متر جریان و ولتاژ داخلی در PIC12F675. ویدیو در مورد موضوع

هنگام آزمایش مدارهای الکتریکی قدرت، اغلب نیاز به اندازه گیری جریان وجود دارد. برای اندازه گیری مقدار جریان مستقیمبه عنوان یک قاعده، از یک شنت مقاومت استفاده می شود که به صورت سری با بار متصل می شود، ولتاژی که بر روی آن متناسب با جریان است. با این حال، اگر نیاز به اندازه‌گیری جریان‌های بزرگ وجود داشته باشد، یک شنت با قدرت چشمگیر مورد نیاز خواهد بود، بنابراین توصیه می‌شود از روش‌های اندازه‌گیری دیگر استفاده کنید.

در این راستا، من این ایده را داشتم که یک جریان سنج بر اساس سنسور هال مونتاژ کنم. نمودار آن در شکل نشان داده شده است.

ویژگی های آمپرمتر:

• جریان AC یا DC را بدون تماس الکتریکی با مدار اندازه گیری کنید
• جریان RMS واقعی را بدون توجه به شکل موج و همچنین حداکثر مقدار را در یک دوره (تقریباً 0.5 ثانیه) اندازه گیری می کند.
• خروجی اطلاعات به نماد صفحه نمایش ال سی دی
• دو حالت اندازه گیری (تا 10 آمپر و تا 50 آمپر)

این طرح به شرح زیر عمل می کند. سیم حامل جریان در داخل حلقه فریت قرار دارد و میدان مغناطیسی ایجاد می کند که بزرگی آن با شدت جریان مستقیماً متناسب است. یک سنسور هال واقع در شکاف هوای هسته، مقدار القایی میدان را به ولتاژ تبدیل می‌کند و این ولتاژ به تقویت‌کننده‌های عملیاتی تامین می‌شود. آمپرهای عملیاتی برای تطبیق سطوح ولتاژ از سنسور تا محدوده ولتاژ ورودی ADC مورد نیاز است. داده های دریافتی توسط میکروکنترلر پردازش شده و بر روی صفحه نمایش LCD نمایش داده می شود.

محاسبه اولیه طرح

یک حلقه R20*10*7 ساخته شده از مواد N87 به عنوان هسته استفاده می شود. سنسور هال - SS494B.

با استفاده از یک فایل، شکافی در حلقه به ضخامتی ایجاد می شود که سنسور می تواند در آنجا قرار گیرد، یعنی حدود 2 میلی متر. در این مرحله می توان حساسیت سنسور به جریان و حداکثر جریان اندازه گیری شده را تقریباً تخمین زد.

نفوذپذیری معادل یک هسته با شکاف تقریباً برابر است با نسبت طول خط مغناطیسی به اندازه شکاف:

سپس، با جایگزینی این مقدار به فرمول محاسبه القاء در هسته و ضرب همه آن در حساسیت سنسور، وابستگی ولتاژ خروجی سنسور به قدرت جریان را پیدا می کنیم:

اینجا K B- حساسیت سنسور به القایی میدان مغناطیسی، بیان شده در V/T (برگرفته از دیتاشیت).

مثلا در مورد من لساعت= 2 میلی متر = 0.002 متر،K B= 5 mV/Gauss = 50 V/T،از کجا می گیریم:

حساسیت واقعی به جریان برابر بود 0.03V/A، یعنی محاسبه بسیار دقیق معلوم می شود.

با توجه به برگه اطلاعات SS494B، حداکثر القایی اندازه گیری شده توسط سنسور 420 گاوس است، بنابراین حداکثر جریان اندازه گیری شده:

عکس سنسور در شکاف:

محاسبه مدارهای آپ امپ

آمپرمتر دارای دو کانال است: حداکثر 10 A (پایه 23 MK) و تا 50 A (پایه 24 MK). مولتی پلکسر ADC حالت ها را تغییر می دهد.

یون داخلی به عنوان ولتاژ مرجع ADC انتخاب می شود، بنابراین سیگنال باید به محدوده 0 - 2.56 V برسد. هنگام اندازه گیری جریان های ± 10 A، ولتاژ سنسور 2.5 ± 0.3 V است، بنابراین لازم است که آن را تقویت و جابجا کنید تا نقطه صفر دقیقاً در وسط محدوده ADC باشد. برای این منظور از op-amp IC2:A استفاده می شود که به عنوان یک تقویت کننده غیر معکوس متصل می شود. ولتاژ در خروجی آن با معادله توصیف می شود:

در اینجا، R2 به معنای R2 و P2 به ترتیب متصل شده است، و R3، به ترتیب، R3 و P3، به طوری که بیان بیش از حد دست و پا گیر به نظر نمی رسد. برای یافتن مقاومت های مقاومت، معادله را دو بار می نویسیم (برای جریان های -10A و +10A):

ما ولتاژها را می شناسیم:

با تنظیم R4 برابر با 20 کیلو اهم، سیستمی متشکل از دو معادله را به دست می آوریم که متغیرهای آن R2 و R3 هستند. راه حل سیستم را می توان به راحتی با استفاده از آن پیدا کرد بسته های ریاضیبه عنوان مثال MathCAD (فایل محاسبه به مقاله پیوست شده است).

مدار دوم متشکل از IC3:A و IC3:B به روشی مشابه محاسبه می شود. در آن، سیگنال سنسور ابتدا از تکرار کننده IC3:A عبور می کند و سپس به تقسیم کننده روی مقاومت های R5، R6، P5 می رود. پس از ضعیف شدن سیگنال، بیشتر جابجا می شود تقویت کننده عملیاتی IC3:B.

شرح عملکرد میکروکنترلر

میکروکنترلر ATmega8A سیگنال های آپ امپ را پردازش می کند و نتایج را روی نمایشگر نمایش می دهد. کلاک آن از یک نوسانگر داخلی در 8 مگاهرتز است. فیوزها به استثنای CKSEL استاندارد هستند. در PonyProg آنها به این صورت تنظیم می شوند:

ADC برای کار در 125 کیلوهرتز پیکربندی شده است (ضریب تقسیم 64). هنگامی که تبدیل ADC کامل شد، کنترل کننده وقفه فراخوانی می شود. خاطره انگیز است حداکثر مقدارجریان، و همچنین مجذور جریان نمونه های متوالی را جمع می کند. هنگامی که تعداد نمونه ها به 5000 رسید، میکروکنترلر مقدار RMS جریان را محاسبه می کند و داده ها را روی نمایشگر نمایش می دهد. سپس متغیرها ریست می شوند و همه چیز از ابتدا اتفاق می افتد. نمودار صفحه نمایش WH0802A را نشان می دهد، اما هر صفحه نمایش دیگری با کنترلر HD44780 قابل استفاده است.

سیستم عامل میکروکنترلر، یک پروژه برای CodeVision AVR و یک فایل شبیه سازی در Proteus به مقاله پیوست شده است.

راه اندازی طرح

راه‌اندازی دستگاه به تنظیم مقاومت‌های پیرایش می‌رسد. ابتدا باید کنتراست نمایشگر را با چرخاندن P1 تنظیم کنید.

سپس، با تغییر با دکمه S1 به حالت تا 10A، P2 و P3 را پیکربندی می کنیم. یکی از مقاومت ها را تا جایی که ممکن است به سمت راست می چرخانیم و با چرخاندن مقاومت دوم به عدد صفر روی دستگاه می رسیم. ما سعی می کنیم جریانی را اندازه گیری کنیم که مقدار آن دقیقاً مشخص است و قرائت آمپرمتر باید کمتر از مقدار واقعی باشد. هر دو مقاومت را کمی به سمت چپ می پیچیم تا نقطه صفر حفظ شود و دوباره جریان را اندازه می گیریم. این بار خوانش ها باید کمی بالاتر باشد. این کار را تا زمانی ادامه می دهیم که به نمایش دقیق مقدار فعلی دست یابیم.

حالا بیایید به حالت تا 50 آمپر برویم و آن را پیکربندی کنیم. مقاومت P4 روی نمایشگر صفر می کند. مقداری جریان را اندازه گیری می کنیم و به قرائت ها نگاه می کنیم. اگر آمپرمتر آنها را بیش از حد تخمین زد، P5 را به سمت چپ بچرخانید، سپس به سمت راست بپیچید. دوباره آن را روی صفر قرار می دهیم، خوانش ها را در یک جریان مشخص بررسی می کنیم و غیره.

عکس دستگاه

اندازه گیری جریان DC:

به دلیل کالیبراسیون دقیق ناکافی، مقادیر کمی بیش از حد تخمین زده می شوند.

اندازه گیری جریان متناوب با فرکانس 50 هرتز، آهن به عنوان بار استفاده می شود:

در تئوری، جریان rms یک سینوسی برابر با 0.707 حداکثر است، اما با قضاوت بر اساس قرائت ها، این ضریب برابر با 0.742 است. پس از بررسی شکل ولتاژ در شبکه، معلوم شد که فقط شبیه یک موج سینوسی است. با در نظر گرفتن این موضوع، چنین خوانش های ابزار کاملا قابل اعتماد به نظر می رسند.

دستگاه هنوز هم ایرادی دارد. صدای ثابتی در خروجی سنسور وجود دارد. با عبور از op-amp، آنها به میکروکنترلر می رسند، در نتیجه رسیدن به صفر کامل غیرممکن است (تقریبا 30-40 میلی آمپر RMS به جای صفر نمایش داده می شود). این را می توان با افزایش ظرفیت C7 اصلاح کرد، اما پس از آن بدتر می شود ویژگی های فرکانس: بر فرکانس های بالاخواندن ها دست کم گرفته می شود.

