Меню

Для увеличения пределов измерения вольтметра используют



Измерение напряжения. Расширение пределов измерения вольтметра

§ 73. ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ. РАСШИРЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ИЗМЕРЕНИЯ

Для измерения напряжения служат вольтметры, милливольт­метры и микровольтметры различных систем. Эти приборы включа­ют параллельно нагрузке, а потому сопротивление их должно быть как можно больше. В связи с этим уменьшается достоверность про изведенного измерения.

Для расширения пределов измерения вольт­метра к обмотке измерительного механизма последовательно присоединяют многоомное сопротивление, носящее название добавочного сопротивления (rд). Схема включения вольт­метра с добавочным сопротивлением приведена на рис. 85.

При такой схеме из n частей напряжения, подлежащего измерению, на обмотку прибора приходится лишь одна часть, а остальные n-1 частей – на добавочное сопротивление. Это происходит пото­му, что сопротивление rд берется больше сопротивления вольтметра в n —1 раз, а при последовательном соединении напряжение рас­пределяется пропорционально величине сопротивления.

Общее измеренное напряжение равно сумме падения напряжения на этих сопротивлениях.

Число n показывает, во сколько раз расширяют предел измере­ния вольтметра.

Пусть имеющийся у нас вольтметр позволяет измерять напря­жение Uв = 30 в, а необходимо измерить этим прибором напряже­ние U=120 в. Значит, нужно расширить предел его измерения

Добавочное сопротивление, которое надо присоединить последо­вательно к вольтметру, можно определить по формуле

Если сопротивление вольтметра rв = 3000 ом, то для расширения предела измерения прибора в 4 раза необходимо, чтобы добавочное сопротивление

После присоединения к вольтметру добавочного сопротивления каждое деление шкалы прибора будет соответствовать величине, в n раз большей, чем указано на ней. Например, в нашем случае, если стрелка прибора установится на цифре 30, то это будет озна­чать, что напряжение

Добавочные сопротивления изготовляют чаще всего из манга­нина или константана. Оба эти материала имеют большое удельное сопротивление и малый температурный коэффициент сопротивле­ния.

Шунты и добавочные сопротивления могут быть установлены внутри корпуса прибора или подключаться к его зажимам на время измерений.

Источник

Расширение пределов измерения амперметров и вольтметров

Для получения высокой точности и чувствительности магнитоэлектрических приборов их подвижные обмотки выполняют по возможности легкими из очень тонкой изолированной проволоки.

Такие обмотки допускают очень незначительные по величине токи, не превышающие 30 мА, при этом сопротивление самих обмоток получается равным примерно 5 Ом.

Таким образом, магнитоэлектрическим прибором можно измерять ток не более 30 мА, а напряжение – не выше 150 мВ, так как

U = I × R = 30 × 5 = 150 мВ

Для расширения пределов измерения амперметра применяют шунты, шунты имеют очень малое сопротивление (десятые, сотые доли ома) и включаются параллельно обмотке амперметра. Величина шунта RШ определяется по формуле:

где RШ – сопротивление шунта;

RA – сопротивление амперметра;

n – коэффициент расширения пределов измерения тока амперметром.

где I – измеряемый ток;

IA – максимально допустимый ток амперметра.

Для расширения пределов измерения вольтметров применяют добавочные сопротивления, которые имеют большое сопротивление (десятки килоом), и которые включают последовательно с обмоткой вольтметра. Величина добавочного сопротивления RД определяется по формуле:

где RД – добавочное сопротивление;

RV – сопротивление вольтметра;

n – коэффициент расширения пределов измерения напряжения вольтметром.

где U – измеряемое напряжение;

UV – максимально допустимое напряжение вольтметра.

Источник

Для увеличения пределов измерения вольтметра используют

Переходим к работе над измерительными приборами. Здесь их будет задействовано достаточно много: тахометр, два прецизионных мультиметра с функцией True RMS, осциллограф, двухканальный тестер температуры, аналоговый вольтметр и аналоговый амперметр. Из всего перечисленного у нас в полноценном виде нет только двух последних. Поэтому будем их изготавливать самостоятельно.

