Измерение постоянного и переменного напряжения

Измерение может производиться непосредственно вольтметрами, рассчитанными для работы соответствующего типа напряжения. В тех случая, когда необходимо измерить напряжение больше того, на которое рассчитан вольтметр, необходимо последовательно с ним включить добавочный резистор.

Рис. 8 Схемы измерения напряжения

 

Так же измерения может производиться:

а) электромагнитным преобразователем (рис. 8.1)

Рис. 8.1 Электромагнитный преобразователь

 

Преобразователи с плоской катушкой состоят из катушки 2, в магнитном поле которой находится ферромагнитный сердечник 1 в форме усеченного диска или язычка, эксцентрически закрепленный на оси подвижной части. При протекании по катушке тока ферромагнитный сердечник втягивается в магнитный зазор катушки, поворачивая при этом ось 3 с закрепленным на ней успокоителем 4 и стрелку 5 в сторону увеличения показаний. Регулировка угла отклонения подвижной части осуществляется с помощью магнитного шунта 6. Преобразователи с плоской катушкой менее технологичны в изготовлении, чем механизмы с круглой катушкой, однако они обладают повышенной чувствительностью, меньшими габаритами и массой.

Достоинства: простота конструкции; надежность в работе; стойкость к перегрузкам. Недостатки: низкая чувствительность; большое потребление энергии; небольшая точность измерения; неравномерная шкала.

б) магнитоэлектрический преобразователь (рис. 8.2.)

Рис. 8.2 Магнитоэлектрический преобразователь

Измерительный прибор магнитоэлектрической системы устроен следующим образом. Берут лёгкую алюминиевую рамку 2 прямоугольной формы, наматывают на неё катушку из тонкого провода. Рамку крепят на двух полуосях, к которым прикреплена также стрелка прибора 4. Ось удерживается двумя тонкими спиральными пружинами 3. Силы упругости пружин, возвращающие рамку к положению равновесия в отсутствие тока, подобраны такими, чтобы были пропорциональными углу отклонения стрелки от положения равновесия. Катушку помещают между полюсами постоянного магнита с наконечниками формы полого цилиндра. Внутри катушки располагают цилиндр 1 из мягкого железа. Такая конструкция обеспечивает радиальное направление линий магнитной индукции в области нахождения витков катушки. В результате при любом положении катушки силы, действующие на неё со стороны магнитного поля, максимальны и при неизменной силе тока постоянны. Достоинством приборов магнитоэлектрической системы являются равномерность шкалы, высокая точность и независимость показаний от посторонних магнитных полей. К недостаткам их относятся непригодность для измерения переменного тока, необходимость соблюдения полярности при включении и чувствительность к перегрузкам (при перегрузке тонкая проволока катушки и спиральные пружины, подводящие к ней ток, могут сгореть).

в) электростатический преобразователь (рис. 8.3)

Рис. 8.3 Электростатический преобразователь

Принцип действия приборов электростатической системы основан на взаимодействии двух электрически заряженных тел. Конструктивно они выполняются в виде неподвижной и подвижной пластин (1 и 2), к которым прикладывается измеряемое напряжение. Достоинствам электростатических приборов относятся: большие пределы напряжений (до 1МВ); широкий диапазон частот измеряемых напряжений (до 30Мгц). Недостатки: малая чувствительность; малая надежность; нелинейность шкалы; влияние температуры окружающей среды и внешнего электрического поля.

Вывод: исходя из вышесказанного, наиболее рациональным вариантом будет использование в качестве СИ магнитоэлектрический прибор.