منابع استفاده شده

فهرست عناصر رادیویی

تعیین	تایپ کنید	فرقه	تعداد	توجه داشته باشید	خرید کنید	دفترچه یادداشت من
IC1	MK AVR 8 بیتی	ATmega8A	1	DIP-28		به دفترچه یادداشت
IC2، IC3	تقویت کننده عملیاتی	MCP6002	2	SOIC-8		به دفترچه یادداشت
IC4	تنظیم کننده خطی	L78L05	1			به دفترچه یادداشت
IC5	سنسور هال	SS494B	1			به دفترچه یادداشت
C1-C7	خازن	100 nF	9	K10-17b		به دفترچه یادداشت
R1، R3، R6، R9	مقاومت	10 کیلو اهم	4	اس ام دی 1206		به دفترچه یادداشت
R2	مقاومت	12 کیلو اهم	1	اس ام دی 1206		به دفترچه یادداشت
R4	مقاومت	20 کیلو اهم	1	اس ام دی 1206		به دفترچه یادداشت
R5	مقاومت	6.8 کیلو اهم	1	اس ام دی 1206		به دفترچه یادداشت
R7، R8	مقاومت	100 کیلو اهم	2	اس ام دی 1206		به دفترچه یادداشت
P1	مقاومت تریمر	10 کیلو اهم	1	3362P		به دفترچه یادداشت
P2	مقاومت تریمر	4.7 کیلو اهم	1	3362P

در عمل، اندازه گیری ولتاژ باید اغلب انجام شود. ولتاژ در مهندسی رادیو، دستگاه ها و مدارهای الکتریکی و غیره اندازه گیری می شود. نوع جریان متناوب می تواند پالسی یا سینوسی باشد. منابع ولتاژ یا ژنراتور جریان هستند.

ولتاژ جریان پالسدارای پارامترهای دامنه و ولتاژ متوسط ​​است. منابع چنین ولتاژی می توانند ژنراتورهای پالس باشند. ولتاژ با ولت اندازه گیری می شود و "V" یا "V" تعیین می شود. اگر ولتاژ متناوب باشد، علامت " ~ "، برای ولتاژ DCعلامت "-" نشان داده شده است. ولتاژ متناوب در شبکه خانگی خانگی ~220 ولت مشخص شده است.

اینها دستگاه هایی هستند که برای اندازه گیری و کنترل ویژگی ها طراحی شده اند سیگنال های الکتریکی. اسیلوسکوپ ها بر اساس اصل انحراف کار می کنند پرتو الکترونی، که مقادیر کمیت های متغیر را روی نمایشگر نمایش می دهد.

اندازه گیری ولتاژ AC

طبق اسناد تنظیمی، ولتاژ در یک شبکه خانگی باید برابر با 220 ولت با دقت انحراف 10٪ باشد، یعنی ولتاژ می تواند در محدوده 198-242 ولت متغیر باشد. اگر روشنایی خانه شما کم‌تر شده است، لامپ‌ها بیشتر شروع به خرابی کرده‌اند، یا وسایل خانگیبه طور ناپایدار شروع به کار کرد، سپس برای شناسایی و از بین بردن این مشکلات، ابتدا باید ولتاژ را در شبکه اندازه گیری کنید.

قبل از اندازه گیری، باید دستگاه اندازه گیری موجود خود را برای استفاده آماده کنید:

• یکپارچگی عایق سیم های کنترل را با پروب ها و نوک ها بررسی کنید.
• سوئیچ را روی ولتاژ AC، با حد بالایی 250 ولت یا بالاتر.
• به عنوان مثال سرنخ های آزمایش را در سوکت های دستگاه اندازه گیری قرار دهید. برای جلوگیری از اشتباه، بهتر است به نشانه های سوکت روی کیس نگاه کنید.
• دستگاه را روشن کنید.

شکل نشان می دهد که حد اندازه گیری 300 ولت در تستر و 700 ولت در مولتی متر انتخاب شده است. برخی از دستگاه ها برای اندازه گیری ولتاژ نیاز به تنظیم چندین کلید مختلف در موقعیت مورد نظر دارند: نوع جریان، نوع اندازه گیری و همچنین قرار دادن نوک سیم ها در سوکت های خاص. انتهای نوک سیاه در مولتی متر در سوکت COM (سوکت معمولی) قرار می گیرد، نوک قرمز در سوکت با علامت "V" وارد می شود. این سوکت برای اندازه گیری هر نوع ولتاژ رایج است. سوکت با علامت "ma" برای اندازه گیری جریان های کوچک استفاده می شود. سوکت با علامت "10 A" برای اندازه گیری مقدار قابل توجهی جریان استفاده می شود که می تواند به 10 آمپر برسد.

اگر ولتاژ را با سیم وارد شده در سوکت "10 A" اندازه گیری کنید، دستگاه از کار می افتد یا فیوز منفجر می شود. بنابراین هنگام انجام کارهای اندازه گیری باید مراقب باشید. بیشتر اوقات ، خطاها در مواردی رخ می دهد که ابتدا مقاومت اندازه گیری شد و سپس با فراموش کردن تغییر به حالت دیگر ، شروع به اندازه گیری ولتاژ می کنند. در این حالت مقاومتی که وظیفه اندازه گیری مقاومت را بر عهده دارد در داخل دستگاه می سوزد.

پس از آماده سازی دستگاه، می توانید اندازه گیری را شروع کنید. اگر وقتی مولتی متر را روشن می کنید چیزی روی نشانگر ظاهر نمی شود، به این معنی است که باتری واقع در داخل دستگاه منقضی شده است و نیاز به تعویض دارد. اغلب مولتی مترها از "Krona" استفاده می کنند که ولتاژ 9 ولت تولید می کند. عمر مفید آن بسته به سازنده حدود یک سال است. اگر مولتی متر برای مدت طولانی استفاده نشده باشد، ممکن است تاج همچنان معیوب باشد. اگر باتری خوب است، مولتی متر باید یک را نشان دهد.

پروب های سیم باید در سوکت قرار داده شوند یا با سیم های خالی لمس شوند.

صفحه نمایش مولتی متر بلافاصله مقدار ولتاژ شبکه را نشان می دهد فرم دیجیتال. در یک عدد سنج، سوزن با یک زاویه خاص منحرف می شود. تستر اشاره گردارای چندین مقیاس درجه بندی شده است. اگر با دقت به آنها نگاه کنید همه چیز مشخص می شود. هر مقیاس برای اندازه گیری خاصی طراحی شده است: جریان، ولتاژ یا مقاومت.

حد اندازه گیری دستگاه روی 300 ولت تنظیم شده است، بنابراین باید روی ترازو دوم که حد 3 دارد حساب کنید و قرائت های دستگاه باید در 100 ضرب شود. ترازو دارای مقدار تقسیم برابر با 0.1 است. ولت، بنابراین نتیجه نشان داده شده در شکل، حدود 235 ولت است. این نتیجه در محدوده قابل قبولی است. اگر قرائت های کنتور به طور مداوم در طول اندازه گیری ها تغییر کند، ممکن است تماس بددر اتصالات سیم کشی برق، که می تواند منجر به قوس الکتریکی و خطای شبکه شود.

اندازه گیری ولتاژ DC

منابع ولتاژ ثابت باتری ها، ولتاژ پایین یا باتری هایی هستند که ولتاژ آنها از 24 ولت تجاوز نمی کند. بنابراین دست زدن به قطب های باتری خطرناک نیست و نیازی به اقدامات ایمنی خاصی نیست.

برای ارزیابی عملکرد یک باتری یا منبع دیگر، اندازه گیری ولتاژ در قطب های آن ضروری است. برای باتری های AA، قطب های برق در انتهای کیس قرار دارند. قطب مثبت "+" مشخص شده است.

جریان مستقیم اندازه گیری می شود به همان شیوه، مانند متغیر. تنها تفاوت در تنظیم دستگاه در حالت مناسب و رعایت پلاریته ترمینال ها است.

ولتاژ باتری معمولا روی کیس مشخص می شود. اما نتیجه اندازه گیری هنوز سلامت باتری را نشان نمی دهد، زیرا نیروی الکتروموتور باتری اندازه گیری می شود. مدت زمان کارکرد دستگاهی که باتری در آن نصب خواهد شد به ظرفیت آن بستگی دارد.

برای ارزیابی دقیق عملکرد باتری، اندازه گیری ولتاژ با یک بار متصل ضروری است. برای باتری AAبه عنوان بار معمولی انجام خواهد دادلامپ چراغ قوه 1.5 ولت. اگر هنگام روشن بودن ولتاژ کمی کاهش یابد، یعنی بیش از 15٪، بنابراین، باتری برای کار کردن مناسب است. اگر ولتاژ به میزان قابل توجهی کاهش یابد، چنین باتری فقط می تواند در یک ساعت دیواری کار کند که انرژی بسیار کمی مصرف می کند.

اندازه گیری جریان های مستقیماغلب توسط گالوانومترهای مغناطیسی، میکرو آمپرمترها، میلی‌آمپرمترها و آمپرمترها تولید می‌شود که بخش اصلی آن مکانیسم اندازه‌گیری مغناطیسی (متر) است. ساختار یکی از طرح های متداول یک کنتور شماره گیری در شکل 1 نشان داده شده است. 1. متر حاوی یک آهنربای نعل اسبی است. 1. در شکاف هوا بین قطعات قطب آن 2 و یک هسته استوانه ای ثابت 5 که از مواد مغناطیسی نرم ساخته شده است، یک میدان مغناطیسی یکنواخت ایجاد می شود که خطوط القایی آن عمود بر میدان است. سطح هسته در این شکاف، قاب 4 قرار می گیرد که با سیم عایق مسی نازک (قطر 0.02 ... 0.2 میلی متر) روی کاغذ سبک وزن یا قاب مستطیلی آلومینیومی پیچیده می شود. کادر می تواند با محور 6 و اشاره گر 10 که انتهای آن بالاتر از مقیاس حرکت می کند، بچرخد. فنرهای مارپیچی تخت 5 برای ایجاد لحظه ای که با چرخش قاب خنثی می کند و همچنین جریان را به قاب می رساند. یک فنر بین محور و بدنه ثابت است. فنر دوم از یک سر به محور و در سر دیگر به اهرم اصلاح کننده 7 که شاخک آن میله خارج از مرکز پیچ 8 را می پوشاند وصل می شود. با چرخاندن این پیچ، نشانگر به تقسیم مقیاس صفر تنظیم می شود. وزنه های 9 تعادل بخش متحرک متر را به منظور تثبیت موقعیت فلش در هنگام تغییر موقعیت دستگاه به کار می گیرند.