Аналоговые приборы включены в состав стенда чтобы отслеживать динамику изменения напряжения и тока нагрузки в реальном времени. При работе цифровые мультиметры, в рамках некоторых процессоров, тратят значительное время на преобразование сигнала и его последующий вывод. Получается, что пока выполняются математические вычисления и отображение информации, значение тока или напряжения может существенно измениться, вернуться к ранее выведенному значению и данный факт замечен не будет. После того как будет завершена работа по созданию стенда, в качестве наглядного примера подобной ситуации, можно будет привести измерения параметров цепи при работе указателей поворотов.

Приступаем к изготовлению. Аналоговые приборы будем делать из промышленных измерительных головок, которые устанавливают в распределительные щиты. У нас есть вольтметр, который рассчитан на работу с напряжением до 250 вольт и амперметр с рабочим током до 150 амперметр. Амперметр конечно использовался с шунтирующем резистором. Для того, чтобы нам использовать эти приборы, их потребуется переделать. В цепях, в которые планируется включить амперметр и вольтметр, течёт переменный ток, а приборы рассчитаны на работу с постоянным. Таким образом нам придётся изменить не только предел измерения, но и адаптировать их для работы с переменным током.

Особых проблем с изменением рабочих диапазонов и типом тока мы не видим. Сами точные значения аналоговых приборов пока нам не требуются, поэтому новая шкала в процессе изготовления будет упрощена.

Работу начинаем с создания корпусов. Их мы сделаем из обрезков десятимиллиметровой фанеры. Процесс до безобразия прост, поэтому акцент на нём ставить не будем. Чтобы оценить масштабы переделки мы начали разбирать вольтметр.

Параллельно с переделкой приборов, сразу выполним покрасочные работы. После того как покрытие высохнет, в корпуса установим блоки клемм и приклеим ножки.

Продолжаем работу над вольтметром. Для полного понимания того, что потребуется сделать с измерительным прибором, снимаем пластину на которой находится его шкала.

Внутри корпуса расположены две катушки, измерительная головка и две клеммы которые вмонтированы в основание.

На этапе модернизации устройства стоит более подробно остановиться на принципиальных схемах.

Первой мы рассмотрим схему, которая позволит нам поменять предел измерения напряжения. Если погрузиться в схемотехнику, то мы обнаружим, что измерительная головка — это миллиамперметр. На базе его строятся абсолютно все стрелочные измерительные приборы и индикаторы. В зависимости от того какие радиокомпоненты окружают миллиамперметр и как впоследствии всё это включено в схему, и будет определять назначение измерительного прибора, станет ли он амперметром или вольтметром.

В магнитоэлектрических вольтметрах измеряемое напряжение Uизм. преобразует в ток. Цепь преобразование включает в себя сумму сопротивлений Rма и Rд, где Rма сопротивление измерительной головки, а Rд — добавочное сопротивление.

Rд и отвечает за максимальный предел измерений. Из этих двух сопротивлений и состоит сопротивление самого вольтметра — Rв.

Предел измерения максимального напряжения Uизм.макс. зависит от тока полного отклонения стрелки Iизм.макс. и внутреннего сопротивления измерительной головки Rма.

Вернёмся к нашему вольтметру и посмотрим, что там. Две катушки которые находятся внутри корпуса это и есть добавочные сопротивления. Каждая из них имеет сопротивление 16700 Ом. В последствии, нам потребуется эти две катушки отсоединить, а взамен установить построечный резистор. Им мы установим требуемый нам предел измерения.

Читайте также:  Мощность спортивного объекта единица измерения

Рассмотрим вторую схему, которая нам позволит адаптировать вольтметр для нашего стенда. Как ранее уже было замечено, вольтметр М309 предназначен для работы в цепях с постоянным током. В нашем случае ток будет переменный. Для того чтобы вольтметр мог измерять переменное напряжение есть несколько вариантов схем. Первая с однополупериодным выпрямителем, и вторая с двухполупериодным выпрямителем. Для вольтметров с выпрямителем расчёт Rд будет немного отличаться. Рассчитав добавочный резистор по основной формуле (её см. выше) мы полученное значение Rд должны разделитель на коэффициент. Для однополупериодной схемы этот коэффициент составляет от 2,5 до 3-х единиц, а для двухполупериодной схемы коэффициент составляет от 1,25 до 1,5.

