Правилно измерване на напрежението и тока
Измерване на напрежението
При измерване на напрежението волтметърът е свързан директно към клемите на източника на напрежение. Ако напрежението се измерва в рамките на верига на резистора или модула, волтметърът трябва да бъде свързан паралелно.
Измервателното устройство показва стойност само когато токът протича през него и показаното напрежение се генерира при неговото вътрешно съпротивление. Това вътрешно съпротивление представлява товар за измерваното напрежение.Колкото по-ниско е съпротивлението на измервателния механизъм, толкова по-голяма е грешката при измерване. (Вижте също: Коментари за натоварения делител на напрежението).
Вътрешното съпротивление на волтметър R M се определя от производителя в ома/волта за зададения обхват на измерване. Това се използва за изчисляване на максимално допустимия ток при пълно отклонение. Ако напрежението, което трябва да се измери, надвишава максималния обхват на измерване на волтметъра, обхватът му трябва да бъде удължен със съответния сериен резистор R V.
С общите мултиметри вече не е нужно да се притеснявате за това и да не извършвате никакви изчисления за корекция. Те показват постоянно много високо входно съпротивление от нормално 10 MΩ във всички диапазони на напрежението. Следващите изображения все още се прилагат за вътрешното разширяване на обхвата на измерване. Фактор n означава разширяване на обхвата, с което се изчислява необходимата стойност на баластното съпротивление.
Измерване на тока
Токът, който трябва да се измери, трябва да тече през амперметъра и е във веригата на веригата. Вътрешното съпротивление на амперметъра е много малко, така че веригата не се влияе отрицателно от допълнителното му съпротивление. Следователно амперметър никога не трябва да бъде свързан паралелно с измервателния обект, тъй като след това късо съединение на измервателния обект и напрежението в точката на измерване с ниското му вътрешно съпротивление.
Ако токът, който трябва да се измери, е по-голям от максимално допустимия ток за пълно отклонение, обхватът на измерване може да бъде удължен. За да направите това, резистор е свързан паралелно към измервателния механизъм. Токът се разделя на това съпротивление на шунта или шунта R N. Изчислението се извършва чрез прилагане на закона на Ом към паралелна връзка. Коефициентът n показва как трябва да се разшири обхватът на измерване, така че амперметърът да не бъде претоварен.
Класът на качеството и други грешки при измерване
Нито едно измервателно устройство не показва стойността, която трябва да бъде измерена с абсолютна точност. Конструкцията на инструмента причинява грешка на дисплея. Производителят отчита това, като посочва клас на качество. Допълнителните неточности при измерване се основават на личната грешка при четене. Положението на използване на инструмента, околната температура, честотният диапазон и външните електромагнитни полета могат да причинят допълнителни неточности при измерване.
Класификацията на класовете по качество показва стойността на грешката в проценти въз основа на пълната скала. Промишлените измервателни уреди имат клас на качество 1 - 6 - 1,5 - 2,5 или 5 процента. За прецизни измервателни уреди стойностите са 0,1 - 0,2 или 0,5 процента. Тази стойност на грешката е постоянна в целия диапазон на скалата.
Така че грешката на устройството не може да фалшифицира истинската измерена стойност твърде много, измерването трябва да се извършва само в горния 2/3 диапазон на скалата. Диаграмата отсреща показва процентната грешка на измерената стойност като функция от диапазона на скалата за качествен клас от 5%. Ако с това устройство се измерват 100 V в пълна скала, истинската стойност може да бъде между 95. 105 V. За 50 V дисплея продължава да се прилага неточността от ± 5 V. По отношение на измерената стойност обаче това е грешка от 10%. Тогава измерена стойност от 10 V има неточност от 50%, което вече не е поносимо.
За по-прецизни измервания в горния диапазон на скалата, измервателното устройство трябва да бъде превключено в оптимален обхват на измерване.
Личните грешки при четене остават малки, ако подравните очите си перпендикулярно на показалеца. Ако мащабът се съхранява в огледало, показалецът трябва да съответства на огледалния си образ. Всички други позиции за четене дават показания, които са твърде високи или твърде ниски поради паралакса, изместването на линията на скалата на окото.
Едновременно измерване на ток и напрежение
За едновременно измерване на ток и напрежение във веригата трябва да бъдат изпълнени определени изисквания, така че грешката при измерване да остане в рамките на границите на грешките, дадени от класа на качеството на инструментите. Грешките в измерването са обяснени, като се използват следните два примера на веригата.
Правилно измерване на напрежението
Амперметърът е свързан преди точката на свързване на волтметъра. Относително голям ток I протича с ниско до средно съпротивление на натоварване R. Токът на повреда I F, който се изисква от волтметъра за показване, е малък в сравнение с тока I поради високото вътрешно съпротивление R M. Измереният общ ток I M е малко прекалено голям. Тъй като I F F през волтметъра има по-силен ефект върху измервателния ток I M, толкова повече R и R M са еднакви. Трябва да се отбележи текущата грешка. Ако грешката на измерването трябва да се вземе предвид при изчисление, тази настройка на измерване е най-добра, тъй като вътрешното съпротивление на волтметъра е почти винаги известно.
Правилно измерване на тока
Токът, протичащ в последователната връзка, винаги се показва правилно. Волтметърът записва общото напрежение, паралелно на вътрешното съпротивление на амперметъра и съпротивлението на товара. При малка до средна стойност на натоварване R тече голям ток I и причинява грешка на напрежението U F при малкото вътрешно съпротивление на амперметъра. Колкото по-близо стойността на натоварване R се доближава до вътрешното съпротивление на амперметъра, толкова по-точно напрежението в съпротивлението на натоварването може да се изведе от общото напрежение U.
При висока стойност на натоварване R тече много по-малък ток I. Този ток създава много по-малка грешка на напрежението при същото малко вътрешно съпротивление на амперметъра. Тъй като U F R, грешката на напрежението остава в границите на грешката на волтметъра.
Напреженията винаги се измерват успоредно на източника на напрежение.
Волтметърът не трябва да натоварва допълнително източника на напрежение. Следователно стойността на вътрешното съпротивление трябва да бъде голяма.
Обхватът на измерване на волтметър се удължава от сериен резистор.
Амперметърът е в последователност с потребителя и общият ток протича през него.
Вътрешното съпротивление на амперметъра трябва да е много малко, за да не ограничава максимално общия ток.
Обхватът на измерване на амперметър се удължава с паралелен резистор, шунта.