برنج. 1. طراحی مکانیزم اندازه گیری مغناطیسی.

جریان اندازه گیری شده که از پیچ های قاب می گذرد، با میدان مغناطیسی آهنربای دائمی در تعامل است. گشتاور ایجاد شده در این حالت که جهت آن با قاعده معروف سمت چپ تعیین می شود، باعث می شود که قاب با زاویه ای بچرخد که در آن توسط گشتاور متقابلی که هنگام پیچاندن فنرها ایجاد می شود، متعادل شود. یکنواختی میدان مغناطیسی ثابت در شکاف هوا، گشتاور و بنابراین انحرافات فلش زاویه متناسب با جریاناز طریق قاب جریان می یابد. بنابراین، دستگاه های مغناطیسی دارای مقیاس های یکنواخت هستند. مقادیر دیگری که بر مقدار گشتاور تأثیر می گذارند - القای مغناطیسی در شکاف هوا، تعداد چرخش ها و سطح قاب - ثابت می مانند و همراه با نیروی کشسانی فنرها، حساسیت متر را تعیین می کنند.

هنگامی که قاب چرخانده می شود، جریان هایی در قاب آلومینیومی آن ایجاد می شود که برهمکنش آن با میدان آهنربای دائمی، گشتاور ترمزی ایجاد می کند که به سرعت قسمت متحرک متر را آرام می کند (زمان ته نشینی بیش از 3 ثانیه نیست).

کنتورها با سه پارامتر الکتریکی مشخص می شوند: الف) جریان انحراف کل II، که باعث انحراف سوزن به انتهای مقیاس می شود. ب) ولتاژ انحراف کل Ui، یعنی ولتاژ روی قاب کنتور، ایجاد جریان Ii در مدار آن؛ ج) مقاومت داخلی Ri که همان مقاومت قاب است. این پارامترها توسط قانون اهم به هم مرتبط هستند:

مورد استفاده در ابزارهای اندازه گیری رادیویی انواع مختلفمترهای مغناطیسی، جریان انحراف کلی که معمولاً در محدوده 10 ... 1000 μA قرار دارد. مترهایی که مجموع جریان انحراف آنها از 50-100 μA تجاوز نمی کند بسیار حساس در نظر گرفته می شوند.

برخی از مترها مجهز به یک شنت مغناطیسی به شکل صفحه فولادی هستند که می توان آن را به سطوح انتهایی قطعات قطب نزدیک کرد و آهنربا کرد یا از آنها جدا کرد. در این حالت، جریان انحراف کل I به نسبت تغییر در شار مغناطیسی اعمال شده بر روی قاب به دلیل انشعاب بخشی از کل شار مغناطیسی از طریق شنت، به ترتیب کاهش یا افزایش می یابد.

مجموع انحراف ولتاژ Ui برای اکثر مترها در محدوده 30-300 میلی ولت قرار دارد. مقاومت قاب Ri به محیط قاب، تعداد دور و قطر سیم بستگی دارد. هر چه متر حساس تر باشد، قاب آن سیم نازک تری دارد و مقاومت آن بیشتر می شود. افزایش حساسیت کنتورها نیز با استفاده از آهنرباهای قوی تر، قاب های بدون قاب، فنرهای با ممان متقابل کوچک و تعلیق قسمت متحرک بر روی سیم های گای (دو رزوه نازک) حاصل می شود.

در مترهای حساس با قاب‌های بدون قاب، سوزن که توسط جریان عبوری از قاب منحرف می‌شود، قبل از توقف در وضعیت تعادل، یک سری نوسانات را ایجاد می‌کند. برای کاهش زمان ته نشینی سوزن، قاب با مقاومتی با مقاومتی در حد هزاران یا صدها اهم شنت می شود. نقش دومی گاهی اوقات توسط نمودار الکتریکیدستگاه به موازات قاب متصل است.

متر با قاب متحرک به شما امکان می دهد زاویه انحراف کامل سوزن را تا 90-100 درجه بدست آورید. مترهای کوچک گاهی اوقات با یک قاب ثابت و یک آهنربای متحرک که روی همان محور با فلش نصب می شود ساخته می شود. در این حالت می توان زاویه انحراف کامل فلش را تا 240 درجه افزایش داد.

به ویژه کنتورهای حساسی که برای اندازه گیری جریان های بسیار کوچک (کمتر از 0.01 μA) و ولتاژ (کمتر از 1 μV) استفاده می شود، گالوانومتر نامیده می شوند. آنها اغلب به عنوان نشانگرهای تهی (شاخص عدم وجود جریان یا ولتاژ در مدار) هنگام اندازه گیری با روش های مقایسه استفاده می شوند. با توجه به روش خواندن، گالوانومترها به اشاره گر و آینه تقسیم می شوند. در دومی، علامت مرجع روی ترازو با استفاده از یک پرتو نور و یک آینه نصب شده بر روی قسمت متحرک دستگاه ایجاد می شود.

مترهای مغناطیسی فقط برای اندازه گیری جریان مستقیم مناسب هستند. تغییر جهت جریان در قاب منجر به تغییر جهت گشتاور و انحراف پیکان در سمت معکوس. هنگامی که متر به یک مدار جریان متناوب با فرکانس حداکثر 5-7 هرتز متصل می شود، سوزن به طور مداوم در اطراف صفر در مقیاس با این فرکانس نوسان می کند. در فرکانس جریان بالاتر، سیستم متحرک به دلیل اینرسی، زمانی را برای پیگیری تغییرات جریان ندارد و سوزن در موقعیت صفر باقی می ماند. اگر جریان ضربانی از متر عبور کند، انحراف سوزن توسط جزء ثابت این جریان تعیین می شود. برای جلوگیری از لرزش سوزن، متر با خازن شنت می شود ظرفیت بزرگ.

کنتورهایی که برای کار در یک مدار جریان مستقیم طراحی شده اند که جهت آن بدون تغییر است، دارای مقیاس یک طرفه هستند که یکی از انتهای آن تقسیم صفر است. برای به دست آوردن انحراف صحیح سوزن، لازم است که جریان از طریق قاب در جهتی از ترمینال با علامت "+" به ترمینال با علامت "-" عبور کند. کنتورهایی که برای کار در مدارهای جریان مستقیم طراحی شده اند که جهت آنها می تواند تغییر کند، مجهز به یک مقیاس دو طرفه هستند که تقسیم صفر آن معمولاً در وسط قرار دارد. هنگامی که جریان در دستگاه از ترمینال "+" به ترمینال "-" جریان می یابد، فلش به سمت راست منحرف می شود.

کنتورهای مغناطیسی می توانند اضافه بار کوتاه مدت به 10 برابر مقدار فعلی Ii و 3 برابر اضافه بار طولانی مدت را تحمل کنند. آنها به میدان های مغناطیسی خارجی حساس نیستند (به دلیل وجود میدان مغناطیسی داخلی قوی)، انرژی کمی در طول اندازه گیری ها مصرف می کنند و در تمام کلاس های دقت قابل اجرا هستند.

برای اندازه گیری در جریان متناوبمتر مغناطیسی به همراه مبدل های نیمه هادی، الکترونیکی، فوتوالکتریک یا حرارتی استفاده می شود. آنها با هم به ترتیب یکسو کننده، الکترونیکی، فوتوالکتریک یا ترموالکتریک را تشکیل می دهند.

ابزارهای اندازه گیری گاهی اوقات از مترهای الکترومغناطیسی، الکترودینامیکی و فرودینامیکی استفاده می کنند که برای اندازه گیری مستقیم جریان مستقیم و مقادیر rms مناسب هستند. جریان های متناوب، دارای فرکانس تا 2.5 کیلوهرتز. با این حال، متر از این نوع به طور قابل توجهی پایین تر از مغناطیس الکتریکی از نظر حساسیت، دقت و مصرف برق در طول اندازه گیری است. علاوه بر این، دارای مقیاس ناهموار، فشرده در قسمت اولیه و حساس به اثرات میدان های مغناطیسی خارجی هستند که برای تضعیف آن استفاده از صفحه های مغناطیسی و پیچیده شدن طراحی دستگاه ها ضروری است.

تعیین پارامترهای الکتریکی کنتورهای مغناطیسی

هنگام استفاده از مکانیزم اندازه گیری به عنوان متر دستگاه مغناطیسی نوع ناشناختهپارامترهای دومی - جریان انحراف کل I و مقاومت داخلی R و - باید به صورت تجربی تعیین شوند.

برنج. 2. طرح های اندازه گیری پارامترهای الکتریکی کنتورهای مغناطیسی

مقاومت قاب Ri را می توان تقریباً با اهم متری که حد اندازه گیری لازم را دارد اندازه گیری کرد. هنگام تست کنتورهای بسیار حساس باید دقت شود زیرا جریان بالااهم متر ممکن است به آنها آسیب برساند. اگر از یک اهم متر باتری چند برد استفاده می شود، اندازه گیری باید با بالاترین حد مقاومت آغاز شود که در آن جریان در مدار برق اهم متر کمترین مقدار است. انتقال به محدودیت های دیگر تنها در صورتی مجاز است که این امر باعث خارج شدن سوزن متر از مقیاس نشود.