Отсоединив добавочные сопротивления, мы к входным клеммам крепим диодный мост (двухполупериодная схема). Далее к одной из ножек диодного моста припаиваем построечный резистор. От резистора припаиваем провод к измерительной головки. От второй клеммы измерительной головки припаиваем провод к оставшейся клемме диодного моста.

Коммутация электрической схемы внутри вольтметра завершена.

Для проведения испытаний воспользуемся лабораторные автотрансформатором. Им совместно с мультиметром проверим работоспособность модернизированного вольтметра. Как и прогнозировалось, всё работает. Собираем конструкцию дальше. Устанавливаем шкалу обратно и прикручиваем два провода для коммутации клемм на корпусе с вольтметром.

Устанавливаем вольтметр в корпус и подключаем его к корпусным клеммам.

Закрутив заднюю крышку корпуса, мы ещё до изготовления шкалы протестируем вольтметр включив его в схему стенда. Прибор работает.

Переходим к изготовлению новой шкалы. Как уже ранее заявляли она будет иметь упрощённый вид. Её создадим в программе MS Visio и распечатаем на бумаге на принтере.

Наклеиваем шкалу на пластину и собираем прибор.

В следующей статье рассмотрим, что нам потребуется сделать, чтобы можно было включить амперметр М367 в схему нашего стенда.

Источник

Расширение пределов измерения амперметра

Лекция Измерение электрического тока и напряжения, мощности и энергии, сопротивления

Измерение тока

Для измерения тока используется амперметр, включаемый в цепь последовательно с электроприемником. Показания амперметра позволяют судить с определенной погрешностью о токе IН протекающем через данный электроприемник–нагрузку RН.

При измерении переменного синусоидального токастрелкиприборов электромагнитной, электродинамической, выпрямительной и тепловой систем будут давать отклонения пропорционально действующему значению тока,и в этих значениях, как правило, градуируют шкалы таких приборов.

При измерении несинусоидального переменного токапоявляется дополнительная погрешность, вызванная влиянием высших гармоник в кривой тока на вращающий момент подвижной части и отклонение стрелки и, следовательно, на показания прибора.

Сопротивление измерительной катушки амперметра очень малои его последовательное включение с нагрузкой практически не вызывает увеличение сопротивления цепи и потери мощности. Так, внутреннее сопротивление амперметров колеблется от RА= 0,2 Ом (электромагнитные и электродинамические системы амперметров) до RА= 0,01 Ом (магнитоэлектрические приборы).

Расширение пределов измерения амперметра

Для расширения пределов измерения амперметров применяют шунты и измерительные трансформаторы тока.

Шунт представляет собой активное сопротивление (резистор) RШ сравнительно малой величины, включаемое параллельно к зажимам амперметра.

В том случае, когда сопротивление шунта RШ меньше сопротивления измерительной катушки амперметра RA, сравнительно большая часть измеряемого токаIН проходит через шунт, а в амперметр ответвляется только его небольшая часть IA, определяемая соотношением сопротивлений амперметра RA и шунта RШ:

Из этой формулы можно получить выражение для расчета необходимой величины сопротивления шунта:

Шкала амперметра с шунтом градуируется на полный ток IН, протекающий через нагрузку.

Таким образом, использование в амперметрах шунтов позволяет измерять большие постоянные или синусоидальные токи приборами, измерительные катушки которых рассчитаны на малые токи.

Измерение напряжения

Для измерения напряжения используются вольтметры. Зажимы этих приборов включаются параллельно нагрузке, как показано на рисунке ниже.

Чтобы включение вольтметра не приводило к изменению токов в цепи и режима работы нагрузки, его собственное сопротивление RB должно быть намного больше сопротивления нагрузки RH. Оно колеблется от 3–5 кОм (электромагнитные и электродинамические приборы) до 6–10 кОм (магнитоэлектрические приборы) и свыше 10 кОм (электронные приборы).

При включении вольтметра параллельно участку цепи отклонение его стрелки будет пропорционально напряжению на этом участке цепи. Вольтметры переменного тока указывают действующее значение измеряемого напряжения.

При ошибочном включении вольтметра, то есть последовательно с электроприемником, напряжение которого должно быть измерено, прибор не будет поврежден, так как через него будет протекать ничтожно малый ток из-за очень большого внутреннего сопротивления вольтметра. В то же время, показания вольтметра при таком включении будут неверны, так как напряжение на нагрузке значительно уменьшится (в сотни и тысячи раз), а вольтметр будет показывать напряжение, близкое к напряжению источника питания.

