Измерительные приборы предназначены для проверки точности показателей оборудования, осуществления контроля и управления технологическими процессами. С их помощью можно подтвердить или опровергнуть научные доводы, оптимизировать работу электронных устройств и достигнуть максимальной эффективности их функционирования. Амперметр представляет собой прибор для определения силы электрического тока.
Измеряемый ток определяется величиной сопротивления составляющих частей цепи, вследствие чего сопротивление самого амперметра должно иметь максимально низкие значения. Благодаря этому снижается воздействие измерительного прибора на объект измерения, что позволяет получить максимально точные результаты измерений амперметром с минимальной погрешностью.
Показатели амперметра отображаются в мкА, мА, А и кА, поэтому прибор нужно выбирать, исходя из необходимой точности и рамок измерений. Повысить измеряемую силу тока можно при помощи добавления в электроцепь шунтов, трансформаторов, усилителей магнитного типа.
Схемы подключения амперметра
Схема косвенного включения амперметра через шунт и трансформатор тока
Сфера применения амперметров
Приборы для измерения тока нашли применение в различных сферах. Их активно используют на крупных предприятиях, связанных с генерацией и распределением электрической, тепловой энергии.
Также их используют в:
— электролабораториях;
— автомобилестроении;
— точных науках;
— строительстве.
Принцип работы амперметра
Амперметры - приборы для измерения силы тока в электрических цепях. По принципу работы амперметры бывают - магнитоэлектрические, электромагнитные, термоэлектрические, электродинамические и другие.
Устройство, с помощью которого измеряют силу протекающего по цепи тока, называют амперметром. Поскольку значения, которые выдает прибор (сила тока), зависят от сопротивления элементов внутри амперметра, то оно должно быть очень низким.
Внутреннее устройство амперметра зависит от целей использования, вида тока и принципа работы.
Бывают амперметры, которые реагируют не на величину сопротивления проводника, а на излучаемое им тепло или магнитные волны.
Магнитоэлектрические амперметры
Устройства, реагирующие на магнитные явления (магнитоэлектрические) применяют для того, чтобы замерить токи очень маленьких значений в цепях с постоянным током. Внутри них нет ничего лишнего, кроме катушки, подсоединенной к ней стрелки и шкалы с делениями.
Электромагнитные амперметры
В отличие от магнитоэлектрических их можно применять и для сетей с переменным током, чаще всего в цепях промышленного назначения с частотой в пятьдесят герц. Электромагнитным амперметром можно пользоваться для замеров в цепях с большой силой тока.
Термоэлектрические амперметры
Используют для измерения переменного тока с высокой частотой. Внутри прибора установлен нагревательный элемент (проводник с высоким сопротивлением) с термопарой. Из-за проходящего тока нагревается проводник, и термопара фиксирует величину. Из-за возникающего тепла отклоняется рамка со стрелкой на определенный угол.
Электродинамические амперметры
Можно применять не только для замеров силы постоянного тока, но и переменного. Из-за особенностей прибора, его можно применять в таких сетях, где частота достигает двухсот герц.
Электродинамический амперметр используется в основном как контрольный измеритель для проверки приборов.
Они сильно реагируют на сторонние магнитные поля и на перегрузки. Из-за этого в качестве измерителей используются редко.
Ферродинамические
Очень надежные приборы, которые обладают высокой прочностью и мало подвергаются воздействию магнитных полей, возникающих не в приборе. Такого рода амперметры устанавливают в автоматические контролирующие системы как самописцы.
Бывает так, что шкалы прибора недостаточно и необходимо увеличить значения, которые стоит замерить. Чтобы этого достичь используется шунтирование (проводник с высоким сопротивлением присоединяется параллельно прибору). Например, чтобы установить значение силы в сто ампер, а прибор рассчитан всего на десять, то присоединяют шунт, у которого значение сопротивления в девять раз ниже, чем у прибора.
На схемах принципиальных амперметры всегда обозначаются подобным образом:
Разновидности амперметров тока
Существует два типа устройств, для измерения силы тока, два вида амперметров тока.
Тип первый и тип второй.
- Тип первый - аналоговый (он же стрелочный амперметр).
- Тип второй - цифровой.
Тип первый - стрелочный амперметр тока, выглядит он вот таким образом:
Система этого амперметра тока магнитоэлектрическая.
В составе устройства постоянный магнит, внутри которого вращается катушка из тонкой проволоки.
В момент подачи тока катушка направлена на поле при действии момента вращения.
Причём величина момента является пропорциональной силе тока. Имеется в устройстве и специальная пружина, которая в момент подачи тока является неким препятствием для вращающейся катушки. Момент упругости пружины в свою очередь пропорционален углу закручивания.
Измерение силы тока происходит таким образом, что при уравновешивании вышеописанных моментов стрелка и показывает искомое значение, равное силе тока, силе воздействия.
Чтобы увеличить предел измерения необходимо параллельно амперметру установить шунт. Резистор, определённой величины, которая рассчитана заранее. Такое устройство названо - резистор шунтирующий.
Для точных измерений с резистором в цепи необходимо придерживаться простых правил. Если в цепи действует измерительный прибор - вольтметр, то входное сопротивление необходимо делать немного больше у самого прибора. В случае работы с амперметром ситуация другая и входное сопротивление прибора следует сделать меньше. В противном случае, если не придерживаться таких правил измерение окажется неверным, и некорректными окажутся показания амперметра. Вся измерительная техника всегда была разработана с учётом неких особенностей и грамотное и правильное использование только залог успешного измерения и результата в целом.
Плюсы аналогового амперметра:
- не нуждаются в независимом питании;
- удобны в отображении информации;
- имеется винтик, на большинстве моделей, который корректирует точность измерения.
Минус тоже есть, но он всего один:
- небольшая инертность стрелок может заставить несколько секунд ожидать результаты измерений.
Тип второй - амперметр тока цифровой. В его составе АЦП (аналого-цифровой преобразователь).
Именно он преобразует силу тока в данные цифровые, что в дальнейшем можно видеть на дисплее устройства.
Огромное отличие таких видов амперметров только в том, что нет стрелки и нет инертности. Результаты измерения можно видеть сразу на дисплее. Разные виды амперметров тока выводят информацию на экран с различной скоростью. Современные виды к тому же и малогабаритны.
Существуют также виды, которые измеряют силу тока переменного напряжения и измеряющие силу тока постоянного напряжения.
Но это не значит, что при отсутствии амперметра для измерения переменного тока Вы не сможете её измерить.
Измерить можно, и поможет вот такая схема:
Вот схема для измерения силы тока амперметром:
Оставить комментарий: