Краткие теоретические сведения. Масштабными называют измерительные преобразователи, предназначенные для изменения

Масштабными называют измерительные преобразователи, предназначенные для изменения значения измеряемой величины заданное в число раз.

Для уменьшения силы тока в определённое число раз применяют шунты включаемые параллельно средству измерения. Если необходимо иметь ток I_н в измерительном механизме меньше в n раз измеряемого
тока I, то сопротивление шунта

Для уменьшения напряжения в определённое число раз применяют делители напряжения, которые могут быть выполнены на активных, ёмкостных или индуктивных сопротивлениях.

Для расширения пределов измерительных механизмов применяют добавочные резисторы, включаемые последовательно с измерительным механизмом.

Сопротивление добавочного резистора:

,

где U_x  – измеряемое напряжение;

U_v – напряжение необходимое для полного отклонения подвижной части измерительного механизма;

R_v  – внутреннее сопротивление измерительного механизма.

Шунты и добавочные резисторы делают из манганина. Классы точности шунтов от 0,02 до 0,5, классы точности добавочных резисторов от 0,01 до 1,0.

Для усиления сигналов постоянного и переменного тока, т.е. для расширения пределов измерения в сторону малых сигналов применяют измерительные усилители. Применение электронных измерительных усилителей позволяет измерять сигналы от 0,1 мВ и 0,3 мкА с погрешностью от 0,1 до 1%.

Измерительные трансформаторы тока и напряжения используют как преобразователи больших переменных токов и напряжений в относительно малые токи и напряжения, допустимые для измерений приборами с небольшими стандартными пределами измерения (обычно 5 А, 100 В). Применением измерительных трансформаторов, в цепях высокого напряжения достигается безопасность для персонала, обслуживающего приборы, так как приборы при этом включаются в заземляемую цепь низкого напряжения.

Первичную обмотку трансформатора тока включают в измеряемую цепь последовательно, а трансформатора напряжения параллельно. Измерительные приборы включают в цепь вторичной обмотки трансформатора. Для определения значений измеряемых величин показания приборов необходимо умножить на коэффициенты трансформации K_I и K_U. Обычно показание прибора умножается не на действительный, а на номинальный коэффициент трансформации K_IН и K_UН, что приводит к погрешностям.

δ_I = 100(K_IH - K_I)/ K_I и δ_U = 100(К_UH - К_U)/ К_U

где δ_I и δ_U – относительные погрешности в процентах трансформаторов тока и напряжения;

                 δ_I – токовая погрешность;

                δ_U – погрешность по напряжению.

У измерительных трансформаторов имеется так называемая угловая погрешность, из-за неточности передачи фазы первичной величины вторичной величины. Угловая погрешность оказывает влияние на показания приборов, отклонение подвижной части которых зависит от фазового сдвига между токами в цепях этих приборов. К ним относятся ваттметры, счетчики электрической энергии, фазометры.

5.3 Домашняя подготовка

5.3.1 Изучить теоретический материал, касающийся принципа действия, конструкции и изменения шунтов, добавочных сопротивлений, измерительных усилителей и измерительных трансформаторов тока и напряжений [1] С. 101 – 113 и С. 366 – 377, [9] С. 91 – 97, [2] С. 186 – 190.