Расширение пределов измерения вольтметра

Для расширения пределов измерения вольтметра используют добавочное активное сопротивление RД, включаемое последовательно с измерительной катушкой вольтметра.

Величина добавочного сопротивления RД рассчитывается, исходя из требуемой кратности расширения предела измерения nu:

по формуле: RД = RB (n-1),

где UН – измеряемое напряжение на нагрузке, UB – напряжение на вольтметре, RB – активное сопротивление измерительной катушки вольтметра.

С помощью разных добавочных сопротивлений можно получить многопредельный вольтметр с разной ценой деления шкалы.

Измерение мощности

Мощность РН, выделяемая в нагрузке с сопротивлением RН, может быть измеренакосвенным методом с помощью амперметра и вольтметра, так как РН = UI.

Более точно мощность можно измерить непосредственно электродинамическим ваттметром.

Вращающий момент подвижной катушки ваттметра пропорционален произведению токов в проводниках обеих катушек: МВР= К I IU,

где I – ток в неподвижной токовой катушке, практически равный току нагрузки; IU=U/RU – ток в подвижной катушке напряжения (причем IU >RН).

Следовательно МВР= К×I×U/RU=C×U×I = C×P, где С – коэффициент пропорциональности.

Таким образом, вращающий момент ваттметра пропорционален мощности Р и его шкала отградуирована непосредственно в ваттах или киловаттах.

Дляизмерения мощности в однофазной цеписинусоидального тока в основном используются электродинамические ваттметры, которые включают так же, как и при измерениях в цепи постоянного тока.

Ток IU в подвижной катушке пропорционален напряжению U и практически совпадает с ним по фазе, а ток I в неподвижной токовой обмотке равен току нагрузки. Поэтому вращающий момент ваттметра

МВР=CUIcosj = CP,

где j – угол сдвига фаз между U и I; С – коэффициент пропорциональности.

Зажимы токовой обмотки и обмотки напряжения ваттметра, помеченные звездочками (*) и называемыегенераторными,следует включать в электрическую цепь со стороны источника питания.

Читайте также:  Измерительные мостовые схемы предназначены для измерений

Дляизмерения активной мощности в трехфазной цепи переменного тока применяется несколько способов измерения мощности в зависимости от характера трехфазной нагрузки.

Присимметричной нагрузке активную мощность в трехфазной цепи можно измерить путемзамера мощности в одной фазе с помощью ваттметра.

После измерения мощности в одной из фаз РФ, соединенных звездой (U) или треугольником (D) показания ваттметра умножают на три, так как при симметричной нагрузке мощности всех трех фаз одинаковы:

где РYсим и РDсим – активная мощность в трехфазной симметричной нагрузке соединенной звездой и треугольником, соответственно.

В трехпроводной трехфазной цепи при любой нагрузке (симметричной или несимметричной) и любом способе соединения электроприемников (звездой или треугольником) общую активную мощность трехфазной нагрузки можно измерять с помощьюдвух ваттметров.

При этом алгебраическая сумма активных мощностей РW1 и РW2 2-х ваттметров W1 и W2 равна активной мощности РY,D в трехпроводной трехфазной цепи при соответствующем способе соединения фаз (Y или D):

Суммарная мощность двух ваттметров вычисляется с учетом знака мощностей этих ваттметров, как алгебраическая сумма. Практически, для отсчета отрицательной мощности по показаниям ваттметра необходимо изменить направление тока в обмотке напряжения, для чего переключатель направления тока на корпусе ваттметра надо переключить с «+» на «».

Измерить активную мощность в четырехпроводной трехфазной цепи при несимметричной нагрузке соединенной звездой можно тремя ваттметрами.

Поскольку, в этом случае каждый из ваттметров измеряет активную мощность одной фазы, то мощность в четырехпроводной трехфазной цепи:

где PA, PB, PC – активные мощности фаз А, В, С, соответственно.

Применяются также специальные ваттметры трехфазного тока.

При измерении мощности в трехфазных цепях высокого напряжения и с большими токами ваттметры включаются через измерительные трансформаторы напряжения и трансформаторы тока.

