Прибор для измерения напряжение: Измерение напряжения. Виды и принцип измерений. Особенности

Измерение напряжения. Виды и принцип измерений. Особенности

Измерение напряжения на практике приходится выполнять довольно часто. Напряжение измеряют в радиотехнических, электротехнических устройствах и цепях и т.д. Вид переменного тока может быть импульсным или синусоидальным. Источниками напряжения являются химические элементы или генераторы тока.

Виды измерения напряжения

Напряжение импульсного тока имеет параметры амплитудного и среднего напряжения. Источниками такого напряжения могут быть импульсные генераторы. Напряжение измеряется в вольтах, имеет обозначение «В» или «V». Если напряжение переменное, то впереди ставится символ «~», для постоянного напряжения указывается символ «-». Переменное напряжение в домашней бытовой сети маркируют ~220 В.

На аккумуляторах и гальванических элементах при указании напряжения знак «-» не используют, а ставят только цифры, например, «1,5 В». На корпусе гальванического элемента обязательно присутствует обозначение «+» возле положительного полюса. В практических электротехнических измерениях применяются кратные единицы: милливольты, киловольты и т.д.

Переменное напряжение имеет полярность, которая изменяется с течением времени. В бытовой сети напряжение изменяет полярность 50 раз за секунду, что означает частоту 50 герц. Постоянное напряжение имеет неизменную полярность. Поэтому для замеров напряжений переменного и постоянного тока применяют измерительные приборы, имеющие отличие в устройстве – вольтметры. Они могут быть цифровыми или аналоговыми (стрелочные). Однако существуют универсальные приборы, которые способны измерить постоянное и переменное напряжение, не переключая режимы.

Для начала измерений измерительный прибор соединяют параллельно с выводами источника питания или нагрузки специальными щупами.

Кроме вольтметров для измерения напряжения используют электронные осциллографы.

Это приборы, предназначенные для измерения и контроля характеристик электрических сигналов. Осциллографы работают на принципе отклонения электронного луча, который выдает изображение значений переменных величин на дисплее.

Измерение напряжения в сети переменного тока

Согласно нормативным документам величина напряжения в бытовой сети должна быть равной 220 вольт с точностью отклонений 10%, то есть напряжение может меняться в интервале 198-242 вольта. Если в вашем доме освещение стало более тусклым, лампы стали часто выходить из строя, либо бытовые устройства стали работать нестабильно, то для выяснения и устранения этих проблем для начала необходимо измерение напряжения в сети.

Перед измерением следует подготовить имеющийся измерительный прибор к работе:

• Проверить целостность изоляции контрольных проводов со щупами и наконечниками.
• Установить переключатель на переменное напряжение, с верхним пределом 250 вольт или выше.
• Вставить наконечники контрольных проводов в гнезда измерительного прибора, например, мультиметра. Чтобы не ошибиться, лучше смотреть на обозначения гнезд на корпусе.
• Включить прибор.

На мультиметре выбрана граница измерений 700 вольт. Некоторые приборы требуют для измерения напряжения устанавливать в нужное положение несколько разных переключателей: вид тока, вид измерений, а также вставить наконечники проводов в определенные гнезда. Конец черного наконечника в мультиметре воткнут в гнездо СОМ (общее гнездо), красный наконечник вставлен в гнездо с обозначением «V». Это гнездо является общим для измерения любого вида напряжения. Гнездо с маркировкой «ma» применяется для замеров небольших токов. Гнездо с обозначением «10 А» служит для измерения значительной величины тока, который может достичь 10 ампер.

Если измерять напряжение со вставленным проводом в гнездо «10 А», то прибор выйдет из строя, или сгорит предохранитель. Поэтому при выполнении измерительных работ следует быть внимательным. Наиболее часто ошибки возникают в случаях, когда сначала измеряли сопротивление, а затем, забыв переключить на другой режим, начинают измерение напряжения. При этом внутри прибора сгорает резистор, отвечающий за измерение сопротивления.

После подготовки прибора, можно начинать измерения. Если при включении мультиметра на индикаторе ничего не появляется, это означает, что элемент питания, расположенный внутри прибора, отслужил свой срок и требует замены. Чаще всего в мультиметрах стоит «Крона», выдающая напряжение 9 вольт. Срок ее службы составляет около года, в зависимости от производителя. Если мультиметром долго не пользовались, то крона все равно может быть неисправной. Если батарейка исправна, то мультиметр должен показать единицу.

Щупы проводов необходимо вставить в розетку или прикоснуться ими к оголенным проводам.

На дисплее мультиметра сразу появится величина напряжения сети в цифровом виде. На стрелочном приборе стрелка отклонится на некоторый угол. Стрелочный тестер имеет несколько градуированных шкал. Если их внимательно рассмотреть, то все становится понятным. Каждая шкала предназначена для определенных измерений: тока, напряжения или сопротивления.

Граница измерений на приборе была выставлена на 300 вольт, поэтому нужно отсчитывать по второй шкале, имеющий предел 3, при этом показания прибора необходимо умножить на 100. Шкала имеет цену деления, равной 0,1 вольта, поэтому получаем результат, изображенный на рисунке, около 235 вольт. Этот результат находится в допустимых пределах. Если при измерении показания прибора постоянно меняются, возможно, плохой контакт в соединениях электрической проводки, что может привести к искрению и неисправностям в сети.

Измерение постоянного напряжения

Источниками постоянного напряжения являются аккумуляторы, низковольтные блоки питания или батарейки, напряжение которых не более 24 вольт. Поэтому прикосновение к полюсам батарейки не опасно, и нет необходимости в специальных мерах безопасности.

Для оценки работоспособности батарейки или другого источника, необходимо измерение напряжения на его полюсах. У пальчиковых батареек полюсы питания расположены на торцах корпуса. Положительный полюс маркируется «+».

Постоянный ток измеряется аналогичным образом, как и переменный. Отличие заключается только в настройке прибора на соответствующий режим и соблюдении полярности выводов.

Напряжение батарейки обычно обозначено на корпусе. Но результат измерения еще не говорит об исправности батарейки, так как при этом измеряется электродвижущая сила батарейки. Продолжительность эксплуатации прибора, в котором будет установлен элемент питания, зависит от его емкости.

Для точной оценки работоспособности батарейки, необходимо проводить измерение напряжения при подключенной нагрузке. Для пальчиковой батарейки в качестве нагрузки подойдет обычная лампочка для фонарика на 1,5 вольта. Если напряжение при включенной лампочке снижается незначительно, то есть, не более, чем на 15%, следовательно, батарейка пригодна для работы. Если напряжение падает значительно сильнее, то такая батарейка может еще послужить только в настенных часах, которые расходуют очень мало энергии.

Похожие темы:

Физика 8 класс. Измерение силы тока и напряжения. Измерение работы и мощности тока :: Класс!ная физика

Физика 8 класс. ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ТОКА В УЧАСТКЕ ЦЕПИ

Для измерения силы тока существует измерительный прибор — амперметр.

Условное обозначение амперметра на электрической схеме:

При включении амперметра в электрическую цепь необходимо знать :

1. Амперметр включается в электрическую цепь последовательно с тем элементом цепи,
силу тока в котором необходимо измерить.

2. При подключении надо соблюдать полярность: «+» амперметра подключается к «+» источника тока,
а «минус» амперметра — к «минусу» источника тока.

ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ
НА УЧАСТКЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ

Для измерения напряжения существуют специальный измерительный прибор — вольтметр.

Условное обозначение вольтметра на электрической схеме:

При включении вольтметра в электрическую цепь необходимо соблюдать два правила:

1.

Вольтметр подключается параллельно участку цепи, на котором будет измеряться напряжение;

2.Соблюдаем полярность: «+» вольтметра подключается к «+» источника тока,
а «минус» вольтметра — к «минусу» источника тока.

___

Для измерения напряжения источника питания вольтметр присоединяют непосредственно к его зажимам.

ИЗМЕРЕНИЕ РАБОТЫ И МОЩНОСТИ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Для определения работы или мощности тока можно использовать специальный измерительный прибор — ваттметр.
При отсутствии ваттметра пользуются одновременным подключением двух измерительных приборов к нужному участку цепи: амперметра и вольтметра.

Далее проводится расчет работы и мощности тока по формулам.

P = UI ……… и ……. A = UIt

ОПРЕДЕЛИ !

1. Что изменилось на участке цепи, если включенный параллельно вольтметр
показывает уменьшение напряжения?

___

2. Какими способами можно определить напряжение в городской сети,
имея в своем распоряжении любые приборы, кроме вольтметра?

Устали? — Отдыхаем!

Основы измерений, как выполнять измерения в радиоэлектронике

Основы измерений для начинающих радиолюбителей и тех кто начал заниматься радиоэлектроникой, что такое точность измерений, измерение постоянного напряжения и другие полезные знания. При ремонте или налаживании электронной техники невозможно обойтись без измерений силы тока, напряжения, сопротивления, а так же других электрических величин, от которых зависит работа схемы.

Вступление

Наиболее часто приходится измерять постоянные и переменные напряжения и токи, сопротивления. Для этих целей выпускаются различные комбинированные измерительные приборы. Самый популярный из них, — цифровой мультиметр (типа М-838 или аналогичный).

Недорогой прибор, позволяющий измерять постоянное и переменное напряжение, постоянный ток, сопротивление, а так же проверять диоды и маломощные транзисторы.

У некоторых моделей есть «прозвонка» (пищит, когда щупы замкнуты), а более дорогие могут еще измерять емкости конденсаторов, частоту электрических колебаний и быть источником импульсов (генератором), частотой около 1 кГц.

Мало владеть прибором, необходимо еще и уметь им пользоваться, да так, чтобы не повредить прибор или «объект измерения».

Точность измерения

Измерить электрическую величину, и вообще любую величину, с абсолютной точностью невозможно.

Всегда существует погрешность, зависящая как от самого измерительного прибора, так и от человека, проводящего измерение. Например, точность измерения сильно зависит от правильности выбора предела измерения. Допустим, в какой-то цепи есть напряжение 2,9875V.

Если вы пользуетесь мультиметром, чтобы получить наиболее точный результат измерения, нужно, в данном случае, выбрать предел «20V». На этом пределе мультиметр покажет «2,98V». Если же вы выберете предел «200V», прибор покажет «2,9V».

Измерительные приборы делятся на семь классов точности: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0 (кроме особых случаев, когда требуются сверхточные измерения).

Эти числа показывают какую погрешность допускает прибор, в процентах от выбранного предела измерения. Недорогие приборы, типа мультиметра М-838, обычно, не дают погрешность меньше класса 1,0.

Таким образом, если ваш мультиметр соответствует классу точности 1,0, то на пределе «20V» он может ошибаться не более чем на 0,2V (20/100 * 1,0=0,2).

Кроме класса точности прибора и правильности выбора предела измерения, на результат измерения оказывает влияние и такой показатель, как внутреннее (или входное) сопротивление. Но об этом позже.

Измерение постоянного напряжения

При измерении напряжения, вольтметр или мультиметр, предварительно переключенный на измерение постоянного напряжения (DCV), подключают параллельно источнику напряжения, которое нужно измерить.

Предположим, нужно измерить напряжение на резисторе R2 (рис. 1). Для этого мультиметр М мы подключаем параллельно резистору R2.

Полярность измеряемого постоянного напряжения мультиметр показывает относительно своего гнезда «СОМ». То есть, в схеме на рис. 1, щуп, идущий от гнезда «СОМ» подсоединен к минусу измеряемого напряжения, а второй щуп (V) — к плюсу. Таким образом, напряжение на щупе V относительно щупа СОМ положительное.

Рис. 1. Экспериментальная схема.

Если щупы поменять местами или перевернуть «батарейку» G1, напряжение на щупе V относительно щупа СОМ будет отрицательным, и на табло мультиметра перед числом-результатом измерения появится значок «-». Как видите, чтобы измерить напряжение нужно знать две точки, между которыми есть искомое напряжение.

Когда говорят, что нужно измерить напряжение на резисторе, конденсаторе или каком-то другом объекте, имеющим два вывода, все понятно, — один щуп подключаем к одному выводу, а второй -к другому. Но как быть, если требуется измерить напряжение в точке «А», или на коллекторе VТ1 (рис. 2)?

Здесь следует знать, что если нигде не говорится относительно чего нужно измерять напряжение в данной точке, его всегда измеряют относительно общего провода. Таким образом, щуп «СОМ» мультиметра подключаем к общему проводу схемы, а второй щуп — к точке, в которой требуется измерить напряжение, в данном случае к коллектору VT1 (рис. 2).

Рис. 2. Подключение вольтметра для измерения нпаряжения на коллекторе транзистора относительно общего.

Если же сказано, что напряжение на коллекторе VT1 нужно измерить относительно его эмиттера, то прибор нужно подключать, соответственно, между эмиттером и коллектором транзистора (рис. 3).

Рис. 3. Измерение напряжения на коллекторе транзистора относительно эмиттера.

Поэтому, прежде чем начинать измерять напряжения в схеме, нужно разобраться относительно чего это делать. И подключить «СОМ» мультиметра к тому самому месту, относительно которого нужно измерить напряжение.

Любой вольтметр обладает некоторым внутренним сопротивлением, которое в определенных случаях может оказывать очень существенное влияние на результат измерения.

Может быть даже так, что при подключении вольтметра с недостаточно большим внутренним (входным) сопротивлением схема вообще перестанет работать.

Чтобы понять, почему входное сопротивление вольтметра должно быть как можно больше, обратимся к рисунку 4. Предположим, есть делитель напряжения на двух одинаковых резисторах по 100 кОм каждый. Значит, напряжение на резисторе R2 (U2), согласно формуле: U1/U2=(R1+R2)/R2, будет равно половине напряжения источника питания G1 (U1), то есть 4,5V.

Рис. 4. Схема эксперимента с сопротивлением вольтметра.

