Secțiunea 5. Fonduri de măsurare gama de expansiune. Șunturi și rezistență suplimentară
Extinderea limitele aparatelor de măsură - un important probleme tehnice și economice, al căror scop este de a reduce cantitatea de parc instrument al întreprinderii, fără a compromite programul de metrologie produs de testare și de control al procesului. În prezența limitelor de măsurare expansiune înseamnă că este posibil să se aplice același instrument general scump pentru măsurarea cantităților de diferite dimensiuni. În anumite situații, poate fi necesară schimbarea domeniului de măsurare în direcția de creștere a limitei superioare de măsurare, adică, reduce sensibilitatea dispozitivului, în timp ce în alte cazuri, din contra - .. Pentru a crește sensibilitatea, adică de a schimba limita de măsurare în direcția reducerii duratei de ... Există două soluții posibile pentru această problemă.
În primul exemplu de realizare, mijloace pentru extinderea limitelor de măsurare sunt construite în metru, care este alimentat cu un comutator manual limite. Un astfel de dispozitiv este caracteristicile mnogopredelnym și metrologice ale acestui dispozitiv la diferite limite pot varia. Apoi, acestea sunt normalizate pentru fiecare limită de măsurare separat. Acest consumator este informat cu inscripții pe cadran sau în documentația de însoțire.
În a doua variantă utilizează expansiune externă înseamnă măsurători limite. Acest exemplu de realizare este utilizat în cazul în care măsurătorile la o limită selectată sunt executate pentru o lungă perioadă de timp, de exemplu, în sistemele de control al procesului.
Astfel de mijloace externe pentru măsurarea limitei de expansiune este nimeni altul decât traductor de scalare liniară. care nu este genul de schimbare a valorii măsurate, ci doar scara. Aceste convertoare sunt disponibile comercial ca o instrumente de măsurare de sine stătătoare. Fiecare grup de traductoare este proprietăți uniforme, dimensiuni de conectare și caracteristici metrologice. Prin urmare, atunci când conexiunea cu instrumentul de măsurare odnopredelnym efectiv obținut este un nou dispozitiv, caracteristicile metrologice ale care trebuie calculată din componentele conectate caracteristicile metrologice.
Ca înseamnă o expansiune externă utilizează limite de măsurare:
- șunturi - pentru a extinde limitele măsurătorilor curente în direcția creșterii valorii maxime;
- divizoare de tensiune și rezistență suplimentară - pentru a extinde limitele de măsurare a tensiunii în direcția pentru a crește valoarea maximă;
- amplificatoare de curent și tensiune - pentru a extinde limitele de măsurare a curentului sau a tensiunii în direcția reducerii valorii maxime a măsurandului;
- transformatoare de curent și de tensiune de măsurare - pot fi utilizate pentru a extinde limitele de măsurare a curentului sau a tensiunii în ambele direcții, dar sunt cel mai des folosite pentru a extinde limitele de măsurare în direcția creșterii valorii maxime a măsurandului.
Compușii Schema odnopredelnogo shunt ampermetru este prezentat în Fig. 5.1.
Șuntului are patru cleme. pereche de cleme P1. A2-numitele cleștii de curent. Conectați-vă la linia cu curent măsurat. Alte doua clemă P1. P2 - potențial. Conectarea la ampermetru, rezistența inerentă care este prezentată în Fig. 5.1 și este notat cu.
cleme potențiale sunt conectate rigid la un șunt între anumite puncte prin sudură sau prin alte metode care asigură o stabilitate ridicată a localizarea acestor puncte și rezistența de contact neglijabil și stabil din aceste puncte la potențiale terminale. ampermetru Conectare directă la terminalele actuale inadmisibile, deoarece în acest caz contactele din terminalele de curent ale instabilității rezistenței datorate diferitelor forțe de șurub, murdăria și praful la o intensitate a curentului de mare va determina o instabilitate corespunzătoare în căderea de tensiune pe aceste terminale și eroarea de măsurare, care nu este producătorii pot fi garantate și un ampermetru și un șunt poate fi determinată prin măsurarea.
rezistență de șunt între potențialele puncte de fixare cu cleme este notat cu (fig. 5.1, a).
Să - săgețile curente de deviere completă corespunzătoare la limita superioară a domeniului de măsurare a ampermetru A; - căderea de tensiune pe ampermetru de rezistență cu curent (); - limita superioară a intervalului de măsurare a curentului, care este de dorit să se asigure un șunt.
Este evident că la această intensitate a curentului a egalității. În cazul în care șuntul este privit ca un separator de curent cu un factor de divizare. rezistența
In ampermetru dvuhpredelnom (fig. 5.1, b), dacă luăm. derivație rezistență la limitele și sunt, respectiv:
unde - raporturi de by-pass.
rezolvare Împreună (5.1), putem determina rezistența șunturilor:
În mod similar, putem calcula rezistența la șunt mnogopredelnogo în trepte.