Источник

Измерение напряжения. Расширение пределов измерения вольтметра

§ 73. ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ. РАСШИРЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ИЗМЕРЕНИЯ

Для измерения напряжения служат вольтметры, милливольт­метры и микровольтметры различных систем. Эти приборы включа­ют параллельно нагрузке, а потому сопротивление их должно быть как можно больше. В связи с этим уменьшается достоверность про изведенного измерения.

Для расширения пределов измерения вольт­метра к обмотке измерительного механизма последовательно присоединяют многоомное сопротивление, носящее название добавочного сопротивления (rд). Схема включения вольт­метра с добавочным сопротивлением приведена на рис. 85.

При такой схеме из n частей напряжения, подлежащего измерению, на обмотку прибора приходится лишь одна часть, а остальные n-1 частей – на добавочное сопротивление. Это происходит пото­му, что сопротивление rд берется больше сопротивления вольтметра в n —1 раз, а при последовательном соединении напряжение рас­пределяется пропорционально величине сопротивления.

Общее измеренное напряжение равно сумме падения напряжения на этих сопротивлениях.

Число n показывает, во сколько раз расширяют предел измере­ния вольтметра.

Пусть имеющийся у нас вольтметр позволяет измерять напря­жение Uв = 30 в, а необходимо измерить этим прибором напряже­ние U=120 в. Значит, нужно расширить предел его измерения

Добавочное сопротивление, которое надо присоединить последо­вательно к вольтметру, можно определить по формуле

Если сопротивление вольтметра rв = 3000 ом, то для расширения предела измерения прибора в 4 раза необходимо, чтобы добавочное сопротивление

После присоединения к вольтметру добавочного сопротивления каждое деление шкалы прибора будет соответствовать величине, в n раз большей, чем указано на ней. Например, в нашем случае, если стрелка прибора установится на цифре 30, то это будет озна­чать, что напряжение

Добавочные сопротивления изготовляют чаще всего из манга­нина или константана. Оба эти материала имеют большое удельное сопротивление и малый температурный коэффициент сопротивле­ния.

Шунты и добавочные сопротивления могут быть установлены внутри корпуса прибора или подключаться к его зажимам на время измерений.

Источник

Расширение пределов измерения

Для расширения пределов измерения находят применение шунты, добавочные сопротивления и емкости, резистивные и емкостные делители напряжения, измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Расширение пределов измерения амперметров достигается включением шунта параллельно прибору. , где .

Шунты применяются только в цепях постоянного тока с приборами МЭ системы.

Для расширения пределов измерения вольтметра последовательно с сопротивлением рамки включается добавочное сопротивление :

, где .

Добавочные резисторы можно использовать в цепях постоянного и переменного тока с приборами (mA и V) МЭ, ЭМ, ЭД, ФД систем и с приборами ЭС в цепях постоянного тока.

С приборами ЭС системы обычно используют добавочные емкости, поскольку сам ЭС вольтметр является емкостью:

, где .

Для расширения пределов измерения по напряжению используются делители напряжения.

Уравнением делителя напряжения является уравнение, связывающее и :

.

Обычно все резисторы, кроме , обозначают через . .

.

Напряжение на выходе делителя является идеальным, чтобы его измерить к выходу делителя подключается вольтметр. Так как вольтметр обладает собственным сопротивлением, то:

, отсюда

.

Напряжение . Т.е. возникает погрешность измерения, связанная с собственным сопротивлением вольтметра, которую можно вычислить по формуле:

, .

С приборами ЭС системы употребляются емкостные делители напряжения.

,

и если емкость ЭС вольтметра , то

.

.

В цепях постоянного тока для расширения пределов измерения электростатического вольтметра применяется делитель напряжения, выполненный из проволочных или непроволочных сопротивлений:

,

откуда , где U — измеряемое напряжение, Ue — напряжение на зажимах вольтметра, .

В этой схеме сопротивление изоляции прибора должно быть значительно больше сопротивления r1.

Измерительные трансформаторы тока применяются при измерении больших токов. У трансформаторов тока номинальный первичный ток больше номинального вторичного, поэтому в них число витков w1

,

где I1 и I2 — первичный и вторичный токи;

w1 и w2 — число витков в первичной и вторичной обмотках;

k1 — действительный коэффициент трансформации трансформатора тока.

Определив по амперметру I2, можно найти ток I1 :

.