А теперь посмотрим, что произойдет, если к R2 подключить вольтметр, у которого внутреннее (входное) сопротивление (RV) равно, допустим, 10 кОм. Внутренне сопротивление вольтметра RV окажется включенным параллельно резистору R2 (зашунтирует его).

В результате фактическое сопротивление R между минусом источника питания G1 и точкой соединения R1 и R2 упадет до величины, определяемой формулой: R=(R2*RV)/(R2+RV), и будет уже не 100 кОм, а всего около 9,09 кОм.

Теперь, согласно формуле U1/U2=(R1+R)/R, напряжение на R2, при подключенном к R2 вольтметре с внутренним сопротивлением 10кОм, будет около 0,749V.

И это напряжение покажет вольтметр, вместо положенных 4,5V! Если же внутреннее сопротивление вольтметра значительно больше R2, например, 1000 кОм (1 Мегаом), результат измерения будет ближе к реальному:

R= (100*1000)/(100+1000) = 90,9 кОм.

U2= 9 /((100+90,9)/90,9) = 4,286V.

Как видите, чем выше внутреннее (входное) сопротивление вольтметра по отношению к внутреннему сопротивлению источника (или элемента схемы) на котором нужно измерить напряжение, тем показания прибора будут достовернее.

В технической документации входное сопротивление вольтметров (или универсальных приборов при измерении напряжения) обычно указывается в Ом/В.

Это значит, что чтобы узнать фактическое входное сопротивление прибора на каком-то пределе измерения, нужно указанное сопротивление умножить на выбранный предел измерения.

Допустим, в паспорте мультиметра указано входное сопротивление равно 300 кОм/В. Это значит, если мультиметр переключить, например, на предел «20V», его входное сопротивление составит шесть мегаом (300кОм * 20В = 6000кОм).

Измерение переменного напряжения

Практически все выше сказанное об измерении постоянного напряжения остается в силе и при измерении переменного. Но есть и существенные отличия.

Например, точность измерения переменного напряжения сильно зависит от частоты переменного тока, напряжение которого измеряют.

Большинство мультиметров откалиброваны на переменное напряжение 50 Гц (или 60 Гц), поэтому, при измерении напряжения более высокой, например, звуковой частоты их показания могут значительно отличаться.

В паспортах некоторых мультиметров указывается погрешность при измерении на разных частотах, например, 50 Гц и 1000 Гц или 50 Гц, 1000 Гц и 10000 Гц.

Другая интересная деталь — одни приборы, в режиме измерения переменного напряжения, никак не реагируют на постоянное напряжение, а другие при наличии постоянного напряжения в измеряемой цепи показывают какие-то ошибочные числа.

Например, если мультиметр М-838, переключенный на измерение переменного напряжения (АСV) подключить к источнику постоянного напряжения, он покажет число, примерно в полтора раза больше постоянного напряжения этого источника. А вот более дорогой мультиметр, — DT9206 при измерении переменного напряжения на постоянное не реагирует никак (показывает нули).

Дело в том, что в одних приборах, таких как DT9206, есть разделительный конденсатор, который при измерении переменного напряжения включается на входе прибора и не пропускает постоянное напряжение на его схему. В М-838 такого конденсатора нет.

Это обязательно нужно знать, когда измеряете переменное напряжение в цепи, где есть постоянная составляющая. На рисунке 5 показана схема выходной части усилительного каскада. Обратите внимание, — на коллекторе транзистора присутствует постоянное напряжение 50V и переменное 20V.

Чтобы измерить переменное напряжение таким прибором, как М-838 (без разделительного конденсатора на входе), его нужно подключить через конденсатор (Сх). А вот прибор типа DT9206 можно подключать непосредственно, на его показания постоянная составляющая не влияет.

Рис. 5. Схема выходной части усилительного каскада.

Измерение силы тока

Чтобы измерить силу тока (или просто, — измерить ток) амперметр (или комбинированный прибор, измеряющий силу тока) включают в электрическую цепь последовательно (рис. 6). Иначе говоря, в разрыв цепи, так, чтобы через прибор протекал весь ток, силу которого нужно измерить.

На рис. 6 показано как включают прибор при измерении тока потребления усилительным каскадом, а на рисунке 7, — тока коллектора транзистора.

Рис. 6. Включение амперметра при измерении тока потребления усилительным каскадом.

На результат измерения силы тока оказывает влияние сопротивление измерительного прибора. Но это влияние обратно тому, что оказывает вольтметр на измеряемое напряжение. Амперметр включается цепь последовательно, и его сопротивление складывается с сопротивлением цепи.

Общее сопротивление цепи увеличивается, а сила тока уменьшается. Поэтому сопротивление прибора, измеряющего силу тока должно быть минимальным. Измеряя силу тока мультиметр переключают в положение «DCA».

При измерении слабых токов щупы прибора устанавливают в те же гнезда, что и при измерении напряжения. Для измерения силы тока более 200мА (0,2А), до 10А мультиметры имеют дополнительное гнездо с предохранителем.

Рис. 7. Измерение тока коллектора транзистора.

Серьезный недостаток непосредственного измерения силы тока в том, что для подключения прибора нужно сделать разрыв в цепи. Особенно это неудобно при измерении больших и очень больших токов.

Поэтому, для измерения больших токов используют приборы с так называемыми «токовыми клещами», которые представляют собой датчик тока, определяющий силу тока по магнитному полю, создаваемому током.

Внешне токовые клещи, действительно похожи на клещи или прищепку, которую надевают на проводник с измеряемым током. Еще одно достоинство токовых клещей в том, что измерительный прибор оказывается полностью изолированным от измеряемой цепи.

Измерение сопротивления

Для измерения сопротивления омметр (или мультиметр, в режиме измерения сопротивлений) пропускает через измеряемое сопротивление ток. Сопротивление определяется соответственно Закону Ома R = U / I. Если поддерживать постоянной величину напряжения, приложенного к цепи, сопротивление которой нужно измерить, то ток в цепи будет в обратной зависимости от сопротивления.

Именно поэтому шкалы стрелочных омметров максимальное сопротивление показывают при минимальном отклонении стрелки, а при минимальном сопротивлении стрелка максимально отклоняется. Цифровые приборы сопротивление определяют по напряжению на цепи, сопротивление которой нужно измерить, придерживая ток в цепи стабильным.

В этом случае, напряжение будет в прямой зависимости от измеряемого сопротивления, а показания прибора будут в прямой зависимости от измеряемого сопротивления. Как бы не была построена схема измерительного прибора, сопротивление он всегда измеряет сопротивление пропуская через объект измерения ток.

А это значит, что схема, в которой нужно измерить сопротивление должна быть полностью обесточена, выключена. Иначе, ток, имеющийся в схеме будет взаимодействовать с током, пропускаемым омметром через измеряемое сопротивление, и результат измерения будет ошибочным. Более того, ток, имеющийся в измеряемой цепи, может вывести прибор из строя.

Поэтому, всегда отключайте цепь от источника питания, перед тем как начнете измерять в ней сопротивление. И еще один важный момент, — измеряя сопротивление какой-то детали или части схемы, необходимо эту деталь отключить от схемы, чтобы на показания прибора не оказывали влияния другие детали схемы, обладающие собственными сопротивлениями.

Например, если вы захотите измерить сопротивление резистора, установленного на плате, необходимо хотя бы один из его выводов выпаять из платы. Иначе омметр покажет не сопротивление этого резистора, а результирующее сопротивление всей схемы имеющейся между точками подключения выводов этого резистора.

РК-07-17, 08-17.

устройство, азы работы с ним

 

Основы работы с мультиметром — практическое руководство для начинающего электронщика

Мультиметр – основной прибор радиолюбителя, большой помощник любого электронщика. Поэтому познакомимся с этим прибором получше и узнаем, как с ним работать.
В радиолюбительском творчестве часто требуется измерять напряжение, силу тока, сопротивление. Раньше для этого приходилось приобретать или даже конструировать самостоятельно несколько разных приборов: вольтметр, амперметр, омметр. Но сейчас в этом нет никакой необходимости: мультиметр – универсальный прибор, и может использоваться для измерения всех основных параметров простых самодельных конструкций.

В продаже можно встретить огромный ассортимент различных моделей мультиметров – от простых и недорогих до профессиональных, многофункциональных, имеющих повышенную точность и внушительную цену.

Здесь рассмотрим работу с самым простым и дешёвым приборчиком, который можно приобрести в радиомагазинах, на радиорынках, в гипермаркетах типа «Леруа Мерлен», «Оби» и т.п. Подобный прибор входит в состав набора юного электронщика NR02.

Приборы такого класса могут иметь несколько другой дизайн, разные режимы работы, но в целом работа с любым подобным мультиметром будет похожа.
Надёжность и точность измерения этого прибора, конечно, не потрясают воображение, но как первый прибор юного электронщика этот мультиметр – хороший вариант.
Если же увлечение электроникой перерастёт в хобби, всегда можно купить более серьёзный прибор: многофункциональный, надёжный, с повышенной точностью.

Включение-выключение прибора. Замена батареи.

Включение прибора осуществляется поворотом ручки переключения режимов в любое положение, отличное от «OFF». Для выключения мультиметра надо перевести ручку переключателя режимов в позицию «OFF».

Некоторые модели имеют функцию автоотключения питания: если прибором не пользуются более 10 минут, он автоматически выключится, что позволяет продлить ресурс батареи. Кстати, о батарее: мультиметр работает от батареи типа «Крона». При эпизодическом использовании прибора ресурса батареи должно хватить не менее чем на год. Если цифры на дисплее потеряют контрастность, или же прибор перестанет включаться вообще, батарею следует заменить. Для этого надо снять заднюю крышку прибора, удалить старую батарею и вставить новую.
Теперь рассмотрим работу с прибором и самые основные режимы измерения.

Измерение постоянного напряжения (режим «вольтметр»)

Измерим напряжение стандартной батареи типа «ААА». Её номинальное напряжение – около 1,5В. Но допустим, что мы не знаем этого.
Устанавливаем переключатель в положение «1000V» и касаемся щупами выводов батареи. На индикаторе отображается «001». Следовательно, напряжение батареи – около 1В, но в этом режиме оно измерено очень грубо – нам не хватает такой точности.

Переводим переключатель режимов в положение «20» и повторяем измерение.

В этом режиме напряжение измеряется с большей точностью, и из показаний на дисплее прибора мы видим, что напряжение батареи – 1,56В.

Переведём переключатель режимов в положение «2000m», что соответствует максимально измеряемому напряжению 2000 мВ (или 2В). Повторим измерения и получим ещё более точный результат – 1566 мВ или 1,566В. Пожалуй, такая точность даже избыточна.

А теперь переведём переключатель режимов в положение «200m». Максимальное напряжение, которое можно измерить в этом режиме – 0,2В. Мы же подадим на щупы прибора почти в 8 раз более высокое напряжение – 1,5В. Вообще, делать это не очень корректно – можно испортить прибор. Как правило, встроенная защита мультиметра способна справиться с такими «злоупотреблениями», хотя проверять это часто не рекомендуется.

Касаемся щупами выводов батареи и видим на дисплее символ «1» — индикатор перегрузки. Это вполне естественно – ведь измеряемое напряжение гораздо выше предельных для этого диапазона 0,2В.

Итак, запомним главное правило: при измерении неизвестного напряжения обязательно установите переключатель режимов работы на самый высокий поддиапазон (в данном случае – 1000В). Затем, поняв примерную величину измеряемого напряжения, можно перевести переключатель режимов в оптимальное положение.

Прибор имеет встроенную защиту от перегрузки. Скажем, если подать на щупы прибора, включенного в режим «200m» напряжение величиной 2В, ничего страшного не случится: прибор просто покажет на дисплее символ перегрузки «1». Но если подать на щупы прибора, включенного в этот поддиапазон измерения, напряжение 200 В – он может выйти из строя.
Кроме того, при измерении напряжений выше 40В не нужно касаться оголённых проводов руками – это может быть опасно для жизни!

Есть ещё одна тонкость. Во всех предыдущих экспериментах мы соблюдали полярность измерения напряжения: красный щуп прибора подключали к выводу «+» батареи, а чёрный – к выводу «-». Но если перепутать местами щупы – ничего страшного не случится, прибор будет корректно измерять напряжение – это штатный режим работы. Только на дисплее будет отображаться знак «-», указывающий на то, что полярность подключения щупов к источнику напряжения неправильная.

Измерение сопротивлений (режим «омметр»)

Подключаем к щупам прибора резистор неизвестного номинала. Ручкой переключателя режимов устанавливаем наиболее оптимальный диапазон измерения – для данного резистора это диапазон «20к». На дисплее отображается измеренное сопротивление – 2,37 кОм.

Если мы проведём измерение этого же сопротивления в положении ручки переключателя режимов «2000k», то увидим на дисплее показания «002» и сделаем вывод о том, что сопротивление резистора – около 2 кОм. Но такая точность нас совершенно не устраивает — надо выбрать более оптимальный диапазон измерения.

Если же мы проведём измерение в положении ручки переключателя режимов «2000» (2000 Ом или 2 кОм), то увидим на дисплее символ «1», показывающий, что измеряемое сопротивление выше предела измерений. 

Таким образом, при измерении сопротивления главное – выбрать оптимальный диапазон измерения. Правда, в отличие от измерения напряжения, при работе в режиме «омметр» ошибка в выборе диапазона не может вывести прибор из строя.

Попробуем определить номинал резистора альтернативным способом – по его цветовому коду. На корпус резистора нанесены цветовые полосы: красная, жёлтая, красная, золотистая. Из справочных таблиц находим, что номинальное сопротивление данного резистора – 2,4 кОм, а точность – 5%. Это значит, что реальное сопротивление резистора может лежать в пределах 2,28… 2,52 кОм, что вполне соответствует величине, полученной в результате наших измерений.

Измерение силы тока (режим «амперметр»).

Ток всегда измеряется в разрыве цепи. Например, совершенно недопустимо измерять ток, подключив щупы прибора непосредственно к источнику напряжения (например, батарейке).