پارامترهای متر را می توان با استفاده از نمودار در شکل 1 به طور کاملاً دقیق تعیین کرد. 2، الف. مدار از یک منبع ولتاژ ثابت B از طریق مقاومت R1 تغذیه می شود، که برای محدود کردن جریان در مدار عمل می کند. رئوستات R2 برای انحراف سوزن متر و به مقیاس کامل استفاده می شود. در این حالت، مقدار فعلی Ii با استفاده از یک میکرو آمپرمتر استاندارد (مرجع) (میلی‌آمپرمتر) μA شمارش می‌شود (هنگام راه‌اندازی، بررسی و کالیبره کردن ابزار اندازه‌گیری، در غیاب ابزارها و اندازه‌گیری‌های استاندارد، ابزار کار و اندازه‌گیری‌های بزرگتر از طبقه بالادقت نسبت به موضوعات؛ ما چنین دستگاه ها و اقداماتی را مرجع می نامیم). سپس یک ذخیره مقاومت مرجع Ro به صورت موازی به کنتور متصل می شود که با تغییر مقاومت آن، جریان عبوری از کنتور دقیقاً دو برابر نسبت به جریان موجود در کنتور کاهش می یابد. مدار مشترک. این با مقاومت Ro = Ri انجام خواهد شد. به جای یک مجله مقاومت، می توانید از هر کدام استفاده کنید مقاومت متغیربه دنبال آن مقاومت آن Ro = Ri با استفاده از اهم متر یا پل DC اندازه گیری می شود. همچنین می توان به موازات متر یک مقاومت تنظیم نشده با مقاومت شناخته شده R، ترجیحا نزدیک به مقاومت مورد انتظار R را به موازات متر وصل کرد. سپس مقدار دومی با فرمول تعیین می شود

Ri = (I/I1 - 1) * R،

که در آن I و I1 جریان هایی هستند که به ترتیب توسط دستگاه های μA و I اندازه گیری می شوند.

اگر متر And دارای یک مقیاس یکنواخت حاوی تقسیمات α باشد، می توانید طرح نشان داده شده در شکل را اعمال کنید. 2، ب. پارامترهای متر مورد نیاز با استفاده از فرمول های زیر محاسبه می شوند:

II = U/(R1+R2) * απ/α1; Ri = (α2 * R2)/(α1-α2) - R1،

که در آن U ولتاژ تغذیه است که با ولت متر اندازه گیری می شود، α1 و α2 خوانش های مقیاس متر هستند زمانی که کلید B به ترتیب در موقعیت های 1 و 2 قرار می گیرد و R1 و R2 مقاومت های شناخته شده مقاومت ها هستند که گرفته می شوند. تقریباً با همان مقادیر هرچه قرائت α1 به انتهای مقیاس نزدیکتر باشد، خطای اندازه گیری کوچکتر است که با انتخاب مناسب مقاومت به دست می آید.

میلی آمپرمتر و آمپرمتر مغناطیسی

متر مغناطیسی در شمول مستقیم V مدارهای الکتریکیرا می توان تنها به عنوان میکرو آمپرمتر جریان مستقیم با حد اندازه گیری برابر با جریان انحراف کل Ii استفاده کرد. برای گسترش حد اندازه گیری، I متر به مدار جریان به موازات شنت متصل می شود - یک مقاومت کم مقاومت Rsh (شکل 3). در این حالت فقط بخشی از جریان اندازه گیری شده از کنتور عبور می کند و هرچه کمتر باشد مقاومت Rsh در مقایسه با مقاومت کنتور Ri کمتر است. برای اندازه گیری های الکترونیکی، حداکثر حد مورد نیاز برای اندازه گیری جریان مستقیم به ندرت از 1000 میلی آمپر (1 آمپر) تجاوز می کند.

در مقدار محدود انتخاب شده جریان اندازه گیری شده Ip، جریان انحراف کل Ii باید از متر عبور کند. این در مقاومت شنت رخ خواهد داد

Rsh = Ri: (Ip/Ii - 1). (1)

به عنوان مثال، اگر لازم است حد اندازه گیری یک میکروآمپرمتر نوع M260 که دارای پارامترهای Ip = 0.2 میلی آمپر و Ri = 900 اهم است، به مقدار Ip = 20 میلی آمپر افزایش یابد، لازم است از شنت با مقاومت استفاده شود. Rsh = 900 / (100-1) = 9.09 اهم.

برنج. 3. نمودار کالیبراسیون میلی آمپرمتر مغناطیسی (آمپرمتر)

شنت های میلی متری از سیم منگنین یا کنستانتان ساخته می شوند. به دلیل مقاومت ویژه بالای مواد، ابعاد شنت ها کوچک است که امکان اتصال مستقیم بین پایانه های دستگاه در داخل یا خارج بدنه آن را فراهم می کند. اگر مقدار جریان Iп (بر حسب آمپر) مشخص باشد، قطر سیم شنت d (به میلی متر) از شرایط انتخاب می شود.

d >= 0.92 I p 0.5 , (2)

که طی آن چگالی جریان در شنت از 1.5 A/mm 2 تجاوز نمی کند. به عنوان مثال، یک شنت میلی‌متری با حد اندازه‌گیری Iп = 20 میلی آمپر باید از سیم با قطر 0.13 میلی‌متر ساخته شود.

با انتخاب یک سیم با قطر مناسب d (بر حسب میلی متر)، طول آن (بر حسب متر) مورد نیاز برای ساخت یک شنت با مقاومت Rsh (بر حسب اهم) تقریباً با فرمول بدست می آید.

L = (1.5...1.9)d 2 * Rsh (3)

و هنگام روشن شدن دستگاه مطابق نمودار شکل، دقیقاً تنظیم می شود. 3 به صورت سری با میلی آمپر مرجع میلی آمپر.

شنت های جریان های بالا (به آمپرمتر) معمولاً از ورق منگنین ساخته می شوند. برای از بین بردن تأثیر مقاومت های انتقالی کنتاکت ها و مقاومت هادی های اتصال، چنین شنت ها دارای چهار گیره هستند (شکل 4، a). گیره های حجیم خارجی را گیره های جریان می نامند و برای گنجاندن یک شنت در مدار جریان اندازه گیری شده استفاده می شوند. پایانه های داخلی پتانسیل نامیده می شوند و برای اتصال کنتور در نظر گرفته شده اند. همچنین این طرح در صورت قطع تصادفی شنت، امکان آسیب دیدن کنتور به دلیل جریان زیاد را از بین می برد.

برای کاهش خطای اندازه‌گیری دما ناشی از وابستگی‌های دمایی مختلف مقاومت‌های قاب کنتور و شنت، یک مقاومت منگنین Rk به صورت سری به متر متصل می‌شود (شکل 4، b). با افزایش مقاومت مدار متر، خطا کاهش می یابد. نتایج حتی بهتر در هنگام استفاده از ترمیستور Rк با ضریب مقاومت دمایی منفی به دست می آید. هنگام محاسبه دستگاه با جبران دما تحت مقاومت R و in فرمول های محاسبهباید درک شود مقاومت کلمتر و مقاومت Rk.

برنج. 4. مدارهایی برای اتصال یک شنت برای جریان های بالا (الف) و یک عنصر جبران کننده دما (ب)

با در نظر گرفتن تأثیر شنت، مقاومت داخلی میلی‌متر (آمپرمتر)

Rma = RiRsh/(Ri+Rsh). (4)

برای ارائه کافی است دقت بالا V طیف گسترده ایجریان های اندازه گیری شده، دستگاه باید چندین محدودیت اندازه گیری داشته باشد. این امر با استفاده از یک سری از شنت های قابل تغییر طراحی شده به دست می آید معانی مختلفمحدود کردن IP فعلی

ضریب مقیاس انتقال N نسبت مقادیر حد بالایی دو حد اندازه گیری مجاور است. هنگامی که N = 10، به عنوان مثال، در یک میلی‌متر چهار حدی با محدودیت‌های 1، 10، 100 و 1000 میلی‌آمپر، مقیاس ابزار ساخته شده برای یکی از حدود (1 میلی آمپر) به راحتی می‌تواند برای اندازه‌گیری جریان‌های دیگر استفاده شود. محدودیت ها با ضرب قرائت در ضریب مربوطه 10، 100 یا 1000 است. در این حالت، محدوده اندازه گیری به 90 درصد محدوده قرائت می رسد، که منجر به افزایش محسوس خطای اندازه گیری آن مقادیر فعلی می شود که مطابق با قرائت در بخش های اولیه ترازو است.

برنج. 5. مقیاس میلی‌مترهای مگنتوالکتریک چند حدی

به منظور افزایش دقت اندازه گیری در برخی ابزارها، مقادیر محدود کننده جریان های اندازه گیری شده از تعدادی اعداد 1، 5، 20، 100، 500 و غیره با استفاده از یک مقیاس مشترک با چندین ردیف عددی انتخاب می شوند. علائم برای خواندن (شکل 5، a). گاهی اوقات مقادیر حدی از یک سری اعداد 1، 3، 10، 30، 100 و غیره انتخاب می شوند، که امکان حذف شمارش در یک سوم اول مقیاس را فراهم می کند. با این حال، مقیاس باید دارای دو ردیف علامت باشد که در مقادیری که به ترتیب مضرب 3 و 10 هستند (شکل 5، b).

سوئیچینگ شنت های مورد نیاز برای حرکت از یک حد اندازه گیری به حد دیگر را می توان با استفاده از یک سوئیچ در هنگام استفاده از پایانه های ورودی مشترک در تمام محدودیت ها (شکل 6) یا با استفاده از سیستمی از سوکت های تقسیم، که نیمه های آن به یکدیگر متصل هستند، انجام داد. با یک دوشاخه فلزی سیم اندازه گیری (شکل 7). یکی از ویژگی های مدارها در شکل. 6، b و 7، b این است که شنت هر حد اندازه گیری شامل مقاومت های شنت های دیگر محدودیت های کمتر حساس است.

برنج. 6. طرح های میلی متر چند حد با سوئیچ از حد اندازه گیری.