На практике обычно пользуются номинальным коэффициентом трансформации:

.

Тогда приближенное значение измеряемого тока равно:

.

Относительная погрешность трансформатора тока, происходящая из-за неравенства действительного и номинального коэффициентов трансформации, может быть определена из следующего выражения:

.

Измерительные трансформаторы напряжения применяются при измерении больших напряжений. Первичное номинальное напряжение в трансформаторах напряжения всегда больше вторичного номинального напряжения, поэтому в них w1>w2:

,

где U1 и U2 — первичное и вторичное напряжения;

w1 и w2 — число витков в первичной и вторичной обмотках;

kU — действительный коэффициент трансформации трансформатора напряжения;

Измеряемое напряжение равно:

На практике обычно пользуются номинальным коэффициентом трансформации:

где k — номинальный коэффициент трансформации трансформатора напряжения;

U1н, U2н — номинальные значения первичного и вторичного напряжений, указанные на щитке трансформатора.

Приближенное значение измеряемого напряжения:

.

Относительная погрешность трансформатора напряжения равна:

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Расширение пределов измерения амперметров и вольтметров

Для получения высокой точности и чувствительности магнитоэлектрических приборов их подвижные обмотки выполняют по возможности легкими из очень тонкой изолированной проволоки.

Читайте также:  Насыщенные пары влажность воздуха точка росы способы измерения влажности воздуха

Такие обмотки допускают очень незначительные по величине токи, не превышающие 30 мА, при этом сопротивление самих обмоток получается равным примерно 5 Ом.

Таким образом, магнитоэлектрическим прибором можно измерять ток не более 30 мА, а напряжение – не выше 150 мВ, так как

U = I × R = 30 × 5 = 150 мВ

Для расширения пределов измерения амперметра применяют шунты, шунты имеют очень малое сопротивление (десятые, сотые доли ома) и включаются параллельно обмотке амперметра. Величина шунта RШ определяется по формуле:

где RШ – сопротивление шунта;

RA – сопротивление амперметра;

n – коэффициент расширения пределов измерения тока амперметром.

где I – измеряемый ток;

IA – максимально допустимый ток амперметра.

Для расширения пределов измерения вольтметров применяют добавочные сопротивления, которые имеют большое сопротивление (десятки килоом), и которые включают последовательно с обмоткой вольтметра. Величина добавочного сопротивления RД определяется по формуле:

где RД – добавочное сопротивление;

RV – сопротивление вольтметра;

n – коэффициент расширения пределов измерения напряжения вольтметром.

где U – измеряемое напряжение;

UV – максимально допустимое напряжение вольтметра.

Источник

Для увеличения пределов измерения вольтметра используют

Переходим к работе над измерительными приборами. Здесь их будет задействовано достаточно много: тахометр, два прецизионных мультиметра с функцией True RMS, осциллограф, двухканальный тестер температуры, аналоговый вольтметр и аналоговый амперметр. Из всего перечисленного у нас в полноценном виде нет только двух последних. Поэтому будем их изготавливать самостоятельно.

Аналоговые приборы включены в состав стенда чтобы отслеживать динамику изменения напряжения и тока нагрузки в реальном времени. При работе цифровые мультиметры, в рамках некоторых процессоров, тратят значительное время на преобразование сигнала и его последующий вывод. Получается, что пока выполняются математические вычисления и отображение информации, значение тока или напряжения может существенно измениться, вернуться к ранее выведенному значению и данный факт замечен не будет. После того как будет завершена работа по созданию стенда, в качестве наглядного примера подобной ситуации, можно будет привести измерения параметров цепи при работе указателей поворотов.

Приступаем к изготовлению. Аналоговые приборы будем делать из промышленных измерительных головок, которые устанавливают в распределительные щиты. У нас есть вольтметр, который рассчитан на работу с напряжением до 250 вольт и амперметр с рабочим током до 150 амперметр. Амперметр конечно использовался с шунтирующем резистором. Для того, чтобы нам использовать эти приборы, их потребуется переделать. В цепях, в которые планируется включить амперметр и вольтметр, течёт переменный ток, а приборы рассчитаны на работу с постоянным. Таким образом нам придётся изменить не только предел измерения, но и адаптировать их для работы с переменным током.