Соберём простейшую цепь из батарейки и резистора. Измерим ток в этой цепи: 0.66 мА. Как и всегда при работе с мультиметром, главное – выбрать правильный диапазон измерения.

Как и в случае с измерением напряжения, нужно начинать измерение силы тока с самого большого поддиапазона – в данном случае «200m» — 200 мА. (Этот прибор может измерять ток до 10А, для чего нужно переключить красную клемму щупа в самое верхнее гнездо прибора. Но начинающему электронщику работать с такими большими токами, скорее всего, не придётся, поэтому подробно об этом режиме здесь не рассказывается).

Важно помнить вот о чём: включив прибор на диапазон измерения тока, например, на 2000 мкА (2 мА) и пустив через прибор ток в несколько сотен миллиампер, можно испортить прибор. В некоторых случаях перегорает встроенный в прибор предохранитель, и можно легко отделаться, заменив его. Но часто выходят из строя и другие компоненты прибора, и его ремонт становится трудным и нерациональным.

Теперь попробуем рассчитать силу тока в этой цепи теоретически. Из предыдущих опытов мы знаем напряжение батареи (1.566В) и сопротивление резистора (2370 Ом). Согласно закону Ома: Ток = Напряжение/Сопротивление = 1.566/2370 = 0.66 мА. 

Всё как в аптеке: закон Ома работает, и наш прибор – тоже.

Итак, мы познакомились с мультиметром, верным помощником каждого радиолюбителя. Измерение постоянного напряжения, сопротивления и силы тока – это 95% режимов, которые нужны начинающему электронщику.

Работа с прибором в других режимах (измерение переменного напряжения, частоты, параметров транзисторов и диодов) будет рассмотрена отдельно.

Измерение напряжения, тока, споротивления, емкости, индуктивности, мощности в электрических цепях

Методика измерений в электрических цепях

Измерение постоянного и переменного напряжения

Измерение как постоянного, так и переменного напряжения может производиться непосредственно вольтметрами, рассчитанными для работы соответствующего типа напряжения. В тех случаях, когда необходимо измерить напряжение больше того, на которое рассчитан вольтметр, необходимо последовательно с ним включить добавочный резистор. Тогда часть измеряемого напряжения будет падать на добавочный резистор, а часть — на прибор. Подбирая величину сопротивления добавочного резистора, можно в широких пределах расширять возможности измерения больших напряжений. Известно сопротивление вольтметра R_пp и выбран коэффициент расширения пределов расширения:

n = U_x/U_пp

где U_x — максимальное напряжение на входе схемы, подлежащее измерению; U_пp — максимальные пределы измерения непосредственно вольтметром.

Величина сопротивления добавочного резистора может быть найдена по следующей формуле:

R_доб = R_пр(n-1)

Обычно для удобства производства отсчетов коэффициент п выбирают кратным 2, 5 или 10.

Для измерения высоких значений переменных напряжений могут быть использованы так называемые измерительные трансформаторы напряжения.

Они представляют собой понижающие трансформаторы, т. е. такие, у которых число витков вторичной обмотки W₂, к которой подключается вольтметр, меньше числа витков W₁ первичной обмотки. Коэффициент расширения пределов измерения n = W₁/W₂. Схемы подключения вольтметров для измерения напряжения приведены на рис. 1.

Рис. 1. Схемы измерения напряжения

Измерение электродвижущей силы (ЭДС)

Измерение Е имеет свои особенности. При подключении вольтметра к источнику ЭДС для ее измерения через него всегда будет проходить ток, а так как любой источник ЭДС обладает внутренним сопротивлением R_вн, то напряжение на таком источнике и вольтметр будет измерять величину меньшую, чем ЭДС Е.

U = E – IR_вн

Если нет требований к высокой точности измерения ЭДС, то для уменьшения тока можно воспользоваться вольтметром с большим внутренним сопротивлением, например электронным. В этом случае можно считать, что измеренное напряжение U ~ Е. Более точные методы измерения ЭДС связаны с использованием компенсационных схем (рис. 2).

Рис. 2. Схемы измерения ЭДС

В них напряжение, измеряемое вольтметром PV, снимаемое с переменного резистора R, сравнивается с напряжением на источнике ЭДС.

Изменяя напряжение на выходе переменного резистора (потенциометра), можно добиться такого условия, когда измерительный прибор Р покажет отсутствие тока через источник ЭДС. В этом случае показания вольтметра будут точно соответствовать величине ЭДС источника, т. е. U = Е .

Измерение тока

Можно производить измерение тока непосредственно амперметром, включенным в разрыв измеряемой цепи (рис. 3, а).

Рис. 3. Схемы измерения силы тока

При необходимости расширить пределы измерения амперметра необходимо параллельно амперметру включить резистор (рис. 3, б), который чаще всего называют шунтом. Тогда через амперметр будет проходить только часть тока, а остальная — через шунт. Так как сопротивление амперметров обычно небольшое, то для существенного расширения пределов измерения сопротивление шунта должно быть очень небольшим. Существуют формулы для расчета сопротивления шунта, но обычно на практике приходится вручную подгонять его сопротивление, контролируя ток эталонным амперметром.

Для измерения больших переменных токов часто используют измерительные трансформаторы токов (рис. 3, в). У них первичная обмотка, включаемая в разрыв измеряемой цепи, имеет число витков W₁ меньшее, чем число витков W₂ вторичной обмотки, т. е. трансформатор является повышающим по напряжению, но по току он понижающий. Амперметр подключается к выходу вторичной обмотки трансформатора тока. Часто лабораторные трансформаторы тока вообще не имеют изготовленной заранее первичной обмотки, а в их корпусе имеется широкое сквозное отверстие, через которое сам экспериментатор наматывает необходимое число витков (рис. 3, г). Зная число витков вторичной обмотки (оно обычно указано на корпусе трансформатора тока), можно выбрать коэффициент трансформации n = W₁/W₂ и определить измеряемый ток I_х по показаниям амперметра I_пр по следующей формуле:

I_х = I_пр/n

Совершенно по-иному производят измерение токов в электронных схемах, которые обычно спаяны, изготовлены на печатных платах; произвести какой-либо разрыв в них практически невозможно. Для измерения токов в этих случаях используют вольтметры (обычно электронные с большим внутренним сопротивлением для устранения влияния прибора на работу электронной схемы), подключая их к резисторам схемы, величины которых либо известны, либо могут быть предварительно измерены. Воспользовавшись законом Ома, можно определить силу тока:

I = U/R

Измерение сопротивлений

Часто при работе с электрическими установками или при наладке электронных схем необходимо производить измерение различных сопротивлений. Простейший способ измерения сопротивлений заключается в использовании двух измерительных приборов: амперметра и вольтметра. С их помощью измеряют напряжение и ток в сопротивлении R, подключенном к источнику питания, и по закону Ома находят величину искомого сопротивления:

R = U/I

Однако этот способ измерения сопротивлений не позволяет получить результаты измерения с высокой точностью, так как на результаты измерения оказывают влияние собственные внутренние сопротивления амперметра и вольтметра. Так, на изображенной на рис. 4, а схеме амперметр измеряет не только ток, проходящий через сопротивление, но и ток, проходящий через вольтметр, чем вносится методическая погрешность измерений.

Рис. 4. Схема для измерения сопротивлений методом амперметра и вольтметра (а) и схема омметра (б)

 

Этим способом производят измерение обычно в тех случаях, когда нет специальных приборов — омметров. Одна из возможных схем омметра (рис. 4, б) — последовательная. Она состоит из автономного источника питания Е, переменного резистора R и миллиамперметра магнитоэлектрического типа РА. В качестве источника питания обычно используют сухие элементы или батареи напряжением 1,4…4,5 В. Если к выводам прибора подключить сопротивление R_x, величину которого необходимо определить, то по цепи пойдет ток, величина которого будет зависеть от величины сопротивления. Так как миллиамперметр измеряет этот ток, то его шкала может быть непосредственно отградуирована в омах. Шкала у такого омметра обратная, т. е. нуль находится в правой части шкалы, так как при сопротивлении на входе, равном нулю (режим короткого замыкания), через амперметр будет протекать максимальный ток. Если внешняя цепь разорвана, что соответствует бесконечно большому сопротивлению на входе, то стрелка миллиамперметра будет находиться в самой левой части шкалы, где стоит знак х . Шкала такого омметра резко нелинейная, что в какой-то мере затрудняет считывание результатов. Переменный резистор омметра служит для установки прибора на нуль перед началом работы с ним. Для этого замыкают выводы омметра накоротко и, вращая ручку переменного резистора, добиваются нулевых показаний прибора. Так как ЭДС элемента питания с течением времени за счет разряда уменьшается, такую установку нуля необходимо периодически контролировать. С помощью подобных омметров можно измерять сопротивления от нескольких омов до сотен килоомов.

Рис. 5. Схемы мегометра (а) и электрического моста (б)

Измерение больших сопротивлений до 100 МОм обычно производят с помощью мегометров (рис. 5, а). В своем классическом виде он представляет собой комбинацию автономного источника питания и измерительного прибора — логометра. Логометр — разновидность магнитоэлектрического прибора, у которого вместо одной рамки имеются две, соединенные жестко между собой под некоторым утлом. Так же, как и в обычном магнитоэлектрическом приборе, с ними связана стрелка прибора и находятся они в магнитном поле постоянного магнита. При пропускании тока через обмотки рамок они создают вращающие моменты противоположных знаков, в результате чего положение стрелки будет зависеть от отношения токов в рамках. В цепь одной из рамок включен резистор R, а в цепь другой — сопротивление R_x, величина которого должна быть определена. Применение логометра объясняется тем, что его показания определяются только отношением токов в рамках и не зависят от изменения питающего напряжения U_пит. В качестве источника напряжения для мегометра используют либо индуктор, приводимый во вращение рукой оператора, либо аккумуляторную батарею с электронным преобразователем напряжения. Такая система питания определяется тем, что для работы прибора требуются большие напряжения — порядка 500 В, так как при меньших напряжениях токи в обмотках прибора были бы слишком малыми для его нормальной работы. Использование автономного источника питания диктуется тем, что мегометром часто измеряют сопротивление изоляции кабелей; при этом, естественно, напряжение в них бывает отключенным. Кроме того, с его помощью часто проводят измерения вне помещений, где нет электрической сети.

Измерение малых сопротивлений (меньше 1 Ом), а также измерения других сопротивлений в широком диапазоне значений с высокой точностью могут проводиться с помощью электрических мостов.

Электрический мост (рис. 5, б) представляет собой четыре сопротивления (одно из них — R_x подлежит измерению), включенные по кольцевой схеме. Каждое из сопротивлений образует плечо моста. В одну диагональ моста подают постоянное напряжение питания U_пит , а к другой подключают измерительный прибор — гальванометр Р. Он представляет собой высокочувствительный магнитоэлектрический прибор с нулем посередине шкалы. Его назначение — фиксировать момент, когда ток будет отсутствовать. Приборы подобного типа часто называются нуль-индикаторами. Одно или два сопротивления в плечах моста делаются переменными, и именно ими добиваются нулевых показаний прибора. Мост при этом считается сбалансированным. Как показывает теория электрических мостов, условие баланса достигается при равенстве произведения сопротивлений противоположных плеч, т. е. при условии R₁R_x = R₂R₃. Следовательно, после балансировки моста можно, зная величины всех сопротивлений, определить значение неизвестного сопротивления

где N = R₂/R₁ — множитель.

Точность измерения с помощью мостов постоянного тока может быть очень велика. Результирующие значения сопротивлений могут иметь более пяти значащих цифр. В то же время мост не позволяет оперативно производить измерения, так как процесс балансировки требует определенного времени и навыка оператора.

Измерение емкостей

Определение емкости конденсатора или других устройств емкостного характера также может осуществляться различными способами. Простейший из них — метод амперметра-вольтметра (рис. 6, а).

Рис. 6. Схемы измерения емкости

Он во многом аналогичен такому же методу измерения сопротивлений, с той только разницей, что схема питается переменным синусоидальным напряжением от генератора низкой или высокой частоты (или от сети). Емкостное сопротивление конденсатора определяется по следующей формуле:

где f — частота переменного напряжения.

Емкостное сопротивление находится по закону Ома по показаниям приборов

Измерение малых по величине емкостей удобнее производить методом резонанса (рис. 6, б). Измеряемый конденсатор С_х подключается к известной индуктивности L, образуя колебательный контур. На контур подается синусоидальное напряжение от генератора. С помощью электронного вольтметра измеряют напряжение на контуре. При резонансе оно достигает максимума.

Известно, что резонансная частота контура может быть выражена следующей формулой:

Следовательно, при известной величине индуктивности в контуре и определенной по максимальным показаниям вольтметра частоте резонанса можно найти искомое значение емкости С_х.

Измерение больших емкостей (например, электролитических конденсаторов) проще всего производить путем разряда конденсатора на известное сопротивление R. Известно, что за время, равное постоянной времени цепи разряда конденсатора, его напряжение уменьшается в е раз, где е = 2,71… — основание натурального логарифма. Постоянная времени цепи разряда конденсатора на резистор определяется соотношением

Схема измерения емкости этим методом (рис. 6, в) состоит из источника постоянного напряжения питания, известного по величине сопротивления резистора R, электронного вольтметра PV, переключателя S и клемм для подключения конденсатора. С помощью переключателя S конденсатор С_х заряжается до напряжения источника питания, а после переключения конденсатора на разряд с помощью секундомера измеряют время t, по истечении которого конденсатор разрядится до напряжения U_пит/е. Емкость конденсатора определяется по формуле

Емкости конденсаторов можно измерять также с помощью мостов переменного тока.

Измерение индуктивностей

Измерение индуктивностей несколько сложнее. Это связано с тем, что любая катушка (обмотка трансформатора и т. п.) имеет кроме индуктивности еще и резистивное сопротивление. Поэтому во многих случаях измеряют предварительно полное сопротивление катушки индуктивности:

Оно может быть определено методом амперметра и вольтметра путем измерения напряжения и тока измерительными приборами схемы на переменном напряжении (рис. 7, a) z = U/I. При подаче на схему постоянного напряжения (рис. 7, б), как уже рассматривалось выше, можно определить резистивное сопротивление катушки R.

Рис. 7. Схемы измерения индуктивностей

Тогда

В свою очередь, индуктивное сопротивление

При известном значении частоты / напряжения питания легко найти величину искомого значения индуктивности

При малых значениях индуктивности (например, контурных катушек радиоэлектронных устройств) можно воспользоваться резонансной схемой, аналогичной схеме определения емкости резонансным методом.

Для измерения индуктивности можно использовать также мосты переменного тока, специальные измерительные приборы — ку- метры, позволяющие определять не только величину индуктивности, но и такую характеристику, как добротность катушки, характеризующие качество работы катушки в электронных схемах.

Измерение мощности

В электрических цепях измерение мощности удобнее рассматривать отдельно для цепей постоянного и переменного тока.

На постоянном токе основные формулы для определения мощности следующие:

В соответствии с приведенными формулами мощность в каком-то сопротивлении нагрузки R можно измерить тремя способами: с помощью вольтметра и амперметра (рис. 8, а), только вольтметром (рис. 8, б) и только амперметром (рис. 8, в). Во всех случаях после снятия показаний с приборов необходимо провести математические расчеты для определения собственно мощности.

Рис. 8. Схемы измерения мощности в цепях постоянного тока

Этого можно избежать, если для измерения мощности воспользоваться специальным прибором ваттметром (рис. 8, г). Как правило, выпускаемые промышленностью ваттметры изготавливаются на базе ферродинамического прибора (см. рис. 2.105). У ваттметров имеются две обмотки и соответственно четыре вывода. Одна из обмоток является токовой, через нее проходит ток к нагрузке, расходуемая мощность в которой подлежит измерению, а вторая — обмоткой напряжения. Она подключается непосредственно к источнику питания.

Измерение мощности на переменном токе имеет свои особенности. Во-первых, здесь существуют три различные мощности:

полная мощность, В * А,

S= UI,

активная мощность, Вт,

Р = UIcosφ;

реактивная мощность, вар,

Q = UIsinφ.

В этих формулах (φ — угол сдвига по фазе между током и напряжением.

Чаще всего интересуются полной и активной мощностями. Знание полной мощности необходимо для расчета токов в нагрузке, выбора сечения проводов и предохранителей. Активная мощность важна потому, что именно она характеризует ту мощность, которая в нагрузке преобразуется в теплоту, свет, звук и т.д.

Измерение полной мощности обычно производят, измеряя напряжение и ток вольтметром и амперметром и перемножая полученные значения. Активную мощность чаще всего измеряют с помощью ферродинамических ваттметров, которые кроме напряжения и тока учитывают и так называемый коэффициент мощности cosφ.

При подключении обмоток ваттметра к нагрузке, так же как и при постоянном напряжении, ваттметр непосредственно произведет измерение активной мощности.

На переменном токе достаточно часто приходится решать задачу измерения активной мощности в трехфазных цепях. Трехфазные цепи могут быть двух типов: трехпроводные и четырехпроводные. В трехпроводных цепях к нагрузке подходят три провода, обозначаемые буквами А, В, С. Для измерения активной мощности в такой цепи при любом варианте подключения элементов нагрузки к проводам достаточно подключить только два ваттметра так, как это показано на рис. 9.

Рис. 9. Схемы измерения мощности на переменном токе: а — трехпроводная система; б — четырехпроводная система

При этом необходимо соблюсти определенные правила подключения ваттметров. Выводы обмоток ваттметра, обозначенные на его корпусе звездочками, должны быть обращены в сторону источника энергии. Поэтому эти выводы получили название генераторные (подключаются к проводам, идущим от генератора). Суммарная активная мощность такой трехфазной системы находится как алгебраическая сумма показаний двух ваттметров. При этом возможен вариант, когда показания одного из ваттметров могут быть отрицательными, т. е. его стрелка уйдет влево. Для снятия показаний с такого ваттметра необходимо поменять местами провода, подходящие к любой из обмоток, прочесть результат измерения, но в формулу подставить с отрицательным знаком.

Измерение активной мощности в четырехпроводных цепях требует использования трех ваттметров. Один из выводов каждого ваттметра здесь подключается к четвертому проводу, обычно называемому нулевым. Показания всех ваттметров могут быть только положительными, и суммарная активная мощность, потребляемая трехфазной цепью, будет равна сумме мощностей, измеряемых каждым из ваттметров:

Р_е = Р₁ + Р₂ + Р₃.

Один из наиболее простых методов измерения количества электричества — метод измерения с помощью так называемого баллистического гальванометра. Он представляет собой прибор магнитоэлектрической системы (см. рис. 2.103) с умышленно утяжеленной подвижной частью (с большим моментом инерции). Если на вход такого баллистического гальванометра подать кратковременный импульс напряжения, то подвижная часть прибора, получив как бы импульсный вращающий момент, начнет движение, причем уже после окончания входного импульса это движение еще будет продолжаться и стрелка прибора, двигаясь по инерции, отклонится до какого-то значения шкалы, а затем возвратится в исходное нулевое положение. В качестве отсчета на таком приборе необходимо отметить то максимальное отклонение стрелки α_mах от нулевого значения, которое наблюдалось во время ее движения по «баллистической траектории». Теория такого баллистического гальванометра показывает, что этот отсчет по максимальному отклонению стрелки оказывается пропорциональным количеству электричества, прошедшего через рамку такого прибора, т. е.

α_mах = Q/С₆,

где С_б—баллистическая постоянная, зависящая от конструктивных особенностей гальванометра.

Измерение количества электричества Q на обкладках предварительно заряженного конденсатора можно осуществить, разрядив его через баллистический гальванометр, и по максимальному отклонению его стрелки найти искомое значение количества электричества:

Q = С₆α_mах

При разработке новых сплавов, предназначенных для использования в электротехнических цепях, возникает необходимость в определении их удельного сопротивления. Под удельным сопротивлением понимают сопротивление проводника сечением 1 мм²

и длиной 1м. Соответственно такое удельное сопротивление р измеряется в единицах Ом — (мм^{2/м). Для его измерения выбирают отрезок проводника, желательно небольшого сечения, и измеряют его сопротивление любым из рассмотренных выше методов. После этого расчетным путем приводят величину этого сопротивления к сечению 1 мм2 и длине 1 м, что не представляет каких- либо трудностей, и получают значение удельного сопротивления. Для получения большей точности измерения желательно длину проводника брать по возможности большей.}

Для многих изоляционных материалов представляет определенную ценность определение их диэлектрической проницаемости ε. Одним из простейших способов ее измерения является способ косвенного измерения с последующим расчетом величины диэлектрической проницаемости. Известно, что емкость простейшего конденсатора, состоящего из двух одинаковых пластин площадью S, расположенных на расстоянии δ друг от друга, с диэлектриком, заполняющим все пространство между пластинами, определяется по формуле

где ε — диэлектрическая проницаемость материала между пластинами.

Рис. 10. Схема для измерения диэлектрической постоянной изоляционных материалов

Измерение диэлектрической проницаемости материала производят с помощью конденсатора (рис. 10), между пластинами которого помещают испытуемый материал, а также измерения емкости такого элементарного конденсатора любым из описанных выше методов. Численную величину диэлектрической проницаемости определяют по формуле

Развитие радиоэлектроники и установок для высокочастотного воздействия на материалы машиностроения привело к тому, что практически все пространство заполнено электромагнитными волнами.

В мире работают миллионы передающих радиостанций, многие из которых излучают значительные мощности (например, радиолокационные станции дальнего обнаружения, вещательные радиостанции и т. п.). Для оценки электромагнитных волн часто возникает необходимость определения их уровня. Обычно об уровне электромагнитных волн судят по напряженности электрического поля, величина которого аналитически может быть пересчитана в мощность электромагнитного поля. Напряженность электрического поля наиболее часто измеряют с помощью рамочной антенны (рис. 11), которая представляет собой плоскую катушку, намотанную на каркас Е из какого- либо диэлектрика. (На рис. 11 для простоты изображен только один виток.)

Рис. 11. Измерение напряженности электрического поля

Диаграмма направленности такой антенны показывает, что максимум принимаемого излучения идет со стороны, лежащей в плоскости витков катушки. Это позволяет не только производить измерение напряженности электрического поля, но и определять направление на источник высокочастотных излучений по максимальной величине напряжения на выходе рамки при ее поворотах относительно вертикальной оси. Напряженность электрического поля определяется по величине напряжения на выходе рамки по следующей формуле, В/м:

где U — напряжение на выходе рамки, В; f — частота принимаемого сигнала, Гц; n — число витков в рамке; S— площадь рамки, м^2.

Обычно на геометрические размеры рамки в зависимости от частоты сигнала напряженность поля которого определяется, накладываются определенные ограничения. В частности, на частотах более 30 МГц более точные результаты получаются, если вместо рамочной антенны использовать полуволновый диполь, представляющий собой проводник длиной в половину длины волны, разрезанный посередине. Напряжение с диполя снимается с центральной разрезанной части. Значение напряженности электрического поля можно определить по следующей формуле:

где f— частота, Гц; U— напряжение на выходе диполя, В.

Диполь, так же как и рамка, позволяет определять направление, с которого приходит сигнал, так как обладает определенной направленностью, что видно из диаграммы направленности. Максимум принимаемых сигналов определяется перпендикуляром к плоскости диполя. Именно так ориентированы телевизионные антенны по отношению к телевизионной вышке.

Напряжение на выходе рамки или диполя можно измерять с помощью электронного вольтметра непосредственно при сильных сигналах или применяя электронные усилители. В этом случае, используя селективные свойства усилителей, можно определить уровень напряженности электрического поля определенной частоты. Нужно учесть, что уровень сигнала на выходе рамки и частично диполя складывается из большого числа электромагнитных полей, существующих в пространстве в районе расположения приемного устройства от различных источников (передатчиков).

При необходимости определить частоту высокочастотного сигнала можно, если он сильный, используя непосредственное включение электронного частотомера на выход рамки или диполя. При слабых сигналах и использовании усилителей можно по их частотной настройке определять частоты сигналов, наведенные в рамке или диполе, т. е. так, как обычно по шкале радиоприемника можно определить длину волны или частоту принимаемой станции.

Измерения в высокоомных цепях | Пусконаладочные работы при монтаже электроустановок | Архивы

Страница 20 из 56

§ 19. Измерения в высокоомных цепях
Особенности измерений в высокоомных цепях заключаются в тем, что сопротивления обычных приборов, подключаемых к этим цепям в процессе измерения, соизмеримы с сопротивлениями соответствующих участков высокоомной цепи. При этом происходит перераспределение токов в контролируемой цепи, изменяются ее параметры (сопротивления) и возможны большие ошибки и даже промахи, сводящие на нет результаты измерения. Поэтому следует очень тщательно подбирать способы измерения и приборы при измерениях в высокоомных цепях.

Рис. 86. Измерение напряжения на участке электрической цепи:
а — до включения прибора, б —с включенным прибором
Рассмотрим случай, когда требуется измерить напряжение на участке электрической цепи (сопротивлении rz), состоящей из двух последовательно соединенных сопротивлений гх и гг (рис. 86, а). Допустим, что пользоваться будем электроизмерительным прибором с непосредственным отсчетом измеряемой величины. Известно, что сопротивления гх=60000 Ом, г2=30000 Ом, а подведенное к ним напряжение [/=450 В.
Зная эти данные, нетрудно определить, пользуясь соотношениями между напряжениями на последовательно соединенных участках электрической цепи и сопротивлениями этих участков (напряжения прямо пропорциональны сопротивлениям соответствующих участков), истинное напряжение на сопротивлении г2. Оно будет равно 150 В. Возьмем три прибора: Д552, М109 и ампервольтомметр ТТ-3 и используем их поочередно для измерения напряжения на сопротивлении г2. Измерение во всех случаях будем проводить на пределе 300 В.