هنگام سوئیچ کردن تحت جریان حد اندازه گیری دستگاه، در صورتی که متر به طور خلاصه بدون شنت به مدار جریان اندازه گیری شده متصل شود، آسیب به آن ممکن است. برای جلوگیری از این امر، طراحی کلیدها (شکل 6) باید انتقال از یک کنتاکت به کنتاکت دیگر را بدون قطع شدن مدار تضمین کند. بر این اساس، طراحی سوکت‌های اسپلیت (شکل 7) باید اجازه دهد که دوشاخه سیم اندازه‌گیری، هنگام روشن شدن، ابتدا با شنت و سپس با مدار متر بسته شود.

برنج. 7. طرح‌های میلی‌متر چندمحدوده با سوئیچینگ سوکتی از محدودیت‌های اندازه‌گیری.

به منظور محافظت از متر در برابر اضافه بارهای خطرناک، گاهی اوقات یک دکمه Kn با یک تماس قطعی به موازات آن قرار می گیرد (شکل 7، b). کنتور فقط در صورت فشار دادن دکمه وارد مدار می شود. راه موثرحفاظت از کنتورهای حساس شنت آنها (در جهت جلو) با انتخاب ویژه است دیودهای نیمه هادی; با این حال، در این مورد، نقض یکنواختی مقیاس ممکن است.

در مقایسه با دستگاه‌های دارای شنت‌های قابل تغییر، دستگاه‌های چند برد با شنت‌های جهانی قابل اطمینان‌تر هستند. یک شنت یونیورسال گروهی از مقاومت های متصل به سری است که همراه با متر تشکیل می شوند مدار بسته(شکل 8). برای اتصال به مدار مورد آزمایش از یک گیره منفی مشترک و یک گیره متصل به یکی از شیرهای شنت استفاده می شود. در این حالت دو شاخه موازی تشکیل می شود. به عنوان مثال، هنگامی که کلید B روی موقعیت 2 تنظیم می شود (شکل 8، a)، یک شاخه شامل مقاومت های بخش فعال شنت است که دارای مقاومت Rsh.d = Rsh2 + Rsh3 است و شاخه دوم شامل مقاومت Rsh1 است. به صورت سری با متر مقاومت Rsh.d باید به گونه ای باشد که در حداکثر جریان اندازه گیری شده Ip، کل جریان انحراف Ii از متر عبور کند. به طور کلی

Rsh.d = (Rsh + Ri) (Ii/Ip). (5)

که در آن Rsh = Rsh1 + Rsh2 + Rsh3 + ... مقاومت کل شنت است.

شنت یونیورسال به طور کلی عملکرد یک شنت فعال را در حد 1 انجام می دهد که مربوط به کوچکترین است مقدار محدودجریان اندازه گیری شده IP1; مقاومت آن را می توان با استفاده از فرمول (1) محاسبه کرد. اگر محدودیت های اندازه گیری انتخاب شده باشد Iп2 = = N12*Iп1. IP3 = N23 * IP2; Iп4 = N34*Iп3 و غیره، سپس مقاومت بخش های جداگانه شنت با عبارات تعیین می شود:

Rsh2 + Rsh3 + RSH4 + ... = Rsh/N12;

Rsh3 + Rsh4 + ... = Rsh/(N12*N23);

Rsh4 + ... = Rsh/(N12*N23*N34) و غیره. تفاوت مقاومت از دو برابری مجاور به ما امکان می دهد مقاومت را تعیین کنیم. اجزای فردیشانت Rsh1، Rsh2، Rsh3 و غیره

برنج. 8. طرح های میلیمتر چند حدی با شنت های جهانی

از عبارات فوق واضح است که فاکتورهای انتقال N12، N23، N34 و غیره کاملاً با نسبت مقاومت های بخش های جداگانه شنت تعیین می شوند و کاملاً مستقل از داده های متر هستند. بنابراین، همان شنت جهانی، متصل به موازات مترهای مختلف، محدودیت های خود را به همان تعداد بار تغییر می دهد. در این حالت، حد اولیه اندازه گیری با فرمول تعیین می شود

Ip1 = Ii*(Ri/Rsh + 1). (6)

از نمودارهای شکل. 8 نشان می دهد که در دستگاه های دارای شنت جهانی، محدودیت های اندازه گیری را می توان هم با استفاده از سوئیچ ها و هم با استفاده از سوکت ها انتخاب کرد نوع معمولی. قطع شدن تماس در این مدارها برای کنتور بی خطر است. اگر مقدار تقریبی جریانی که باید اندازه‌گیری شود ناشناخته است، قبل از اتصال دستگاه چند حدی به مدار مورد آزمایش، بزرگترین حد اندازه‌گیری باید تنظیم شود.

کالیبراسیون میلی آمپرمترها و آمپرمترهای مغناطیسی

کالیبراسیون یک دستگاه اندازه گیری شامل تعیین ویژگی کالیبراسیون آن است، یعنی رابطه بین مقادیر کمیت اندازه گیری شده و قرائت های دستگاه قرائت، که در قالب یک جدول، نمودار یا فرمول بیان می شود. در عمل، کالیبراسیون یک ابزار اشاره گر با اعمال تقسیماتی در مقیاس آن تکمیل می شود که با مقادیر عددی خاصی از کمیت اندازه گیری شده مطابقت دارد.

برای دستگاه های مغناطیسی با مقیاس های یکنواخت، وظیفه اصلی کالیبراسیون ایجاد مطابقت تقسیم مقیاس نهایی با مقدار محدود کننده مقدار اندازه گیری شده است، که می تواند با استفاده از نموداری مشابه آنچه در شکل نشان داده شده است انجام شود. 3. دستگاه در حال کالیبره به پایانه های 1 و 2 متصل می شود. با یک رئوستات R در مدار که توسط منبع جریان مستقیم تغذیه می شود، مقدار حدی Ip جریان با استفاده از دستگاه مرجع mA و نقطه مقیاسی که متر به آن می رسد تنظیم می شود. سوزن I منحرف می شود اگر دستگاه در حال کالیبره شدن دارای یک حد باشد، پس از آن نقطه پایانمقیاس را می توان در هر نقطه نزدیک به توقف که حرکت فلش را محدود می کند گرفته شود. در ابزارهای چند حدی با مقیاس های متعدد، چنین انتخاب دلخواه پایان مقیاس را می توان تنها در یک حد، که به عنوان حد اولیه در نظر گرفت، انجام داد.

اگر فلش در Ip فعلی در تقسیم نهایی مقیاس نباشد، تنظیم دستگاه ضروری است. در دستگاه های تک محدود یا در حد اولیه یک دستگاه چند محدودیتی، این تنظیم را می توان با استفاده از شنت مغناطیسی انجام داد. در غیاب مورد دوم، تنظیم با تنظیم مقاومت های شنت انجام می شود. اگر در جریان Ip فلش به تقسیم نهایی نرسد، مقاومت شنت Rsh باید افزایش یابد. هنگامی که فلش از مقیاس خارج می شود، مقاومت شانت کاهش می یابد.

هنگام کالیبره کردن دستگاه های چند حدی که مطابق با طرح های نشان داده شده در شکل 1 عمل می کنند. 6، b، 7، b و 8، تنظیم شنت ها باید به ترتیب خاصی انجام شود، با شروع مقاومت شنت Rsh، مطابق با بالاترین حد فعلی Iп3. سپس مقاومت شنت های Rsh2 و Rsh1 به ترتیب تنظیم می شوند. هنگام تعویض محدودیت ها، ممکن است نیاز به تعویض دستگاه مرجع باشد که حد بالای اندازه گیری آن در همه موارد باید برابر یا کمی بیشتر از مقدار حدی مقیاس کالیبره شده باشد.

با دانستن موقعیت تقسیمات اولیه و نهایی یک مقیاس یکنواخت، تعیین موقعیت تمام تقسیمات میانی آسان است. با این حال، باید در نظر داشت که برخی از دستگاه های مغناطیسی، به دلیل نقص یا ویژگی های طراحی، مدار اندازه گیریممکن است تناسب دقیقی بین حرکت زاویه ای اشاره گر و جریان اندازه گیری شده وجود نداشته باشد. بنابراین، توصیه می شود کالیبراسیون ترازو را در چند مورد بررسی کنید نقاط میانی، تغییر جریان با رئوستات R. مقاومت Ro برای محدود کردن جریان در مدار عمل می کند.

کالیبراسیون باید با دستگاه کاملاً مونتاژ شده و در شرایط عملیاتی معمولی انجام شود. نقاط مرجع به دست آمده با یک مداد تیز شده (با شیشه برداشته شده از محفظه کنتور) روی سطح ترازو اعمال می شود یا با توجه به علائم موجود در مقیاس موجود دستگاه ثابت می شود. اگر ترازوی متر قدیمی غیرقابل استفاده باشد، یک ترازو جدید از کاغذ ضخیم و صاف ساخته می شود که به جای ترازو قدیمی با چسب مقاوم در برابر رطوبت چسبانده می شود. موقعیت ترازو جدید باید دقیقاً با موقعیت اشغال شده توسط ترازو قدیمی هنگام کالیبره کردن دستگاه مطابقت داشته باشد. نتایج خوببا رسم ترازو با جوهر سیاه در مقیاس بزرگ شده و سپس تهیه یک فتوکپی از آن در اندازه مورد نیاز به دست می آیند.

در بالا بحث شد اصول کلیفارغ التحصیلی برای اشاره گر اعمال می شود ابزار اندازه گیریبرای اهداف مختلف

ویژگی های اندازه گیری جریان مستقیم

برای اندازه گیری جریان، یک دستگاه (به عنوان مثال، یک میلی متر) به صورت سری به مدار مورد آزمایش متصل می شود. این منجر به افزایش مقاومت کل مدار و کاهش جریان جریان در آن می شود. درجه این کاهش (بر حسب درصد) با ضریب نفوذ میلی‌متر تخمین زده می‌شود

Vma = 100*Rma/(Rma + Rc)،

که در آن Rc مقاومت کل مدار بین نقاط اتصال دستگاه است (به عنوان مثال، پایانه های 1 و 2 در نمودار در شکل 3).

