Методы измерений напряжений и силы тока.
P=UI
Измерение напряжение в настоящее время можно проводить в диапазоне 10^-10….10^6 В, а ток 10^-18….10^5 А. В то же время напряжение и силу тока необходимо измерить в очень широкой полосе частот( от постоянного тока до СВЧ).
Преобладающее значение имеет измерение напряжения. Поскольку режимы работы большинства РЭ устройств описываются именно напряжение. В то же время сила тока может быть найдена по известному напряжению через закон Ома.
Мгновенные значения напряжения определяются с помощью осциллографа. С помощью вольтметров можно измерить одно из следующих значений:
1) Амплитуда-
.
Это максимальное значение напряжения
за весь интервал наблюдений или за 1
период.
2)
-среднее арифметическое напряжение.
3) Среднеквадратическое напряжение
4) Средневыпрямленное напряжение
Среднее квадратическое напряжение еще носит название эффективного или действующего напряжения. Чаще всего на практике интересуются среднеквадратическим значением напряжения, однако часто измерения проводят с помощью вольтметром амплитудного или средневыпрямленного значений, которое затем пересчитывают в сренеквадратическое. Для этого пересчета используются коэффициент амплитуды и коэффициент формы.
;
для гармоничесокго сигнала Ka=
.
Приборы для измерения напряжения и силы тока.
Все приборы для измерения данных величин можно разделить на приборы непосредственной оценки и приборы сравнения. По структурному построения все приборы можно разделить на три основных типа:
1) электромеханические
2) электронные- аналоговые
3) цифровые
Электромеханические приборы.
По физическому принципу действия, положенного в основу построения, и конструктивному исполнению электромеханическое приборы относят к группе аналоговых средств исполнения, показания которых являются непрерывной функцией измеряемой величины.
Здесь Х- измеряемая величина, N(x)-
показания отсчетного устройства.
Измерительная схема служит для
количественного или качественного
преобразования входной величины x
в электрическую величину
,
на которую реагирует измерительный
механизм. Измерительный механизм служит
для преобразования электрической
величины
в угловое или линейное перемещение
.
Значение механического перемещения
отображается на шкале отсчетного
устройства прибора, проградуированный
в единицах измеряемой величины.
Классификацию приборов электромеханического типа проводят по виду измерительного механизма. В технике измерений используется в основном следующие 4 типа измерительных механизмов:
Приборы магнитоэлектрической системы. Принцип действия: основаны на взаимодействии поля постоянного магнита с электрической рамкой, по которой протекает ток, расположенной на вращающемся барабане.
О
бласть
применения: переносные лабораторные
амперметры и вольтметр постоянного
тока. Класс точности: 0.05…0.5
Р=
Вт.
Приборы электромагнитной системы. Принцип действия основан на взаимодействие катушки с токов с подвижным ферромагнитным сердечником.
1-катушка с током, 2- сердечник, 3- демпфер, 4- пружина.
Сфера применения: щитовые и лабораторные переносные низкочастотные переносные амперметры и вольтметры. F=0…5 кГц. Класс точности: 0.5….2.5. Мощность: Р=1…6 Вт.
Приборы электродинамической системы. Принцип действия основан на взаимодействии подвижной и неподвижной катушек с током.
Сфера применения: лабораторные низкочастотные приборы высокого класса точности.
F=0….5 кГц. Класс точности: 0.1…0.2. Мощность: Р= 1Вт. По разному включая обмотки катушек в приборах электродинамической системы моно получать приборы, предназначенные для измерения различных электрических величин.
П
риборы
электростатической системы. Основаны
на взаимодействии 2х электрически
заряженных пластин: подвижной и
неподвижной.
Сфера применения: высокочастотные
лабораторные и высоковольтные вольтметры.
F=0…30 Мгц. Класс точности:
0.5…1.5. Мощность: Р=