Из рассмотренного примера следует, что при измерениях в высокоомных цепях возникают трудности, когда для измерения нужно подключать прибор или одну из его обмоток (например, обмотку напряжения ваттметра или счетчика) параллельно одному из участков контролируемой цепи. Особенно часто встречаются с этим при измерении напряжения или мощности. В данном примере к тому же сопротивление контролируемой цепи не особенно велико. Приходится иметь дело и с измерениями в электрических цепях, сопротивление которых На порядок (в 10 раз) и более выше, чем в приведенном примере. Очевидно, для таких цепей следует применять специальные приборы и способы измерения, часть из которых будет рассмотрена ниже. Следует иметь в виду, что в высокоомных цепях переменного тока при подборе измерительного прибора необходимо считаться не только с активным сопротивлением прибора, но и с его входной емкостью, которая должна быть по возможности меньше, особенно при измерениях на повышенных частотах переменного тока.
Непосредственное измерение напряжения. Электромеханическими приборами, например авометрами, можно измерять напряжения в цепях с сопротивлением до нескольких сотен Ом на 1 В рабочего напряжения. В рассмотренном примере сопротивление всей проверяемой цепи равно 90 000 Ом, а напряжение источника питания этой цепи 450 В. Таким образом, сопротивление проверяемой цепи, отнесенное к 1 В рабочего напряжения, составляет 90000:450= 200 Ом. При пользовании прибором ТТ-3, у которого внутреннее сопротивление равно 10000 Ом на 1 В, т. е. в 50 раз больше, чем в проверяемой электрической цепи, погрешность,
вносимая прибором, составила меньше одного процента. Если бы эта цепь питалась от источника с напряжением 4,5 В, то на 1 В рабочего напряжения приходилось бы уже 20000 Ом и тот же прибор ТТ-3 на пределе измерения 3 В имел бы внутреннее сопротивление 30 кОм (те же 10 000 Ом наг 1 В), но погрешность, вносимая прибором в результат измерения, была бы недопустимо большой.
В ряде случаев, в частности при наладке электронной аппаратуры, приходится измерять напряжение в контролируемых цепях, имеющих сопротивления десятки тысяч Ом на 1 В рабочего напряжения (сеточные и анодные цепи электронных ламп, цепи коллекторов полупроводниковых триодов и др.). Для этого применяют приборы с очень большим внутренним сопротивлением, обычно не изменяющимся при работе на разных пределах измерения. К таким приборам относят электростатические вольтметры и электронные вольтметры на электронных лампах и полупроводниковых приборах.
Электростатический вольтметр С50 — однопредельный прибор класса точности 1, предназначен для измерения напряжения в цепях постоянного тока и переменного тока с частотой от 20 Гц до 10 МГц. Приборы выпускают на 30, 75, 150, 300, 450, 600, 1000, 1500 и 3000 В. Входная емкость вольтметров на 30, 75—450 и 600—3000 В соответственно составляет 10,7 и 4 пФ. Активное сопротивление вольтметра не менее 10000 МОм. Прибор имеет шкалу со световым указателем. Осветительное устройство питается от сети 127 и 220 В переменного тока или от источника постоянного тока напряжением 6 В. Резистор, встроенный в корпус прибора, служит для ограничения тока при случайном замыкании его электродов. Аналогично прибору С50 устроены и другие электростатические приборы (С70, С71, С95 и С100), имеющие другие пределы измерения и обладающие очень большим внутренним сопротивлением (не менее 10 000 МОм). Однако относительно большая входная емкость препятствует их применению при измерениях напряжений высокой частоты (например, в анодных цепях широкополосных усилителей).
Электронные вольтметры, имеющие достаточно высокое сопротивление и малую входную емкость, получили широкое распространение при измерениях в высокоомных и маломощных цепях, преимущественно при испытаниях электронных приборов и устройств.
Электронный вольтметр обычно включает входной делитель напряжения, усилитель мощности и показывающий магнитоэлектрический прибор. Выпускаются разнообразные электронные вольтметры для измерения постоянного и переменного напряжения.
Прибор Ф505 служит для измерения напряжения в цепях переменного тока частотой 45—10000 Гц, имеет класс точности 1,5 и шкалу со световым отсчетом. Пределы измерения 0,75— 1,5—3—7,5—15-30—60—150—300 В. Входное сопротивление на всех пределах 1 МОм. Питание осуществляется от сети переменного тока 127 или 220 В промышленной частоты. Потребляемая мощность 35 В-А. Габариты 250X370X230 мм, масса 10 кг.

Таблица 9
Параметры транзисторного прибора Ф432

Измеряемая величина	Пределы измерения	Класс точности
Переменный ток и напряжение	6 мкА — 3 мА	4
	15—1500 мА	4
	6—600 В	4
Постоянный ток и напряжение	0,06—30 мА	2,5
	6—600 В	2,5
Сопротивление постоянному току	10—100—1000 кОм	1,5

Транзисторный прибор Ф431 служит для измерения малых напряжений в цепях переменного тока частотой до 1 МГц. Имеет классы точности 2,5 на частотах 20—20 000 Гц, 4 — на частотах 20—100 кГц и 10 —на частотах 100 кГц—1 МГц. Пределы измерения 5—30—100—300—1000 мВ. Входное сопротивление 100 кОм на 1 В. Входная емкость 30—100 пФ. Прибор имеет дополнительный предел, обозначенный «Индикатор», на котором полное отклонение стрелки соответствует потреблению тока 1 мкА при входном сопротивлении 1,5 кОм. Питание осуществляется от встроенной батареи КБС-4 напряжением 4 В. Габариты 110Х X205x84 мм, масса 1 кг.
Транзисторный прибор Ф432 позволяет измерять силу тока и напряжение как постоянного, так и переменного тока частотой 45 Гц — 50 кГц, сопротивление постоянному току и коэффициент передачи. Основные данные о приборе приведены в табл. 9.
Прибор ВК.7-Б универсальный, предназначен для измерения напряжения переменного тока низкой (от 40 Гц до 2 кГц) и высокой частот (от 3 кГц до 400 МГц), напряжения и силы постоянного тока, а также сопротивления постоянному току. Пределы измерения: напряжения постоянного тока 100 мВ — 1—3—10—• 30—100—300—1000 В; напряжения переменного тока 1—3—10— 30—100—300—1000 В; силы постоянного тока 1—10—100 мкА — 1—10—100 мА—1 А, сопротивления постоянному току 1—10— 100—1000—10000—100000 Ом (при использовании внешнего источника постоянного тока напряжением 10—15 В пределы измерения могут быть расширены до 50 МОм). Погрешности при измерении напряжения составляют до 10% на пределе 100 мВ, 4% на остальных пределах для постоянного тока и 6% для переменного тока. Входное сопротивление при измерении напряжения постоянного тока 1 МОм на 1 В для пределов измерения 100 мВ —  1—3—30 В и 30 МОм на 1 В для пределов 100—300 и 1000 В.

Входное сопротивление на частоте 400 Гц для низкочастотного входа и 10 кГц для высокочастотного входа составляет не менее 50 кОм для предела 1 В, не менее 100 кОм — для пределов 3—10 и 30 В и 3 кОм, а на 1 В —для пределов 100—300— 1000 В. Входная емкость для низкочастотных цепей — 80 пФ, для высокочастотного входа (пробника) —2 пФ. Прибор имеет делитель напряжения 1: 10. Погрешность деления делителя — не более 5%, входная емкость делителя — 6 пФ. Источником питания прибора служит батарея из двух элементов БС-0,25, встроенная в прибор. Габариты 215X140X85 мм, масса 2 кг.

Рис. 87. Измерение напряжения в высокоомной цепи двумя вольтметрами
Метод двух вольтметров. Сущность этого метода заключается в том, что напряжение на участке электрической цепи измеряют два раза, используя вольтметры VI и V2 (рис. 87) с разными внутренними сопротивлениями rVi и rv2, величина которых известна. Сначала подключают параллельно контролируемому участку (между точками а и б) один вольтметр, например VI, и записывают его показания Ult затем — параллельно контролируемому участку второй вольтметр V2, переведя переключатель П в нижнее положение, и записывают показания U2 второго вольтметра. После этого истинное напряжение на контролируемом участке Ua6 определяют по формуле
где

Рис. 83. Компенсационный метод измерения напряжения
Очевидно, измерение можно производить не только двумя вольтметрами, но и многопредельным вольтметром на разных пределах измерения и одним однопредельным вольтметром, выполняя им второе измерение с включенным последовательно известным резистором, сопротивление которого соизмеримо с внутренним сопротивлением вольтметра. Методом двух вольтметров можно с допустимой точностью определять напряжение на контролируемом участке а — б
даже при небольших внутренних сопротивлениях используемых вольтметров, если оба измерения проводятся при одном и том же напряжении U, подводимом к проверяемой электрической цепи.

Компенсационный метод.

Рис. 89. Схема измерения силы тока ротора электрической машины
Сущность этого метода измерения заключается в том, что напряжение на контролируемом участке а — б электрической цепи (рис. 88) сравнивают с известным напряжением вспомогательного источника постоянного тока. Установив движок реостата Р в такое положение, чтобы индикатор тока Г (гальванометр) показывал отсутствие уравнительного тока между контролируемым участком а — б электрической цепи и вспомогательным источником Б постоянного тока, снимают показания вольтметра V. Напряжение, показываемое вольтметром V, очевидно, равно в этом случае измеряемому напряжению Ua6 контролируемого участка а — б.

Мультиметры и приборы для измерения напряжения

Высоконадежный мультиметр (индикатор напряжения) от фирмы «Laserliner»

В каталоге интернет-магазина «Laserliner» представлены самые точные и эффективные измерительные приборы от известной компании-производителя. Все наши устройства активно применяются в строительной сфере и других отраслях, где требуется проведение точных измерений. Надежные приборы отличаются высокой прочностью, удобством в использовании и функциональностью. У нас вы сможете купить такое устройство, как мультиметр цифровой, по выгодной цене и заказать его быструю доставку. На все приборы, которые прослужат вам долгие годы, распространяется гарантия, подтверждающая честность нашей компании.

Особенности использования мультиметра и его возможности

Мультиметр является универсальным многозадачным электроизмерительным устройством. Такой комбинированный прибор объединяет несколько функций других устройств, чтобы узнавать и оценивать параметры целого диапазона определенных величин. Он сможет показать численные параметры напряжения, тока, сопротивления, ёмкости конденсатора, сопротивления резисторов и прочих различных электрических величин. Постоянно совершенствуемое устройство выступает в роли амперметра, омметра, вольтметра, токоизмерительных клещей и других полезных приборов. Это устройство может быть:

• Аналоговым;
• Цифровым.

Цифровой мультиметр полученные значения показывает на семисегментном индикаторе для удобства их расшифровки. Такое функциональное изделие производится в различных модификациях, которые можно различать по маркировке. Что касается аналоговой версии данного прибора, она предполагает отображение данных измеряемых величин на стрелочном индикаторе.

Измеритель напряжения является легким устройством, которое позволяет проводить базовые измерения и поиск неполадок. Этот прибор может быть переносным или стационарным, исходя из доступного набора функций и его предназначения. Устройство, измеряющее широкий диапазон различных электрических величин, так же называют тестером. Оно дает возможность определить рабочее состояние аккумуляторов автомобилей, ламп накаливания и различных элементов питания. Также прибор может использоваться для разных бытовых целей, в том числе при замене проводки и выполнении прочих ремонтных работ.

Точный прибор для измерения напряжения требует изучения инструкции для его правильной и безопасной эксплуатации. Все обозначения расшифровываются в инструкции подробно, и вы сможете самостоятельно разобраться в особенностях функционирования устройства. Здесь будет указано назначение всех разъемов и нюансы, которые стоит учесть перед началом работы. Если грамотно подходить к данному вопросу, вам удастся избежать хоть и слабого, но неприятного удара электрическим током, а прибор прослужит дольше и выдаст результат без погрешностей.

Используя тестер электрический, стоит учитывать важные правила его эксплуатации, среди которых выделяются такие моменты:

• Если вы дотронетесь до оголенного участка щупов, то это может привести не только к слабому удару током, но и к возникновению погрешности. Кроме того, посторонние предметы не должны соприкасаться с этими участками, чтобы не произошло короткое замыкание, которое может привести к поломке ценного прибора.
• При определении значения той величины, примерных данных которой вы не знаете, стоит установить максимальный предел, а к оптимальному режиму перейти позднее.
• Уровень заряда батареи всегда должен поддерживаться на должном уровне. Если значение станет низким, точность измерений не гарантируется. Вы узнаете о необходимости подзарядки, благодаря специальному индикатору.
• Амперметр, измеряющий силу тока, подсоединяется в разрыв цепи последовательным методом. А если вы хотите использовать электронный вольтметр для измерения напряжения или омметр (вычисление сопротивления), то нужно подключать устройство параллельно нагрузке.
• Индикатор напряжения будет показывать результат, если вы выберете примерное значение нужной величины, грамотно выставите переключатель и вставите щуп. Все изменения показываются на дисплее для удобной обработки полученных данных.
• Все щупы размещаются в специальных гнездах, исходя из вида измерений. Переключатель режимов всегда должен стоять в правильном положении, а когда работа с устройством будет завершена, его нужно перевести на уровень «Off».

Учитывая все нюансы безопасной работы с таким устройством, и следуя прилагающейся к нему инструкции, вы оперативно получите точный результат, не прикладывая никаких усилий.

Почему наши клиенты остаются довольны сотрудничеством с нами?

Выбирая качественный тестер в онлайн-магазине «Laserliner», вы сможете получить следующие выгоды от покупки такого товара у нас:

• У нас представлен большой выбор качественных измерительных приборов известной марки. Такие надежные устройства характеризуются практичностью в применении, функциональностью и долговечностью. Вы сможете изучить на сайте подробное описание каждой товарной позиции, чтобы сделать удачный выбор, приобретая актуальное изделие для решения конкретной задачи.
• Мы предлагаем качественные приборы по самой низкой стоимости в Киеве. Вы сможете оплатить купленное устройство самым удобным способом и заказать его быструю доставку в любую точку Украины.
• У нас вы найдете только надежные и проверенные инструменты, которые характеризуются устойчивостью против различных внешних неблагоприятных факторов. Они не боятся механических повреждений или температурных перепадов, всегда показывая точный результат. Прочные устройства имеют множество полезных функций и нужных деталей. Вы получите гарантию на приобретенный прибор и не будете сомневаться в его первоклассном качестве.
• Указатель напряжения выполняет множество полезных задач, и может применяться, как на строительном участке, так и в бытовых целях. Полезное устройство заменяет собой множество других приборов и показывает результат оперативно. Прибор выделяется удобством использования, а разобраться в нюансах его применения будет достаточно просто, прочитав инструкцию.
• Наши менеджеры в любой момент готовы дать вам ценные рекомендации по оптимальному выбору измерительных приборов. Консультанты помогут сделать правильный выбор, рассказав о нашем ассортименте и дав вам возможность сравнивать разные устройства, сопоставляя полученную информацию. Вы сможете задать интересующие вас вопросы, чтобы найти нужный прибор для определенной цели.

Компания «Laserliner» заслуженно завоевала доверие многих клиентов, которые успели убедиться в высочайшем качестве предлагаемых нами измерительных приборов. Покупая у нас многофункциональные, практичные, удобные в применении, прочные и долговечные устройства, вы сделаете правильный выбор и останетесь довольны надежностью такой продукции. Используя подобные приборы, вы сможете быстро выполнять многие задачи, получая точный результат. Если вы захотите уточнить какой-либо вопрос или сделать заказ товара, вы можете связаться с нашими менеджерами по телефону, указанному на сайте фирмы или обратившись к нам в режиме онлайн.