ضرب صورت و مخرج سمت راست فرمول در مقدار جریان در مدار I و در نظر گرفتن اینکه I * Rma افت ولتاژ روی میلی‌متر Uma است و I (Rma + Rc) برابر است emf. E، با عمل در مدار مورد مطالعه، به دست می آوریم

Vma = 100*Uma/E.

در یک زنجیره پیچیده (شاخه ای) تحت e. d.s. باید ولتاژ مدار باز بین نقاط قطعی که دستگاه باید به آن وصل شود را درک کنید.

مقدار ولتاژ محدود کننده Uma افت ولتاژ در دستگاه Uп است که باعث می شود سوزن آن به علامت مقیاس نهایی منحرف شود. بنابراین، فوق العاده است معنی ممکنضریب تاثیر در هنگام استفاده از این دستگاه

Bp = 100Up/E. (7)

از فرمول های فوق چنین بر می آید که کمتر e. d.s. E، دستگاه با شدت بیشتری بر جریان اندازه گیری شده تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، اگر Up/E = 0.1، Vp = 10٪، یعنی روشن کردن دستگاه می تواند باعث کاهش 10٪ جریان در مدار شود. در Up/E = 0.01، کاهش جریان از 1٪ تجاوز نمی کند. بنابراین، هنگام اندازه‌گیری جریان رشته‌ای لوله‌های رادیویی یا جریان امیتر ترانزیستورها، باید انتظار زیادی داشت. تغییر بیشترجریان در مدار نسبت به اندازه گیری جریان آند، صفحه یا کلکتور. همچنین بدیهی است که با همان محدودیت‌های اندازه‌گیری، دستگاهی که با مقدار ولتاژ پایین‌تر مشخص می‌شود، تأثیر کمتری بر جریان اندازه‌گیری شده دارد. در میلی‌مترهای چند بردی با شنت‌های سوئیچ‌پذیر (شکل 6 و 7)، در تمام محدودیت‌های اندازه‌گیری، حداکثر افت ولتاژ در سراسر دستگاه یکسان و برابر با ولتاژ انحراف کل کنتور است، یعنی بالا = Ui = Ii/ Ri، و توان مصرفی دستگاه به مقدار محدود می شود

Pn = IiUi = Ip*Ii*Ri. بر حسب میلی‌متر با شنت‌های جهانی (شکل 8)، افت ولتاژ در سراسر دستگاه تنها در حد اولیه 1 برابر است با Ii*Ii. در سایر محدودیت‌ها به مقدار Up ≈ Ii*(Rp + Rsh) افزایش می‌یابد (با افزایش توان مصرفی دستگاه در (Ri + Rsh)/Ri بار)، زیرا نشان دهنده مجموع افت ولتاژ روی متر و بخش شنت متصل به صورت سری با آن است. در نتیجه، دستگاهی با یک شنت جهانی، در حالی که همه چیزهای دیگر برابر هستند، نسبت به دستگاهی با شنت‌های قابل تغییر، تأثیر قوی‌تری بر روی حالت مدارهای مورد مطالعه دارد.

اگر مقاومت کل شنت جهانی Rsh >> Ri را در نظر بگیریم، آنگاه کمترین حد میلی‌متر نزدیک به Ii خواهد بود، اما در سایر محدودیت‌ها افت ولتاژ در دستگاه ممکن است بیش از حد بزرگ باشد. اگر مقاومت Rsh را کوچک در نظر بگیریم، کوچکترین جریان حدی Iп1 دستگاه افزایش می یابد. بنابراین، در هر مورد خاص لازم است که موضوع حل شود ارزش قابل قبولمقاومت شنت Rsh.

هنگام اتصال یک دستگاه مغناطیسی الکتریکی به یک مدار جریان ضربانی یا پالسی به منظور اندازه گیری مولفه مستقیم این جریان، لازم است یک خازن بزرگ به موازات دستگاه وصل شود که مقاومتی برای قطعه جریان متناوب دارد که به طور قابل توجهی کمتر است. مقاومت داخلیدستگاه Rma. به منظور از بین بردن تأثیر ظرفیت خازن دستگاه نسبت به بدنه تأسیسات مورد مطالعه، محل اتصال دستگاه به مدارهای فرکانس بالا به گونه ای انتخاب می شود که یکی از پایانه های آن مستقیماً یا از طریق یک دستگاه متصل شود. خازن با ظرفیت بالا به بدنه

در برخی موارد، در مدارهای مختلف تست دستگاه رادیو الکترونیکیشامل شنت‌های دائمی است که اجازه می‌دهد از همان متر مغناطیسی برای نظارت متناوب جریان‌ها در این مدارها بدون شکستن آنها استفاده شود.

وظیفه 1. محاسبه مدار یک میلی‌متر با یک شنت جهانی (شکل 8) برای سه حد اندازه‌گیری: 0.2; 2 و 20 میلی آمپر با ضریب انتقال N = 10. دستگاه متر - میکرو آمپرمتر نوع M94 - دارای داده های: Ii = 150 μA = 0.15 میلی آمپر، Ri = 850 اهم، Ui = Ii/Ri = 0.128 V. برای هر حد، در صورت وجود جریان الکتریکی در مدار دوم، ولتاژ افت دستگاه را در حداکثر جریان و همچنین حداکثر تأثیر ممکن دستگاه بر جریان اندازه گیری شده را پیدا کنید. d.s. E = 20 ولت.

1. در حد 1 (Iп1 = 0.2 میلی آمپر)، شنت به متر به طور کلی یک شنت جهانی است. امپدانسدومی، با فرمول (1)، Rsh = 2550 اهم تعیین می شود.

افت ولتاژ در دستگاه در حداکثر جریان Up1 = Ui = 0.128 V است. حداکثر ضریب تأثیر ممکن میلی‌آمتر Vp1 = (Up1/E)*100 = 0.64٪ است.

2. برای حد 2 (Ip2 = 2 mA)، مقاومت بخش شنت شنت جهانی Rsh2+ Rsh3 = Rsh/N = 255 اهم است. بنابراین، مقاومت Rsh1 = Rsh - (Rsh2 + Rsh3) = 2295 اهم.

حداکثر افت ولتاژ در دستگاه Up2 = Ii/(Ri + Rsh1) = 0.727 V. ضریب تأثیر محدود Vp2 = 100*Up2/E = 3.63%.

3. برای محدودیت 3 (IP3 = 20 میلی آمپر) Rsh3 = Rsh/N 2 = 25.5 اهم. Rsh2 = 255-25.5 = 229.5 اهم. Up3 = Ip*(Ri + Rsh1 + Rsh2) = 0.761 V; Bp3 = 100*p3/E = 3.80%.

وظیفه 2. مدار یک میلی‌متر را با یک شنت جهانی برای سه حد اندازه‌گیری محاسبه کنید: 5، 50 و 500 میلی‌آمپر. دستگاه متر - میکرو آمپرمتر نوع M260M - دارای داده های زیر است: Ii = 500 µA، Ri = 150 اهم. اگر اندازه گیری هایی در محدوده 5 و 50 میلی آمپر در مدارهایی انجام می شود که در آنها به عنوان مثال، تأثیر دستگاه را بر جریان اندازه گیری شده تعیین کنید. d.s. نه کمتر از 200 ولت و در حد 500 میلی آمپر - در مدار رشته ای یک لوله رادیویی که از باتری با emf تغذیه می شود. 6 V.

پاسخ: Rsh = 16.67 اهم; Rsh1 = 15 اهم؛ Rsh2= 1.5 اهم; Rsh3=0.17 اهم; Up1 = 75 mV; Bp1 = 0.037٪; Up2 = 82.5 میلی ولت؛ Bp2 = 0.041٪; Up3 = 83 mV; VP3= 1.4%.

پاسخ: 1) Rsh1 = 16.67 اهم; Rsh2 = 1.52 0m; Rsh3=0.15 اهم; 2) Rsh1 = 15.15 اهم. Rsh2= 1.37 اهم; Rsh3 = 0.15 اهم.

میکرو آمپرمترهای DC ترانزیستوری

در صورت نیاز به اندازه گیری جریان های بسیار کوچک، به طور قابل توجهی کمتر از کل جریان انحراف I متر مغناطیسی موجود، دومی همراه با تقویت کننده جریان مستقیم استفاده می شود. ساده ترین و مقرون به صرفه ترین تقویت کننده های مبتنی بر ترانزیستورهای دوقطبی هستند. تقویت جریان را می توان با اتصال ترانزیستورها با استفاده از مدارهایی با یک امیتر مشترک و یک کلکتور مشترک بدست آورد، اما مدار اول ترجیح داده می شود زیرا کمتر ارائه می دهد. امپدانس ورودیتقویت کننده

برنج. 9. مدارهای میکرو آمپرمترهای DC تک ترانزیستوری

ساده ترین مدار یک میکرو آمپرمتر تک ترانزیستوری که از منبعی با emf تغذیه می شود. E = 1.5 ... 4.5 V، نشان داده شده در شکل. 9، یک، خطوط جامد. جریان پایه Ib جریان اندازه گیری شده است که در مقدار اسمی معینی که در یک جریان Ik در مدار کلکتور جریان دارد، برابر با کل جریان انحراف Ii متر I است. ضریب انتقال جریان استاتیک Vst = Ik/Ib = Ii/ در، از جایی که جریان نامی اندازه گیری شده In = Ii/Bst. به عنوان مثال، هنگام استفاده از یک ترانزیستور نوع GT115A با Vst = 60، و یک متر نوع M261 با جریان Ii = 500 μA، جریان نامی In = 500/60 ≈ 8.3 μA است. از آنجایی که رابطه بین جریان های Ik و Ib نزدیک به خطی است، مقیاس متر که در مقادیر جریان اندازه گیری شده درجه بندی شده است، تقریباً یکنواخت خواهد بود (به استثنای بخش اولیه کوچکی از مقیاس تا 10٪ از آن. طول). با اتصال یک شنت انتخاب شده ویژه بین پایانه های ورودی، می توانید حداکثر جریان اندازه گیری شده را به مقدار مناسب برای محاسبات افزایش دهید (به عنوان مثال، تا 10 μA).

