли процента. С увеличением измеряемой величины точность измерения возрастает.

Основные технические и метрологические характеристики амперметров и вольтметров нормируются по ГОСТ 22261-94, ГОСТ 30012.1-93; ДСТУ IEC 60051-1:2004 и ГОСТ 8711-93 .

1.3 Расширение пределов измерения амперметров и вольтметров.