Контрольно-измерительные приборы

		НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ УКАЗАТЕЛЬНОЙ СТРАНИЦЫ ПРИБОРЫ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ В. Райан 2002 — 2009 PDF ФАЙЛ — НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ПЕЧАТИ РАБОЧЕЙ ТАБЛИЦЫ
Напряжение, ток и сопротивление можно легко измерить с помощью с помощью мультиметра . Однако амперметр и измеряет тока, вольтметр измеряет разность потенциалов (напряжение) между двумя точками, и омметр измеряет сопротивление. Однако мультиметр все это измеряет. Есть два типа: аналоговый, и цифровой. Мультиметр — самый важный электронный измерительный прибор. Два провода обычно используются вместе с мультиметром (называемыми пробниками), и они имеют цветовую кодировку — черный и красный.
A DIGITAL Мультиметр отличается высокой точностью и легче читать, чем аналогичный тип. Лучше всего использовать для поиска точное значение напряжения, тока или сопротивления. Мультиметр ANALOGUE дешевле и менее точен, чем цифровой тип. Часто его используют для измерения медленно меняющихся напряжение, ток или сопротивление.
Зонды (видны с цифровой счетчик) подключены к счетчику. Их можно отключить и так важно убедиться, что они подключены к правильным розеткам, когда в использовании.Кроме того, на некоторых счетчиках есть четыре возможных розетки, что означает, что вы должны внимательно следуйте инструкциям производителя при установке двух зонды.
У любого измерителя есть множество настроек в зависимости от нужно ли вам измерить сопротивление, ток или напряжение. Обычно селектор функций имеет настройку для каждого из них, а также есть настройка диапазона, который вы пытаетесь прочитать. Например, вам может потребоваться измерить значение резистора в Ом, когда Таблица цветов недоступна.
Для этого выполните следующие действия: 1.Установите переключатель функций в положение Ом и в диапазон, в котором вы ожидаете найти чтение. Может быть диапазон от 0 до 1 КБ ИЛИ 1 КБ и более и т. Д. 2. Убедитесь, что датчики прикреплены правильно, и коснитесь их поперек компонент, который вы измеряете, в данном случае резистор. 3. Результаты можно прочитать на шкале. Если нет чтения, попробуйте другой установка диапазона. Чтобы измерить напряжение постоянного тока, выполните следующие действия: 1.Установите переключатель функций в одно из положений DCV. 2. Подключите щупы к цепи и снимите напряжение на шкале.
ПРИМЕР ЦИФРОВОГО СЧЕТЧИКА ПРИМЕР АНАЛОГОВОГО СЧЕТЧИКА
ВОПРОСЫ: 1. Нарисуйте упрощенные схемы обоих виды счетчиков. 2. Объясните, как цифровой и аналоговый метры различаются.
НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ УКАЗАТЬ СТРАНИЦУ ЭЛЕКТРОНИКИ

6.4 Электроизмерительные приборы — Введение в электричество, магнетизм и схемы

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

---

К концу раздела вы сможете:

• Опишите, как подключить вольтметр в цепь для измерения напряжения
• Опишите, как подключить амперметр в цепь для измерения тока
• Опишите использование омметра

Закон

Ома и метод Кирхгофа полезны для анализа и проектирования электрических цепей, предоставляя вам значения напряжения, проходящего тока и сопротивления компонентов, составляющих цепь.Для измерения этих параметров требуются инструменты, и эти инструменты описаны в этом разделе.

Вольтметры и амперметры постоянного тока

В то время как вольтметры , измеряют напряжение, амперметры, измеряют ток. Некоторые измерители в автомобильных приборных панелях, цифровых камерах, сотовых телефонах и тюнерах-усилителях на самом деле являются вольтметрами или амперметрами (рисунок 6.4.1). Внутренняя конструкция простейшего из этих счетчиков и то, как они подключены к системе, которую они контролируют, дает более полное представление о применениях последовательного и параллельного подключения.

(рисунок 6.4.1)

Рисунок 6.4.1. Датчики топлива и температуры (крайний правый и крайний левый, соответственно) в этом Volkswagen 1996 года выпуска представляют собой вольтметры, которые регистрируют выходное напряжение «передающих» устройств. Эти единицы пропорциональны количеству бензина в баке и температуре двигателя. (Источник: Кристиан Гирсинг)

Измерение тока с помощью амперметра

Чтобы измерить ток через устройство или компонент, амперметр подключается последовательно с устройством или компонентом.Последовательное соединение используется потому, что последовательно соединенные объекты имеют одинаковый ток, проходящий через них. (См. Рисунок 6.4.2, где амперметр обозначен символом A.)

(рисунок 6.4.2)

Рисунок 6.4.2 (a) Когда амперметр используется для измерения тока через два резистора, подключенных последовательно к батарее, один амперметр подключается последовательно с двумя резисторами, потому что ток через два резистора в серии. (b) Когда два резистора подключены параллельно к батарее, три метра или три отдельных показания амперметра необходимы для измерения тока от батареи и через каждый резистор.Амперметр подключается последовательно к рассматриваемому компоненту.

Амперметры должны иметь очень низкое сопротивление, доли миллиома. Если сопротивлением нельзя пренебречь, установка амперметра в цепь изменит эквивалентное сопротивление цепи и изменит измеряемый ток. Поскольку ток в цепи проходит через измеритель, амперметры обычно содержат предохранитель для защиты измерителя от повреждения слишком высокими токами.

Измерение напряжения с помощью вольтметра

Вольтметр подключается параллельно к любому устройству, которое он измеряет.Параллельное соединение используется потому, что параллельные объекты испытывают одинаковую разность потенциалов. (См. Рисунок 6.4.3, где вольтметр обозначен символом V.)

(рисунок 6.4.3)

Рисунок 6.4.3. Для измерения разности потенциалов в этой последовательной цепи вольтметр (В) устанавливается параллельно источнику напряжения или одному из резисторов. Обратите внимание, что напряжение на клеммах измеряется между положительной клеммой и отрицательной клеммой аккумулятора или источника напряжения.Невозможно подключить вольтметр напрямую через ЭДС без учета внутреннего сопротивления батареи.

Поскольку вольтметры подключаются параллельно, вольтметр должен иметь очень большое сопротивление. Цифровые вольтметры преобразуют аналоговое напряжение в цифровое значение для отображения на цифровом индикаторе (рисунок 6.4.4). Недорогие вольтметры имеют сопротивление порядка, тогда как высокоточные вольтметры имеют сопротивление порядка. Значение сопротивления может варьироваться в зависимости от того, какая шкала используется на измерителе.

(рисунок 6.4.4)

Рисунок 6.4.4. (a) Аналоговый вольтметр использует гальванометр для измерения напряжения. (b) Цифровые счетчики используют аналого-цифровой преобразователь для измерения напряжения. (кредит а и б: Джозеф Дж. Траут)

Аналоговые и цифровые счетчики

В лаборатории физики вы можете встретить два типа измерителей: аналоговые и цифровые. Термин «аналоговый» относится к сигналам или информации, представленной непрерывно изменяющейся физической величиной, такой как напряжение или ток.Аналоговый измеритель использует гальванометр, который по сути представляет собой катушку провода с небольшим сопротивлением в магнитном поле, с прикрепленной стрелкой, указывающей на шкалу. Ток течет через катушку, заставляя катушку вращаться. Чтобы использовать гальванометр в качестве амперметра, параллельно катушке помещают небольшое сопротивление. У вольтметра большое сопротивление ставится последовательно с катушкой. Цифровой измеритель использует компонент, называемый аналого-цифровым (аналого-цифровым) преобразователем, и выражает ток или напряжение как серию цифр и, которые используются для запуска цифрового дисплея.Большинство аналоговых счетчиков заменено цифровыми.

ПРОВЕРЬТЕ ПОНИМАНИЕ 6.

8

---

Цифровые измерители способны обнаруживать меньшие токи, чем аналоговые измерители, использующие гальванометры. Как это объясняет их способность измерять напряжение и ток более точно, чем аналоговые измерители?

Омметры

Омметр — это прибор, используемый для измерения сопротивления компонента или устройства. Работа омметра основана на законе Ома.Традиционные омметры содержат внутренний источник напряжения (например, аккумулятор), который подключается к проверяемому компоненту, создавая ток через компонент. Затем для измерения силы тока использовался гальванометр, а сопротивление вычислялось по закону Ома. Современные цифровые измерители используют источник постоянного тока для пропускания тока через компонент, и измеряется разность напряжений на компоненте. В любом случае сопротивление измеряется по закону Ома, где известно напряжение и измеряется ток, либо известен ток и измеряется напряжение.

Интересующий компонент должен быть изолирован от цепи; в противном случае вы будете измерять эквивалентное сопротивление цепи. Омметр никогда не следует подключать к «активной» цепи, к которой подключен источник напряжения и через нее протекает ток. Это может повредить глюкометр.

Кандела Цитаты

Лицензионный контент

CC, конкретная атрибуция

• Загрузите бесплатно по адресу http://cnx.org/contents/[email protected]. Получено из : http://cnx.org/contents/[email protected]. Лицензия : CC BY: Attribution

Приборы для измерения высокого напряжения | Япония Finechem Co., Inc.

Приборы для измерения высокого напряжения | Япония Finechem Co., Inc.

シ ス テ ム で は 、 JavaScript を 利用 し て い ま す 。JavaScript を 有効 に 設定 し て か ら ご く だ さ い。

h2

コ ン テ ン ツ

Цифровой высоковольтный измеритель постоянного тока DHM (DC)

	Цифровой вольтметр типа DHM имеет высокое входное сопротивление и, как и электростатический вольтметры, измеряют напряжения, создаваемые пьезоэлектрическими устройствами и другими высокоомное оборудование для производства электроэнергии высокого напряжения. Этот вольтметр обеспечивает высокую точность и короткое время измерения. Тем более, что это маленький и прочный и практически не подверженный влиянию условий окружающей среды. Эти особенности делают этот вольтметр пригодным для использования на производственных линиях. как в лабораториях. Возможно использование интерфейса GP-IB и USB.	максимальное измерительное напряжение	Точность
		постоянный ток ± 10 кВ ～ ± 20кВ	± 0.2%
		постоянный ток ± 30 кВ ～ ± 50кВ	± 0,5%
		постоянный ток ± 60 кВ	± 0,8%
		постоянный ток ± 100 кВ	± 1%

Цифровой измеритель высокого напряжения переменного тока DHM (AC)

	Цифровой высоковольтный измеритель переменного тока для промышленной частоты небольшой, прочный и удобный для переноски, а цифровой дисплей упрощает измерения.По этим причинам этот вольтметр можно легко использовать как высоковольтметр переменного тока вместо статического вольтметра или трансформатора для манометра. Несмотря на небольшой размер, этот вольтметр может производить измерения до 50 кВ переменного тока. Возможно использование интерфейса GP-IB и USB.	максимальное измерительное напряжение	Точность
		AC30кВ （RMS)	± 2%
		AC50кВ （RMS)	± 5%

Цифровой измеритель высокого напряжения переменного / постоянного тока DHM (A / M)

	Цифровой высоковольтный измеритель переменного / постоянного тока имеет высокое входное сопротивление и может измерять напряжения, создаваемые генераторами высокого напряжения с небольшой выходной мощностью емкость. Этот вольтметр небольшой, прочный и удобный. Более того, этот простой в использовании вольтметр позволяет проводить высокоточные измерения за короткое время. период времени. Возможно использование интерфейса GP-IB и USB.	максимальное измерительное напряжение	Точность
		AC20кВ （RMS) Постоянный ток ± 30кВ	переменного тока ± 1% Постоянный ток ± 0.5%
		AC30кВ (RMS) Постоянный ток ± 40кВ
		AC50кВ (RMS) Постоянный ток ± 60кВ

Делитель высокого напряжения

	Делитель высокого напряжения, за исключением секции дисплея, сохраняет преимущества цифрового высоковольтного измерителя E&C и позволяет в полной мере использовать ваши мультиметр.Кроме того, его можно контролировать на расстоянии с помощью кабеля.	Номинальное напряжение	Точность
		постоянный ток ± 10 кВ ～ Постоянный ток ± 200 кВ	± 0,1% ～ ± 1%

Датчик высокого напряжения

	Этот пробник высокого напряжения в сочетании с осциллографом может использоваться для измерения формы волны высокого напряжения. Внутренняя часть корпуса заполнена элегазом для изоляции.	Макс. входное напряжение
		DC или ACp-p 30 кВ ～ 100 кВ	Импульс 50 кВ ～ 150 кВ

【全】 サ イ ド メ ニ ュ ー

【参】 サ イ ド リ ン ク

ВНИМАНИЕ

Приборы для измерения напряжения, тока, мощности

• СОДЕРЖАНИЕ
• Приборы для измерения напряжения, тока, мощности

АНАЛИЗАТОР МОЩНОСТИ

Модель: PW6001

Повышение эффективности преобразования энергии

Цифровой измеритель мощности

Модель: GPM-8310

Новый выбор в промышленных измерениях мощности

АНАЛИЗАТОР КАЧЕСТВА ЭНЕРГИИ

Модель: PQ3198

Исследование характеристик мощности и анализ причин неисправностей

АНАЛИЗАТОР КАЧЕСТВА ЭНЕРГИИ

Модель: PQ3100

Трехфазный 4-проводный анализатор качества электроэнергии, соответствующий стандартам IEC61000-4-30, класс S, и экранное руководство для упрощения настройки и тестирования

ЗАЖИМ НА ПИТАНИИ

Модель: PW3365

Устранение риска короткого замыкания и поражения электрическим током

ЗАЖИМ НА ПИТАНИИ

Модель: PW3360

Удобство и простота использования — Поддержка управления питанием

ГЕНЕРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Модель: SS7081-50

Эффективная и безопасная проверка систем управления батареями

Мультиметр двойного измерения

Модель: GDM-906x

Дисплей с 6 1/2 разрядами: 1 200 000 отсчетов

Цифровой мультиметр

Модель: 7481

Высокоточный высокоточный цифровой мультиметр на 8½ разрядов для калибровки системы

Цифровой мультиметр

Модель: 7351A / 7351E / 7351E + 03

Недорогой цифровой мультиметр с 5 1/2 разрядами для универсальных приложений

Цифровой мультиметр

Модель: 7352A / 7352E

Эволюция от Dual к TWIN！ Откройте новую эру цифровых мультиметров с помощью реальных двухканальных синхронных измерений.