Особых проблем с изменением рабочих диапазонов и типом тока мы не видим. Сами точные значения аналоговых приборов пока нам не требуются, поэтому новая шкала в процессе изготовления будет упрощена.

Работу начинаем с создания корпусов. Их мы сделаем из обрезков десятимиллиметровой фанеры. Процесс до безобразия прост, поэтому акцент на нём ставить не будем. Чтобы оценить масштабы переделки мы начали разбирать вольтметр.

Параллельно с переделкой приборов, сразу выполним покрасочные работы. После того как покрытие высохнет, в корпуса установим блоки клемм и приклеим ножки.

Продолжаем работу над вольтметром. Для полного понимания того, что потребуется сделать с измерительным прибором, снимаем пластину на которой находится его шкала.

Внутри корпуса расположены две катушки, измерительная головка и две клеммы которые вмонтированы в основание.

На этапе модернизации устройства стоит более подробно остановиться на принципиальных схемах.

Первой мы рассмотрим схему, которая позволит нам поменять предел измерения напряжения. Если погрузиться в схемотехнику, то мы обнаружим, что измерительная головка — это миллиамперметр. На базе его строятся абсолютно все стрелочные измерительные приборы и индикаторы. В зависимости от того какие радиокомпоненты окружают миллиамперметр и как впоследствии всё это включено в схему, и будет определять назначение измерительного прибора, станет ли он амперметром или вольтметром.

В магнитоэлектрических вольтметрах измеряемое напряжение Uизм. преобразует в ток. Цепь преобразование включает в себя сумму сопротивлений Rма и Rд, где Rма сопротивление измерительной головки, а Rд — добавочное сопротивление.

Rд и отвечает за максимальный предел измерений. Из этих двух сопротивлений и состоит сопротивление самого вольтметра — Rв.

Предел измерения максимального напряжения Uизм.макс. зависит от тока полного отклонения стрелки Iизм.макс. и внутреннего сопротивления измерительной головки Rма.

Вернёмся к нашему вольтметру и посмотрим, что там. Две катушки которые находятся внутри корпуса это и есть добавочные сопротивления. Каждая из них имеет сопротивление 16700 Ом. В последствии, нам потребуется эти две катушки отсоединить, а взамен установить построечный резистор. Им мы установим требуемый нам предел измерения.

Рассмотрим вторую схему, которая нам позволит адаптировать вольтметр для нашего стенда. Как ранее уже было замечено, вольтметр М309 предназначен для работы в цепях с постоянным током. В нашем случае ток будет переменный. Для того чтобы вольтметр мог измерять переменное напряжение есть несколько вариантов схем. Первая с однополупериодным выпрямителем, и вторая с двухполупериодным выпрямителем. Для вольтметров с выпрямителем расчёт Rд будет немного отличаться. Рассчитав добавочный резистор по основной формуле (её см. выше) мы полученное значение Rд должны разделитель на коэффициент. Для однополупериодной схемы этот коэффициент составляет от 2,5 до 3-х единиц, а для двухполупериодной схемы коэффициент составляет от 1,25 до 1,5.

Отсоединив добавочные сопротивления, мы к входным клеммам крепим диодный мост (двухполупериодная схема). Далее к одной из ножек диодного моста припаиваем построечный резистор. От резистора припаиваем провод к измерительной головки. От второй клеммы измерительной головки припаиваем провод к оставшейся клемме диодного моста.

Коммутация электрической схемы внутри вольтметра завершена.

Для проведения испытаний воспользуемся лабораторные автотрансформатором. Им совместно с мультиметром проверим работоспособность модернизированного вольтметра. Как и прогнозировалось, всё работает. Собираем конструкцию дальше. Устанавливаем шкалу обратно и прикручиваем два провода для коммутации клемм на корпусе с вольтметром.

Устанавливаем вольтметр в корпус и подключаем его к корпусным клеммам.

Закрутив заднюю крышку корпуса, мы ещё до изготовления шкалы протестируем вольтметр включив его в схему стенда. Прибор работает.

Переходим к изготовлению новой шкалы. Как уже ранее заявляли она будет иметь упрощённый вид. Её создадим в программе MS Visio и распечатаем на бумаге на принтере.

Наклеиваем шкалу на пластину и собираем прибор.

В следующей статье рассмотрим, что нам потребуется сделать, чтобы можно было включить амперметр М367 в схему нашего стенда.

Источник