Расширение пределов измерений приборов

Шунты. Шунтом называется сопротивление r _ш, включаемое в цепь параллельно амперметру (или миллиамперметру), вследст­вие чего в амперметр ответвляется только часть измеряемого то­ка (рис. 5).

Например, если необходимо измерить амперметром (А) ток, в п раз больший максимально возможного для данного при­бора, то надо включить сопротивление r _ш, удовлетворяющее сле­дующему равенству:

,

где (I – величина тока в цепи, I _A – величина тока, идущая через амперметр), r _A – сопротивление амперметра.

Следовательно, чтобы измерить амперметром в n раз больший ток, необходимо взять сопро­тивление шунта в (n - 1) раз меньше сопротивления амперметра. Шунты обычно изготовляются из манганина, имеющего большое удельное сопротивление и малый термический коэффи­циент сопротивления, вследствие чего сопротивление шунта практически не зависит от нагревания его током и от измерений температуры окружающей среды.

Добавочное сопротивление. Для расширения пределов измерений вольтметром применяется так называемое добавочное сопротивление, которое включается последовательно с вольтмет­ром (рис. 6). Если, например, не­обходимо измерить вольтметром в n раз большее напряжение, то необходимо включить последо­вательно вольтметру добавочное сопротивление:

,

где r _v - сопротивление вольтметра,

,

U - полное подводимое напряжение, U _v - напряжение, подающее на вольтметре, r - общее сопротивление

().

Таким образом, чтобы измерить вольтметром в n раз большее напряжение, необходимо взять добавочное сопротивление в (n -1) раз большее сопротивления вольтметра.

Измерительные трансформаторы. Измерительные транс­форматоры применяются для увеличения пределов измерения приборов переменного тока. Различают измерительные трансфор­маторы тока и измерительные трансформаторы напряжения.

Измерительный трансформатор тока состоит из первичной обмотки, имеющей малое число витков n ₁и выполненной из тол­стого провода, и вторичной, имеющей относительно большое число витков n ₂. Амперметр подключается к вторичной обмотке (рис. 7). Коэффициент трансформации для трансформатора

,

где I ₁ и I ₂ – токи в первичной и вторичной обмотках, n ₁ и n ₂ – соответственно, число витков в них.

Из этого выражения следует, что ток, измеряе­мый во вторичной обмотке, будет в k раз меньше подводимого тока.

Измерительный трансформатор напряжения также состоит из первичной и вторичной обмоток. Первичная обмотка содержит боль­шее число витков, чем вторичная. Вольтметр включается во вторич­ную обмотку (рис. 8).

Коэффициент трансформации трансформатора напряжения

.

Измерительный трансформатор позволяет подобрать для любого случая соответствующий коэффициент трансформации. Следует отметить весьма важное свойство – безопасность при измерениях высоких напряжений.,