Цифровой мультиметр

Модель: 7461A / 7461P / 7451A

Высокоскоростной цифровой мультиметр с регулируемым временем интегрирования, поддерживающий несколько приложений.

Электрометр цифровой

Модель ： 5350

Цифровой электрометр конкурентов с 5½-разрядным дисплеем для оценки и тестирования полупроводников, электронных компонентов и оптических устройств

Измеритель сверхвысокого сопротивления

Модель ： 5450/5451

Измеритель сверхвысокого сопротивления с источником напряжения до ± 1000 В, активный в области химических веществ и материалов

Измеритель I-V

Модель ： 4601

UltrBest для линий по производству солнечных элементов и модулей путем высокоскоростного измерения I-V

ИК-метр

Модель ： 4000 / 4005X Серия

Максимум 4 канала модульной системы ИК-метр

Система оценки фотоэлектрических элементов

Модель ： SS9620

Общая оценочная система, способная измерять темновой ток солнечных элементов

Многоканальная система оценки фотоэлектрических элементов

Модель ： SS9610

Система оценки солнечных элементов, оптимальная для испытания на воздействие

Система измерения I-V солнечных панелей

Модель ： SS9600

Система измерения I-V для солнечных панелей большой мощности до 320 Вт

Обзор электроизмерительных приборов

Вот краткий обзор некоторых основных приборов, общих для большинства инженерных рабочих столов.
Амперметр
Амперметр является основой для многих других электроизмерительных приборов. Независимо от того, измеряете ли вы вольты или омы, вы, по сути, измеряете ток внутри прибора. Измерение тока в цепи несколько проблематично, потому что вся измеряемая электрическая энергия должна проходить через счетчик, поэтому возникает неудобство разрезания цепи и последующего повторного отключения цепи. Другая проблема заключается в том, что обычные амперметры, включенные в универсальный мультиметр, не могут рассеивать тепло, превышающее всего несколько ампер.

Типичный клещевой амперметр.

Токоизмерительные клещи — это временное решение. Он решает обе проблемы, измеряя магнитное поле, окружающее любой проводник с током. Прибор откалиброван для считывания ампер. Пользователь сжимает челюсти вокруг изолированного токоведущего проводника. Не имеет значения, центрирован ли провод внутри зажимов, или он может проходить под углом. Для измерений при малом токе проводник может быть свернут в спираль, несколько витков проходят через зажимы в одном направлении, а затем общее показание делится на количество витков.Переносной клещевой амперметр (торговое название Amprobe) может быть рассчитан на ток до 600 А, что делает его полезным для работы с большими трехфазными двигателями. Специализированные инструменты на эффекте Холла могут считывать значения усилителей постоянного тока.
Вольтметр
В отличие от амперметра, который представляет собой последовательный прибор, вольтметр размещается параллельно через компонент, проводник, цепь или источник питания. Через прибор проходит не полный ток, а только его небольшая часть. Точная сумма зависит от измеряемого напряжения и импеданса вольтметра.Номинальное входное сопротивление прибора очень важно и определяет, насколько точно данная цепь может быть измерена. Измеритель с низким импедансом создает большую нагрузку на исследуемую цепь. При использовании сверх указанного номинала или в цепи с высоким импедансом большое падение напряжения может привести к повреждению цепи.

Высокоомный вольтметр (относительно) невидим для исследуемой цепи. Тем не менее, его нельзя использовать при напряжении, превышающем его номинальное значение. Необходимо соблюдать рейтинги CAT, которые различаются в зависимости от точно определенной электрической среды.Эти рейтинги обычно печатаются рядом с входами.

Вигги.

Прибор с низким импедансом, такой как соленоидный вольтметр (торговое название Wiggy), полезен для проверки наличия или отсутствия напряжения и приблизительного уровня (120 или 240) в жилых, коммерческих и промышленных цепях и центрах нагрузки. Громкое жужжание для переменного тока и одно нажатие для постоянного тока означает, что вам не нужно следить за показаниями, а отчетливая вибрация полезна в шумных местах. Этот низкоомный измеритель полезен для проверки защиты от замыкания на землю (GFCI) после устройства.Размещение одного щупа на нейтральном проводе (белый), а другой на заземлении оборудования (зеленый или оголенный) или на шасси оборудования приведет к срабатыванию устройства, если оно получает питание и работает. Запрещается оставлять прибор подключенным к источнику питания надолго, иначе он перегреется.
Омметр
Самый распространенный тип омметра для общего использования встроен в цифровой мультиметр. Также доступны аналоговые измерители с движущимися стрелками, а не с цифровыми показаниями, и некоторые старожилы предпочитают их.Их преимущество в том, что они более точны на улице в холодную погоду. Отражающая поверхность за иглой помогает устранить ошибку, облегчая прямое выравнивание. Гораздо более широко используются цифровые мультиметры.

Настольные мультиметры

имеют четырехпроводную схему (Кельвина), которая необходима для точных измерений низкого сопротивления. Четыре отдельных зонда с зажимами типа «крокодил» подключаются к четырем выделенным портам и подключаются к исследуемому сопротивлению.Четырехпроводная схема существенно снижает эффект совокупного сопротивления из-за измерительных проводов, контактных сопротивлений и электрических путей внутри измерителя. Одна пара проводов передает тестовый ток от измерителя, а другая пара измеряет падение напряжения на исследуемом сопротивлении. Такое расположение исключает нежелательное кумулятивное сопротивление.
Осциллограф
Осциллограф на сегодняшний день является наиболее универсальным и часто используемым (за возможным исключением мультиметра) из наших многих электрических инструментов.По сути, это вольтметр, хотя он оснащен датчиком тока, он может считывать значения в амперах, и в сочетании с другим датчиком, считывающим напряжение, его можно настроить для графического отображения мощности.

Осциллограф общего назначения.

В наиболее широко используемом режиме, во временной области, осциллограф отображает график амплитуды в вольтах по вертикальной оси Y, отложенный от времени в секундах по горизонтальной оси X. При необходимости автоматически отображаются дробные единицы, такие как мил- и микровольт и секунды.

Благодаря чуду синхронизированной развертки быстро колеблющийся периодический сигнал может отображаться как единый стабильный сигнал. Два внешних или внутренних сигнала могут отображаться в отдельных каналах, а в математическом режиме их можно складывать, вычитать, умножать и делить. Другие функции, применимые к одиночным сигналам, включают извлечение квадратного корня, интегрирование, дифференцирование и логарифмическое отображение.

Помимо просмотра дисплеев во временной области, пользователь, нажав кнопку, может мгновенно увидеть быстрое преобразование Фурье того же сигнала, отображаемое в частотной области, где амплитуда как мощность отложена по оси Y (линейная или логарифмическая шкала) и частота по оси X.Это используется для просмотра гармоник и расчета общего гармонического искажения. Кроме того, в режиме X-Y фигуры Лиссажу отображаются для одного сигнала, инициированного вторым сигналом, подаваемым на второй канал. Эти цифры меняются в зависимости от амплитудно-частотных соотношений и фазовых углов.

Ранние аналоговые осциллографы подавали внешний сигнал более или менее прямо на вертикальные отклоняющие пластины, а регулируемую временную развертку — на горизонтальные отклоняющие пластины. В ответ электронный луч записал след однородной формы волны на люминофорном покрытии на внутренней стороне стеклянного экрана, через который его можно было рассматривать как видимый свет.

Современные цифровые инструменты достигают того же эффекта с гораздо большим количеством функций и аналитических возможностей. Сигнал с каждого аналогового входа после предварительной обработки, включая усиление или ослабление по мере необходимости, поступает на отдельный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), в котором происходит выборка. Цифровой вывод идет на процессор, память и дисплей.

Дисплей представляет собой надежный, удобный в использовании плоский экран, не требующий отклонения под высоким напряжением. Наиболее распространенные жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплеи), которые сейчас используются в этих приборах, обычно имеют светодиодную подсветку.

Осциллограф со смешанной областью (MDO) отображает один и тот же сигнал в формате разделения экрана в формате времени и частоты. Осциллограф смешанных сигналов делает то же самое для двух отдельных сигналов. Это отличный диагностический инструмент, поскольку он коррелирует в реальном времени цифровые сбои с перебоями в подаче питания или другими аномалиями.
Анализатор спектра
Анализатор спектра напоминает своего близкого родственника, осциллограф, с принципиальными отличиями:

Пример анализатора спектра реального времени.Модель

за модель анализатора спектра существенно дороже.
Анализатор спектра обычно отображает формы сигналов только в частотной области, тогда как осциллограф отображает формы сигналов во временной и частотной областях.
Анализатор спектра имеет больше функций, большие аналитические возможности и потенциально более широкую полосу пропускания и расширенные характеристики по сравнению с осциллографом.
Опытные техники и инженеры часто отказываются от осциллографа в пользу анализатора спектра для самых сложных работ.
На передней панели анализатора спектра имеется множество элементов управления, которые менее интуитивно понятны и очевидны, чем у осциллографа, но многие начальные трудности решаются путем обращения к руководствам пользователя, которые можно бесплатно загрузить на веб-сайтах производителей.

Как и в случае с осциллографом, немедленной проблемой является получение содержательного изображения. Для осциллографа ответ — нажать Default Setup и Autoset. Чтобы анализатор спектра отображал несинусоидальный сигнал в частотной области и видел полный диапазон или гармоники, необходимо сначала отобразить раскрывающееся меню «Частота / диапазон».Типичными пунктами меню являются центральная частота, диапазон, начальная частота и конечная частота. (От R к центру можно временно проигнорировать. Это связано с размещением контрольного маркера в центре экрана.)

Анализаторы спектра

делятся на три основные категории: анализатор спектра с качанием частоты, векторный анализатор сигналов и анализатор спектра в реальном времени.

Анализатор спектра со свип-настройкой включает супергетеродинный приемник, который использует гетеродин для преобразования с понижением частоты прогрессивных частей исследуемого сигнала для отображения его частотного спектра как функции времени.Вы можете наблюдать за этим стремительным движением по экрану. Единственным недостатком этой остроумной конструкции является то, что в течение времени, необходимого для завершения развертки, иногда теряются кратковременные события.

Векторный анализатор сигналов — это разновидность анализатора спектра, которая отображает амплитуду и фазу сигнала на одной частоте, а не показывает более широкий спектральный контекст. Основное применение — определение качества модуляции в прототипах конструкции с использованием супергетеродинных методов.

Анализатор спектра в реальном времени производит выборку всего принятого радиочастотного спектра во временной области и использует алгоритмы быстрого преобразования Фурье для создания перекрывающихся спектров, чтобы не было пропусков и пропущенных краткосрочных событий.

Введение в электронное оборудование

Введение

В этом семестре вы будете изучать электричество и магнетизм. Чтобы сделать ваше пребывание здесь более поучительным, мы разработали это лабораторное упражнение, чтобы познакомить вас с некоторым оборудованием, которое вы будете использовать в этом курсе.Некоторые из терминов, которые будут использоваться, будут более подробно объяснены в последующих лабораторных занятиях, но будут использоваться здесь без подробных объяснений для начала.

Вам нужно будет распечатать копию этого документа. Ответы не будут отправляться в электронном виде. Версию для печати можно найти, нажав кнопку печати в верхнем правом углу этой страницы.

Вот список оборудования, которое вы будете использовать сегодня:

1

DC ( D irect C urrent) источник питания. Это источник напряжения, полярность которого не меняется, как в источнике напряжения AC ( A, переменный ток C ). Стандартные электрические розетки подают напряжение переменного тока. Использование этого источника питания будет таким же, как при использовании сухой аккумуляторной батареи, за исключением того, что вы сможете изменять используемое напряжение.

2

Генератор сигналов. Это устройство генерирует сигнал переменного тока в форме синусоидальной, зубчатой ​​или прямоугольной формы. Частота (скорость изменения полярности сигнала), а также амплитуда (которая в этом упражнении будет такой же, как и напряжение) могут быть изменены по выбору пользователя.Это будет более безопасная и гибкая альтернатива использованию переменного напряжения от стенной розетки.

3

Цифровой мультиметр. Как следует из названия, это устройство измеряет (или метра ) несколько величин, связанных с электрическими цепями. Мультиметр может использоваться как вольтметр , (для измерения напряжения), амперметр , (для измерения тока, как постоянного, так и переменного тока) и омметр (для измерения сопротивления).

4

Осциллограф . Этот элемент оборудования выглядит самым запутанным из всего оборудования, которое вы будете использовать сегодня. Однако по сути это просто вольтметр, который может показывать изменяющиеся во времени изменения напряжения.

Часть 1. Измерение напряжения, тока и сопротивления цифровым мультиметром

Для этой лаборатории предоставляются три разных мультиметра: Fluke 77, Radio Shack и Tenma. Работа этих мультиметров очень похожа, поэтому мы сосредоточимся здесь на Fluke 77. Большая центральная ручка используется для определения типа выполняемого измерения.Возможные типы измерений: переменное напряжение (), постоянное напряжение

(В), постоянное напряжение

ниже 300 мВ

(300 мВ), сопротивление

(Ом), переменный ток () и постоянный ток

( А).