که در مدارهای واقعیمیکرو آمپرمترهای ترانزیستوری اقداماتی را با هدف تثبیت حالت کار و اصلاح انحرافات احتمالی آن انجام می دهند. اول از همه، غیرقابل قبول است (مخصوصاً وقتی افزایش ولتاژمنبع تغذیه) مدار باز پایه ترانزیستور، که ممکن است در حین اندازه گیری رخ دهد. بنابراین، پایه از طریق یک مقاومت مقاومت کوچک یا همانطور که با خط چین در شکل نشان داده شده است به امیتر متصل می شود. 9، الف، ج قطب منفیمنبع از طریق یک مقاومت Rb با مقاومتی در حد صدها کیلو اهم. که در مورد دومیک ولتاژ بایاس به پایه عرضه می شود که حالت عملکرد تقویت کننده را تنظیم می کند. سپس، به منظور تنظیم مورد نیاز جریان نامی(با فرض 10 µA برای مثال بالا) مقاومت پیرایش Rsh = (2...5) Ri را موازی با متر (یا به صورت سری با آن) روشن کنید.

باید در نظر داشت که در صورت عدم وجود جریان اندازه گیری شده، جریان اولیه کلکتور Ik.n از متر عبور می کند و به 5-20 μA می رسد و به دلیل وجود یک جریان کلکتور معکوس کنترل نشده Ik.o و جریان در مدار مقاومت پایه Rb. اثر جریان Ik.n را می توان با صفر کردن سوزن متر با استفاده از یک اصلاح کننده مکانیکی دستگاه جبران کرد. با این حال، انجام آن منطقی تر است نصب برقبه عنوان مثال، با استفاده از یک باتری کمکی E0 و یک رئوستات R0 = (5...10) رند، در مدار متر یک جریان جبرانی I0، برابر با مقدار، اما در جهت مخالف جریان Ik.n ایجاد می کند. به جای دو منبع تغذیه، می توانید از یکی (شکل 9، ب) استفاده کنید، که به موازات آن یک تقسیم کننده ولتاژ متشکل از دو مقاومت R1 و R2 با مقاومت های مرتبه صدها اهم متصل می شود. این یک مدار پل DC ایجاد می کند (به روش پل برای اندازه گیری مقاومت الکتریکی مراجعه کنید)، که با تغییر مقاومت یکی از بازوها (R0) متعادل می شود.

نیاز به پیچیده کردن مدار اصلی تقویت کننده تک ترانزیستوری منجر به این واقعیت می شود که افزایش جریان

Ki = Ui/In (8)

معلوم می شود که کمتر از ضریب انتقال جریان Vst ترانزیستور استفاده شده است. علاوه بر این، عملیات قابل اعتمادمیکرو آمپرمتر ترانزیستوری فقط در صورت انتخاب Ki قابل ارائه است<< Вст.

همانطور که مشخص است، پارامترهای ترانزیستور به طور قابل توجهی به دمای محیط بستگی دارد. تغییر در حالت دوم منجر به نوسانات خود به خودی (رانش) جریان کلکتور معکوس Ik.o می شود که در ترانزیستورهای ژرمانیومی به ازای هر 10 کلوین افزایش دما تقریباً 2 برابر افزایش می یابد. این باعث تغییر قابل توجهی در بهره جریان Ki و مقاومت ورودی تقویت کننده می شود که می تواند منجر به نقض کامل ویژگی های کالیبراسیون دستگاه شود. همچنین باید تغییر برگشت ناپذیر پارامترها ("پیری") ترانزیستورهای مشاهده شده در طول زمان را در نظر گرفت که نیاز به بررسی دوره ای و اصلاح ویژگی های کالیبراسیون دستگاه ترانزیستور را ایجاد می کند.

اگر بتوان تغییر Ik.o فعلی را تا حدی با تنظیم صفر قبل از شروع اندازه گیری جبران کرد، باید اقدامات خاصی برای تثبیت بهره Ki انجام شود. بنابراین، بایاس به پایه (شکل 9، b) از طریق یک تقسیم‌کننده ولتاژ از مقاومت‌های Rb1 و Rb2 تامین می‌شود و گاهی اوقات از یک ترمیستور با ضریب مقاومت دمایی منفی به عنوان دومی استفاده می‌شود. ترمیستور را می توان با دیود D که موازی با مقاومت Rb1 متصل است جایگزین کرد. با افزایش دما، مقاومت معکوس دیود کاهش می یابد، که منجر به توزیع مجدد ولتاژ بین الکترودهای ترانزیستور می شود که با افزایش جریان کلکتور مقابله می کند. بازخورد منفی بین کلکتور و پایه در همان جهت عمل می کند که به دلیل اتصال خروجی مقاومت Rb2 به کلکتور (و نه منبع تغذیه منهای) ظاهر می شود. موثرترین اثر با بازخورد منفی است که زمانی رخ می دهد که یک مقاومت Re به مدار امیتر متصل شود.

افزایش پایداری تقویت کننده با استفاده از بازخورد منفی به اندازه کافی عمیق منجر به نسبت کمی از ضرایب Ki/Bst می شود. بنابراین، برای به دست آوردن یک بهره Ki برابر با چند ده، لازم است یک ترانزیستور ژرمانیومی با ضریب انتقال جریان بالا برای میکرو آمپرمتر انتخاب شود: Vst = 120...200.

در میکروآمپرمترها می توان از ترانزیستورهای سیلیکونی استفاده کرد که در مقایسه با ژرمانیوم دارای پارامترهایی هستند که هم در طول زمان و هم با توجه به تأثیرات دما پایدارتر هستند. با این حال، ضریب Vst برای ترانزیستورهای سیلیکونی معمولاً کوچک است. می توان آن را با استفاده از یک مدار ترانزیستور مرکب افزایش داد (شکل 9، ج). دومی دارای ضریب انتقال جریان Vst تقریبا برابر حاصلضرب ضرایب مربوط به ترانزیستورهای سازنده آن است، یعنی Vst ≈ Vst1*Vst2. با این حال، جریان کلکتور معکوس ترانزیستور کامپوزیت:

Ik.o ≈ Ik.o2 + Bst2*Ik.o1

به طور قابل توجهی از جریان های مربوط به اجزای آن فراتر می رود و در معرض نوسانات دمایی قابل توجه است که منجر به نیاز به تثبیت حالت تقویت کننده می شود.

هنگامی که تقویت کننده آن در یک مدار متعادل با دو ترانزیستور معمولی یا مرکب، که مخصوصاً با توجه به هویت پارامترهای آنها انتخاب می شوند (در درجه اول، با توجه به برابری تقریبی ضرایب Vst) تنظیم شده است، پایداری بالای عملکرد یک میکرو آمپرمتر ترانزیستوری آسان تر است. و جریانات Ik.o). یک نمودار معمولی از چنین دستگاهی با عناصر تثبیت و اصلاح در شکل نشان داده شده است. 10. از آنجایی که جریانهای کلکتور اولیه ترانزیستورها تقریباً به طور مساوی به دما و ولتاژ تغذیه بستگی دارند و از طریق کنتور در جهت مخالف جریان می یابند و یکدیگر را جبران می کنند، پایداری موقعیت صفر سوزن کنتور و یکنواختی مقیاس آن افزایش می یابد. بازخورد منفی عمیق ارائه شده توسط مقاومت های Re و Rb.k باعث افزایش پایداری بهره جریان می شود. مدار متعادل همچنین حساسیت میکروآمپرمتر را افزایش می دهد، زیرا جریان اندازه گیری شده پتانسیل هایی با علائم مختلف در الکترودهای ورودی هر دو ترانزیستور ایجاد می کند. در نتیجه مقاومت داخلی یک ترانزیستور افزایش می یابد و دیگری کاهش می یابد که عدم تعادل نقطه جریان مستقیم را افزایش می دهد که در مورب آن متر AND گنجانده شده است.

هنگام تنظیم یک میکروآمپرمتر متعادل، پتانسیومتر تنظیم کننده Rk برای یکسان سازی پتانسیل های کلکتور استفاده می شود، که با عدم خوانش کنتور در هنگام اتصال کوتاه پایانه های ورودی کنترل می شود. تنظیم صفر در حین کار با استفاده از پتانسیومتر Rb با یکسان سازی جریان های پایه با پایانه های ورودی باز انجام می شود. باید در نظر داشت که این دو تنظیم به یکدیگر وابسته هستند و هنگام اشکال زدایی دستگاه باید چندین بار به نوبه خود تکرار شوند.

برنج. 10. مدار متعادل میکرو آمپرمتر ترانزیستوری

مقاومت ورودی میکرو آمپرمتر Rmka عمدتاً با مقاومت کل R = Rb1 + Rb2 + R6 تعیین می شود که بین پایه های ترانزیستورها عمل می کند و تقریباً (0.8...0.9) * R است. تعیین دقیق آن، و همچنین جریان محدود کننده نامی در، باید به صورت تجربی تعیین شود. تنظیم مقدار مورد نیاز جریان نامی با استفاده از زنجیره ای از مقاومت ها راحت است که مقاومت آن باید هنگام تعیین مقاومت ورودی Rμm در نظر گرفته شود.

