Схеми увімкнення амперметрів і вольтметрів. Методична похибка при вимірюванні струму і напруги

Загальні поняття

Фізичні величини напруга і струм є одними з найважливіших у таких галузях промисловості, як електротехніка, радіоелектроніка тощо. Вони характеризують інтенсивність протікання електромагнітних процесів. Одиниця струму - ампер (А) є однією з основних одиниць міжнародної системи СІ.

В електричних колах, зокрема виготовлених у вигляді мікросхем, зручніше вимірювати саме напругу, оскільки вольтметр вмикають паралельно досліджуваному елементу кола і не змінюють режиму кола. Для увімкнення амперметра довелося б розривати досліджуване коло, що неможливо зробити у сучасних пристроях, побудованих на основі мікросхем і друкованого монтажу.

2. Вимірювання струмів і напруг приладами прямої дії

Струми і напруги вимірюються вимірювальними приладами – амперметрами і вольтметрами. За принципом дії ці прилади поділяються на електромеханічні, електромеханічні з вимірювальними перетворювачами, електронні аналогові, цифрові.

У процесі розвитку вимірювальної техніки спочатку було винайдено, розроблено і запроваджено у практику електромеханічні амперметри і вольтметри магнітоелектричної, електромагнітної, електродинамічної та інших систем. Але у зв'язку з бурхливим розвитком електроніки і запровадженням її досягнень у вимірювальну техніку електромеханічні прилади поступово витісняються електронними, а останнім часом цифровими вольтметрами і амперметрами.

Електромеханічні вольтметри і амперметри порівняно з електронними і цифровими мають такі недоліки: невисока точність і швидкодія, незначний діапазон вимірювання, великі габарити і маса, велике споживання енергії, складна технологія виготовлення, низька надійність. Проте в експлуатації ще знаходиться велика кількість електромеханічних приладів.

Застосування досягнень електронної техніки для побудови електронних аналогових амперметрів і вольтметрів, зокрема операційних підсилювачів у вигляді інтегральних мікросхем, дало змогу значно розширити діапазони вимірювання, підвищити точність і чутливість електронних амперметрів і вольтметрів

Розробка мікросхем аналого-цифрових і цифро-аналогових перетворювачів і запровадження їх у вимірювальну техніку дало можливість випускати цифрові амперметри і вольтметри, які подають результат вимірювання у цифровій формі, обробляти таку інформацію високопродуктивними процесорами цифрових сигналів.

Амперметри вмикають у коло послідовно зі споживачем (рис. 1, а), а вольтметри — паралельно (рис. 1, б).

Рис. 1.- Схеми ввімкнення амперметра і вольтметра

Вимірювання струмів і напруг амперметрами та вольтметрами супроводжуються методичною похибкою, спричиненою взаємодією вимірювального пристрою з об'єктом вимірювання. Абсолютна методична похибка, зумовлена ненульовим значенням опору амперметра, обчислюється за формулою:

(1.1)

де І — струм у колі без амперметра; I' — струм у колі з увімкненим амперметром; R_H, R_A — опори навантаження і амперметра.

Відносна методична похибка дорівнює:

(1.2)

Отже, значення відносної похибки залежить від відношення опору навантаження до опору амперметра, тому для зменшення цієї похибки необхідно зменшувати опір амперметра.

Абсолютна методична похибка, зумовлена впливом вольтметра на режим роботи електричного кола, становить:

(1.3)

а відносна похибка:

(1.4)

Таким чином, значення методичної похибки залежить від відношення опору вольтметра R_V до опору навантаження R_H, також від відношення опору вольтметра R_V до внутрішнього опору R_i джерела ЕРС. Для зменшення методичної похибки впливу вольтметра потрібно збільшувати його опір відносно опору споживача і внутрішнього опору джерела ЕРС.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Основні метрологічні характеристики і класи точності засобів вимірювання	\|	Електронні аналогові та цифрові вольтметри та амперметри

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.027 сек.