Чувствительность измерителя можно выбрать, нажав желтую кнопку в центре ручки. Счетчик имеет цифровой дисплей (четыре полных цифры плюс первая цифра, которая может быть либо 1, либо ничего), поэтому могут отображаться положительные или отрицательные значения от 0 до 19 999. Нажав желтую кнопку, можно сместить десятичную точку, или вы можете использовать функцию автоматического выбора диапазона, которая автоматически устанавливает десятичную точку.Вы всегда должны использовать максимально чувствительную шкалу, чтобы получить максимальное количество значащих цифр.

Рисунок 1

Внизу мультиметра четыре гнезда. Они используются для подключения измеряемого объекта к мультиметру. Для измерения напряжения постоянного, переменного тока и сопротивления используйте два разъема, обозначенные «VΩ» и «COM». При измерении напряжений разъем «VΩ» (красный) является положительным, а разъем «COM» (черный) — отрицательным. Для измерения постоянного или переменного тока используйте разъем «10 А» или «300 мА» и разъем «COM».Разъем «300 мА» предназначен для измерения токов менее 300 мА, а разъем «10 А» предназначен для измерения токов более 300 мА, но менее 10 А. Если вы когда-либо не уверены в величине тока в цепи, Всегда лучше сначала использовать соединение с более высоким током 10 А, чтобы избежать повреждения счетчика или перегорания предохранителя для соединения с нижним током 300 мА. Если вы обнаружите, что ваш измеритель не работает должным образом, вы можете проверить целостность предохранителя, используя другой мультиметр для измерения сопротивления цепи амперметра (которое должно составлять всего несколько Ом, а не «OL» для перегрузки или бесконечного сопротивления, что обычно указывает на то, что предохранитель перегорел и его необходимо заменить).Если вашему мультиметру требуется много времени для стабилизации при считывании напряжения, возможно, батарея разряжена (на что указывает символ «разряженная батарея» на дисплее). Ваш лабораторный инструктор может помочь вам, если вам потребуется помощь в замене предохранителя или батареи. Точность мультиметров указана в приложении.

Как использовать цифровой мультиметр

В этом сегменте мы будем измерять напряжение, ток и сопротивление цифровым мультиметром. Напряжение — это разность электрических потенциалов между двумя точками в цепи, измеренная в единицах Вольт . Ток — количество электроэнергии, протекающей через сегмент цепи , измеренное в единицах Ампер или Ампер . Сопротивление — сопротивление току, измеряемое в единицах Ом .

Измерение напряжения

Сначала создайте простую схему, подключив маленькую лампочку к источнику питания с помощью двух шнуров с банановой вилкой. Убедитесь, что источник питания полностью повернут вниз (ручка управления должна быть полностью повернута против часовой стрелки).

Примечание: цвет проводов не критичен. Цвет помогает определить полярность (красный — положительный, черный — отрицательный) и используется как стандартное наглядное пособие.

Медленно поверните ручку управления источником питания по часовой стрелке, пока лампочка не засветится со средней яркостью (ручка должна находиться примерно на полпути к максимальному значению на шкале; точное положение не имеет значения). Будьте осторожны, чтобы не пережечь лампу из-за слишком высокого напряжения! Не изменяйте эту настройку, так как она будет использоваться в следующей процедуре.Теперь мы измерим напряжение, которое источник питания подает на схему.

Осторожно: НЕ поворачивайте блок питания намного дальше средней точки — установка напряжения выше этого значения может легко повредить лампы!

Включите мультиметр, настройте его на измерение постоянного напряжения и подключите провода от мультиметра к источнику питания. Провода должны подключаться к мультиметру в гнездо с маркировкой «COM» (отрицательный полюс) и гнездо с меткой «V.Эти провода затем должны быть подключены к источнику питания поверх проводов, идущих к лампочке («совмещенный» стиль). Теперь вы измеряете напряжение на двух клеммах источника питания . В отведенном для этого месте на на вашей бумажной копии рабочего листа напишите напряжение с правильными единицами измерения и погрешностью. Примечание: По данным производителя, расходомеры Fluke 77 рассчитаны на точность ± (0,3% от показаний + младшая значащая цифра) для напряжений от 0,001 В до 320 В.(Пример: 10,00 В ± (0,03 + 0,01) В. Измерители Micronta рассчитаны с точностью ± (0,5% от показаний + младшая значащая цифра) для напряжений от 300 мВ до 3 В и ± (1,0% от показание + младшая значащая цифра) для напряжений от 3 В до 1000 В. Напряжение Питания: Что означает отрицательное значение напряжения? ( подсказка: полярность )

Измерение тока

Теперь мы будем использовать мультиметр для измерения тока в цепи.Поскольку измерение тока через в цепи сильно отличается от измерения напряжения на двух точках в цепи, нам придется отрегулировать то, как мы вставляем мультиметр в схему. Путь цепи должен быть разорван и амперметр должен быть подключен так, чтобы ток проходил через мультиметр. Выключите источник питания, не касаясь ручки управления. Отсоедините провода мультиметра от источника питания. На мультиметре переместите провод от разъема с маркировкой «V» к разъему с маркировкой «300 мА».«Теперь отсоедините один из проводов, идущих к лампочке, и замените его мультиметром и его проводами. Подключите один провод от мультиметра к источнику питания, а другой — к лампочке. Настройте мультиметр на измерение постоянного тока и включите снова включен источник питания. Теперь ваш счетчик должен измерять ток , протекающий по цепи . В отведенном ниже месте напишите ток с правильными единицами измерения и погрешностью. В отведенном для этого месте на вашей бумажной копии таблицы укажите напряжение с правильными единицами измерения и неопределенностью. Примечание: Измерители Fluke 77 рассчитаны на точность ± (1,5% от показаний + 2 · младшая значащая цифра) для токов до 10 А. Счетчики Micronta имеют точность ± (1,0% от показаний + младшая значащая цифра) для токов до 30 мА, ± (1,5% от показания + младшая значащая цифра) для токов от 30 до 300 мА и ± (2,0% от показания + младшая цифра) для токов от 0,3 до 10 А. Ток в цепи: Что означает отрицательное значение тока?

Измерение сопротивления

Мы будем использовать мультиметр для последнего измерения этой цепи.Измерим сопротивление лампочки. Сопротивление измеряется аналогично измерению напряжения. Провода счетчика размещаются по обе стороны от элемента схемы, а сопротивление считывается с помощью счетчика. Разница между измерением напряжения и измерением сопротивления заключается в том, что мультиметр в режиме измерения сопротивления пропускает небольшой ток через элемент схемы, используя собственную батарею. Измерения сопротивления должны выполняться при отключенном от цепи компоненте. Снова выключите питание. Полностью вытащить лампочку из цепи. Установите ручку управления мультиметра в положение, обозначенное «Ω» (это греческий символ омега, обозначающий сопротивление). Подключите провод с одной стороны лампы к гнезду VΩ, а другой провод от гнезда COM к другой стороне лампы. Обязательно запишите свое значение на листе с правильными единицами измерения. Примечание : Измерители Fluke 77 рассчитаны на точность ± (0,5% от показания + младшая значащая цифра) для сопротивлений до 3.2 МОм. Измерители Micronta рассчитаны на погрешность ± (1,0% от показаний + младшая значащая цифра) для сопротивлений до 300 кОм, ± (2,0% от показаний + младшая значащая цифра) для сопротивлений от 300 кОм до 3 МОм и ± ( 3,5% от показания + младший разряд) для сопротивлений от 3 МОм до 30 МОм. Сопротивление лампочки (при выключенном питании):

Часть 2. Измерение напряжения с помощью осциллографа

Эта часть лаборатории будет очень похожа на часть 1 в том, что вы будете измерять напряжение от простой цепи постоянного тока.Однако в этом случае вы будете использовать осциллограф.

Краткое описание осциллографов

Осциллограф очень похож на телевизионную трубку, где пучок электронов направляется к задней части экрана с помощью переменных электрических и магнитных полей. Экран покрыт люминофорным покрытием, которое светится при ударе электронов. Дальнейшее, более глубокое обсуждение можно найти в ряде электронных справочных материалов. Наиболее важными элементами управления осциллографа являются настройки усиления и развертки.Настройка усиление (измеряется в вольтах на деление ) регулирует масштаб вертикальной координаты напряжения . Параметр развертки (измеряется в секундах на деление ) регулирует горизонтальный масштаб горизонтальной координаты времени . Экран осциллографа очень похож на декартову систему координат. Оси координат разделены на большие части (длиной около 1 см) и меньшие части между большими.

Рисунок 2

Большие деления по вертикали называются единицами усиления в вольтах на деление. Итак, если вы измеряли напряжение батареи AA (максимум 1,5 В) с настройкой усиления 1 В / деление, вы бы увидели, что горизонтальная кривая осциллографа появляется на 1,5 больших деления над центральной линией (с правильным полярность; ниже линии с обратной полярностью). Если установить усиление на 2 вольта / деление, кривая появится на 3 единицы выше средней линии.Крупные деления на горизонтальной шкале называются единицами развертки секунд на деление. При более высоком значении развертки будет отображаться больше сигнала (как широкоугольный объектив на объективе). камера). При низком значении развертки увеличивается меньшая часть кривой сигнала. Настройка развертки поможет вам разместить кривую сигнала на экране, чтобы можно было проводить более точные измерения. Развертка используется чаще всего при работе с сигналом переменного тока, в то время как усиление используется для регулировки сигналов переменного и постоянного тока.

Примечание: Внутренние регуляторы настроек усиления и развертки должны быть полностью повернуты по часовой стрелке, чтобы обеспечить их правильную калибровку; в противном случае ваши измерения могут быть неточными.

Процедура

Напряжение постоянного тока

Сначала вам нужно включить осциллограф и убедиться, что он правильно настроен. Вы должны увидеть ярко-зеленую горизонтальную линию поперек экрана. Отрегулируйте вертикальное положение линии кривой так, чтобы она совпадала с центральной линией сетки осциллографа.Отрегулируйте интенсивность и / или фокус, пока не получите тонкую сфокусированную линию. Теперь вы готовы визуально измерить напряжение вашего источника постоянного тока. Подключите провода банановой вилки от блока питания к осциллографу (помните полярность!). Как и раньше, установите напряжение примерно на половину максимального значения. Если вы больше не видите горизонтальную кривую, отрегулируйте настройку усиления, пока кривая снова не станет видимой. На рабочем листе запишите настройку усиления и смещение кривой на экране. Настройка усиления на осциллографе: Количество отделений: Напряжение питания: Что означает отрицательное значение напряжения?

Генератор сигналов и напряжение переменного тока

Теперь мы будем иметь дело с сигналом переменного тока.Этот сигнал будет поступать от генератора сигналов . Эти устройства могут показаться такими же запутанными, как осциллограф, с таким же множеством ручек и переключателей; генератор сигналов делает именно то, что подразумевает его название: он генерирует сигнал. Вы указываете частоту и форму волны (мы будем иметь дело только с синусоидальными и прямоугольными сигналами), и он генерирует сигнал в соответствии с вашими требованиями. Наиболее важными элементами управления являются переключатели диапазонов , функциональные переключатели и ручка точной настройки .С помощью переключателей диапазона вы можете регулировать частоту от доли цикла в секунду (Гц) до миллионов циклов в секунду (МГц). Функция переключает выбор между синусоидальной, квадратной и пилообразной волнами. Ручка точной настройки сообщает вам, где вы находитесь в диапазоне (выбранном переключателями диапазонов). Ручка обычно имеет шкалу от 0 до 1. Таким образом, если вы выбрали диапазон 1 кГц и установили ручку примерно на 0,75, вы будете иметь дело с сигналом с частотой около 750 Гц.

ПРИМЕЧАНИЕ: Всегда поворачивайте ручку амплитуды до максимального значения (т. Е. До упора по часовой стрелке). Это даст вам полный сигнал от генератора.

Настройте осциллограф, как в предыдущем разделе (убедитесь, что вы обнулили кривую и т. Д.). Подключите осциллограф к генератору сигналов с помощью банановых штекерных проводов. Включите генератор сигналов и настройте его на выдачу синусоидальной волны 60 Гц. Отрегулируйте развертку и усиление, пока на экране не будут отображаться два полных цикла.Когда на экране появится сигнал, определите его частоту, отметив настройку развертки и количество делений для одного цикла формы волны. Настройка развертки на прицеле: Количество делений за один цикл: Период: Частота сигнала: Частота, которую вы определили, такая же, как вы ожидали от генератора сигналов? Если нет, попросите вашего технического специалиста помочь вам.

Авторские права © 2011 Advanced Instructional Systems, Inc.и Университет Северной Каролины | Кредиты

Испытательное оборудование и инструменты Triplett | 9325 | Triplett 9325 Прибор для измерения электрического напряжения

Получите бесплатную доставку при заказе на сумму $ {{vm.thresholdAmt}}. или больше. Бесплатный самовывоз в филиале доступен для каждого заказа.

Ваша учетная запись имеет право на бесплатную доставку всех заказов.Также доступен бесплатный трансфер из филиала.

Стоимость доставки

Заказы на сумму более $ {{vm.thresholdAmt}} иметь право на бесплатную стандартную доставку с использованием UPS или LTL-перевозчика. Для заказов на сумму менее $ {{vm.thresholdAmt}}, Стоимость доставки зависит от типа аккаунта, веса и количества посылок в заказе.Общая стоимость доставки будет указана в вашем счете.

Бесплатная стандартная доставка предлагается через UPS или LTL-перевозчика. Если вы хотите использовать другой способ доставки, эти расходы будут отражены в вашем счете. Большинство товаров покидают наши объекты в течение одного рабочего дня.

Варианты бесплатного получения ответвления

Вы можете бесплатно забрать любой заказ в местном отделении.Минимальная сумма заказа не требуется. Помимо обычного приема в отделении, мы также предлагаем доставку в течение часа для срочных заказов на некоторые товары и доставку в нерабочее время в одном из наших шкафчиков. Если они доступны, эти параметры будут указаны при оформлении заказа.

Узнайте больше о наших вариантах доставки и самовывоза.

Вопросы?

По вопросам о доставке или самовывозе обратитесь в местный филиал.

Закрывать .