Pentru a extinde domeniul de măsurare de tensiune pot fi utilizate divizoare de tensiune și rezistență suplimentară. Cu toate acestea, datorită faptului că divizorul de tensiune trebuie să consume curent obiect care depășește curent voltmetru consumul propriu, în practică, pentru a extinde domeniul de măsurare a voltmetre aplică rezistență suplimentară (Fig. 5.2).
Seria rezistor conectat în serie cu voltmetrul. Pentru a schimba valoarea de măsurare a tensiunii la limita cu o anumită valoare a curentului plin săgeți de deviere de la voltmetru definit expresii
în care - voltmetrul coeficientul de dilatare limită de măsurare (factor de scalare).
Pentru a asigura interoperabilitatea între rezistor serie și voltmetru la care este conectat, documentația privind voltmetrul și, de regulă, pe scara lui indică deformarea curentă completă a săgeții. rezistență suplimentară adecvată este selectată prin următoarele caracteristici:
- coeficientul de dilatare a deschiderii;
- curentul maxim admisibil prin. care nu ar trebui să fie mai mult. rezistență suplimentară la acest curent nu supraincalzirea;
- caracteristicile erorilor instrumentale create astfel noi voltmetru, care va consta dintr-un voltmetru de eroare proprie și de eroare de rezistență suplimentară în t. h. supraîncălzire care rezultă din cauza curentului care curge prin ea.
In voltmetre mnogopredelnyh (fig. 5.2, b) cu ajutorul unui comutator în trepte, și rezistoarele pentru măsurarea tensiunii limitelor la un anumit curent cadru deflexie full rezistori suplimentare corespunzătoare se calculează în conformitate cu formulele
în cazul în care - coeficientul de limite de expansiune.
Rezistențe suplimentare pot fi interne (până la 600) și exterior (până la 1500). rezistori suplimentare externe, la rândul lor, pot fi în mod individual și interschimbabil la curentul nominal de 0,5; 1; 3; 7.5; 15 și 30 mA.
Exemple tipice de calcul al șunturi și rezistențe suplimentare
Exemplul 5.1. Se determină limitele măsurătorilor curentului I1 și I2 în milliammeter circuitul dvuhpredelnogo (Fig. 5.1B), cu un mecanism de măsurare full frame deflexie curent IA = 50 mA, rezistența internă RA = 1,0 kohm. Valorile rezistențelor de șunt R1 = 0,9 treptat mai ohmi; R2 = 0,1 ohmi.
Decizie. IA curent. care curge prin contor și sunt asociate cu dependența măsurată de curentul I
Exemplul 5.2. Pentru a extinde domeniul de măsurare al ampermetru de 50 de ori, cu o rezistență internă RA = 0,5 ohm derivație trebuie să se conecteze. Determinarea șunt de rezistență dispozitiv de curent deformare completă și valoarea maximă curentă la limita extins în cazul în care căderea de tensiune pe șunt Un = 75 mV.
Soluție .Soprotivlenie ohmi șunt.
Curent Standoff completă
Valoarea maximă a curentului la limita extins
Exemplul 5.3. Ampermetru cu o limită de măsurare de 100 A are o rezistență externă de șunt RSH = 0,001 ohmi. Pentru a determina rezistența unității bobinei de măsurare, atunci când devierea curentului deplin IA = 25 mA. Determina cel mai mare consum de energie al ampermetru.
Soluție .Soprotivlenie bobina dispozitiv de măsurare
ampermetru Consumul de energie
unde R - RA rezistență echivalentă conectate în paralel și Rsh. calculat prin formula
Apoi, consumul de energie al RA =
Exemplul 5.4. Pentru a determina valorile de rezistență ale rezistoarelor R1 suplimentari. ..., R4 în circuitul mnogopredelnogo voltmetru magnetoelectric (vezi. Fig. 5.2, b), care este proiectat pentru a măsura tensiunea în patru benzi, cu limite superioare U1 = 30 B, U2 = 50 B, U3 = 100 B și U4 = 200 B, dacă curent full frame deflexie mecanism de măsurare a voltmetru este de 10 mA și rezistența dincolo de 400 ohmi.
Decizie. Valoarea rezistor suplimentar se calculează cu ajutorul formulei
Exemplul 5.5. măsurătorile de tracțiune voltmetru este de 7,5 V când RV rezistența internă = 200 ohmi. Se determină rezistența suplimentară, care este necesară pentru a permite să se extindă durata de până la 600 V.