پایداری مقاومت ورودی امکان گسترش حد اندازه گیری را در جهت کاهش حساسیت با استفاده از شنت فراهم می کند. مقاومت شنت مورد نیاز برای به دست آوردن حداکثر جریان اندازه گیری شده Iп،

Rsh.p = Rmka*In/(Ip - In) = Rmka*Ii/(Ki*Ip - Ii) (9)

با داده های عددی نشان داده شده در نمودار و استفاده از ترانزیستورهای با Vst ≈ 150، میکروآمپرمتر متعادل دارای بهره Ki ≈ 34 است و می تواند با استفاده از یک مقاومت برش Rm به جریان نامی In = 10 μA تنظیم شود. اگر لازم باشد جریان نامی تقریباً 1 میکروآمپر به دست آید، تقویت کننده با مرحله دوم تکمیل می شود، که اغلب در مدار پیرو امیتر اجرا می شود، که تطبیق امپدانس خروجی تقویت کننده را با امپدانس پایین آسان تر می کند. AND متر

. جارییا آمپربا تعداد الکترون هایی که در یک ثانیه از یک نقطه یا عنصر مدار عبور می کنند تعیین می شود. به عنوان مثال، حدود 2,000,000,000,000,000 (دو تریلیون) الکترون در هر ثانیه از رشته یک لامپ رشته ای سوزان یک چراغ قوه عبور می کند. با این حال، در عمل تعداد الکترون‌ها نیست که اندازه‌گیری می‌شود، بلکه حرکت آن‌ها بیان می‌شود آمپر(آ).

آمپریک واحد جریان الکتریکی است که به نام فیزیکدان و ریاضیدان فرانسوی A. Ampere نامگذاری شده است که برهمکنش رساناها با جریان را مطالعه کرده است. به طور تجربی ثابت شده است که با جریان 1A حدود 6250000000000000 الکترون از یک نقطه یا عنصر مدار عبور می کند.

علاوه بر آمپر، واحدهای جریان کوچکتری نیز استفاده می شود: میلی آمپر(mA) برابر با 0.001 A، و میکرو آمپر(μA) برابر با 0.000001 A یا 0.001 میلی آمپر است. از این رو: 1 A = 1000 mA = 1,000,000 µA.

1. وسیله ای برای اندازه گیری قدرت جریان.

مانند ولتاژ، جریان می تواند باشد ثابتو متغیر. ابزارهای مورد استفاده برای اندازه گیری جریان نامیده می شوند آمپر متر, میلی‌مترو میکرو آمپرمترها. درست مانند ولت متر، آمپرمترها هم هستند فلشو دیجیتال.

در نمودارهای الکتریکی، دستگاه ها با یک دایره و یک حرف در داخل نشان داده می شوند: آ(آمپر متر) mA(میلیمتر) و μA(میکرو آمپرمتر). در کنار نماد آمپرمتر، نام حرف آن نشان داده شده است. PAو شماره سریال در نمودار. مثلا. اگر دو آمپرمتر در مدار وجود داشته باشد، در کنار اولی می نویسند " PA1"، و در مورد دوم" PA2».

برای اندازه گیری جریان، آمپرمتر روشن می شود مستقیماً در مدار به صورت سری با بار، یعنی شکست در مدار منبع تغذیه بار. بنابراین، در طول مدت اندازه گیری، آمپرمتر مانند عنصر دیگری از مدار الکتریکی می شود که جریان از آن عبور می کند، اما در عین حال آمپرمتر هیچ تغییری در مدار ایجاد نمی کند. شکل زیر نمودار اتصال یک میلی‌متر به مدار برق یک لامپ رشته‌ای را نشان می‌دهد.

همچنین باید به یاد داشته باشید که آمپرمترها در محدوده های مختلف (مقیاس) موجود هستند و اگر هنگام اندازه گیری از دستگاهی با برد کمتر نسبت به مقدار اندازه گیری شده استفاده کنید، ممکن است دستگاه آسیب ببیند. مثلا. محدوده اندازه گیری میلی آمپر 0...300 میلی آمپر است، به این معنی که قدرت جریان فقط در این محدوده ها اندازه گیری می شود، زیرا اگر جریان بالاتر از 300 میلی آمپر اندازه گیری شود، دستگاه از کار می افتد.

2. اندازه گیری جریان با مولتی متر.

اندازه گیری جریان با مولتی متر عملاً هیچ تفاوتی با اندازه گیری با آمپرمتر یا میلی متر معمولی ندارد. تنها تفاوت این است که یک دستگاه معمولی تنها یک محدوده اندازه گیری دارد که برای حداکثر مقدار جریان مشخص طراحی شده است، در حالی که یک مولتی متر دارای چندین محدوده است و قبل از اندازه گیری باید تعیین کنید که در حال حاضر از کدام محدوده استفاده کنید.

مولتی مترهای معمولی، نه مولتی مترهای حرفه ای، برای اندازه گیری جریان مستقیم طراحی شده اند و دارای چهار زیر محدوده هستند که در سطح خانگی کاملاً کافی است. هر زیر محدوده حداکثر حد اندازه گیری خود را دارد که با یک مقدار دیجیتال نشان داده می شود: 2 متر, 20 متر, 200 متر, 10A. مثلا. در حد " 20 متر» جریان DC را می توان در محدوده 0...20 میلی آمپر اندازه گیری کرد.

به عنوان مثال، اجازه دهید جریان مصرف شده توسط یک LED معمولی را اندازه گیری کنیم. برای انجام این کار، مداری متشکل از یک منبع ولتاژ (باتری قلمی-AA) را جمع آوری می کنیم. GB1و LED VD1و یک مولتی متر را به مدار باز وصل کنید PA1. اما قبل از قرار دادن مولتی متر در مدار، آن را برای اندازه گیری آماده می کنیم.

سیم های اندازه گیری را همانطور که در شکل نشان داده شده است وارد سوکت های مولتی متر می کنیم:

قرمزمیله اندازه گیری نامیده می شود مثبت، و در سوکت قرار می گیرد، در مقابل آن نمادهای پارامترهای اندازه گیری شده وجود دارد: VΩmA»;
سیاهمیله اندازه گیری است منهاییا عمومیو در سوکت قرار می گیرد که روبروی آن نوشته شده است COM" تمام اندازه گیری ها نسبت به این پروب انجام می شود.

در بخش اندازه گیری DC، حد را انتخاب کنید " 2 متر"، که محدوده اندازه گیری آن 0...2 میلی آمپر است. پروب های مولتی متر را طبق نمودار وصل می کنیم و سپس برق می زنیم. LED روشن شد و مصرف جریان آن 1.74 میلی آمپر بود. این، در اصل، کل فرآیند اندازه گیری است.

با این حال، این گزینه اندازه گیری زمانی مناسب است که مصرف فعلی مشخص باشد. در عمل، اغلب زمانی که لازم است جریان در بخشی از مدار اندازه گیری شود، که مقدار آن ناشناخته یا تقریباً مشخص است، وضعیتی پیش می آید. در این حالت اندازه گیری از بالاترین حد شروع می شود.

بیایید فرض کنیم مصرف فعلی LED ناشناخته است. سپس سوئیچ را به حد مجاز منتقل می کنیم. 200 متر"، که مربوط به محدوده 0...200 میلی آمپر است و پس از آن پروب های مولتی متر را به مدار متصل می کنیم.

سپس ولتاژ اعمال می کنیم و به قرائت مولتی متر نگاه می کنیم. در این مورد، قرائت های کنونی « 01,8 "، یعنی 1.8 میلی آمپر. با این حال، یک صفر جلوتر نشان می دهد که شما می توانید تا حد پایین بروید " 20 متر».

برق را خاموش کنید. ما سوئیچ را به حد مجاز منتقل می کنیم " 20 متر" برق را روشن کنید و دوباره اندازه گیری را انجام دهید. خوانش 1.89 میلی آمپر بود.

اغلب موقعیتی وجود دارد که هنگام اندازه گیری جریان یا ولتاژ، نشانگر ظاهر می شود واحد. یک واحد نشان می دهد که یک حد اندازه گیری پایین انتخاب شده است و کمتر از مقدار پارامتر اندازه گیری شده است. در این مورد، شما باید به یک حد بالاتر بروید.

همچنین ممکن است لحظه ای وجود داشته باشد که جریان اندازه گیری شده بالاتر از 200 میلی آمپر باشد و لازم است به حد اندازه گیری بروید. 10A" با این حال، یک نکته ظریف وجود دارد که باید به خاطر بسپارید. علاوه بر این واقعیت که سوئیچ به حد مجاز منتقل شده است " 10Aهمچنین لازم است کاوشگر مثبت (قرمز) را به سمت چپ ترین سوکت منتقل کنید که در مقابل آن مقدار الفبایی "10A" وجود دارد که نشان می دهد این سوکت برای اندازه گیری جریان های بالا در نظر گرفته شده است.

و یک توصیه دیگر آن را به یک قانون تبدیل کنید: هنگامی که تمام اندازه گیری ها را در حد مجاز تمام کردید « 10A» فورا پروب مثبت (قرمز) را به محل معمولی خود منتقل کنید. این باعث صرفه جویی در اعصاب، پروب ها و مولتی متر می شود.

خب، این اساساً تمام چیزی است که می خواستم در مورد اندازه گیری جریان با مولتی متر بگویم. نکته اصلی درک این است که وقتی ولت متر وصل می شود به موازات باریا منبع ولتاژ، در حالی که هنگام اندازه گیری جریان، آمپرمتر مستقیم به مدار متصل می شودو جریانی از آن عبور می کند که المان های مدار را تغذیه می کند.

خوب، برای تقویت آنچه خوانده‌اید، پیشنهاد می‌کنم ویدیویی را تماشا کنید که از مدارهای مثالی برای اندازه‌گیری ولتاژ و جریان با مولتی متر استفاده می‌کند.

در حین کار یک شبکه الکتریکی یا هر وسیله ای، اندازه گیری قدرت جریان ضروری است.

از این مقاله خواهید فهمید که منظور از این اصطلاح چیست و چه ابزارهایی برای این منظور استفاده می شود.

در عین حال، ما در مورد اقدامات ایمنی هنگام انجام چنین کارهایی صحبت خواهیم کرد.

واحد فعلی

در فیزیک، قدرت جریان معمولاً به مقدار بار عبور از سطح مقطع هادی در واحد زمان گفته می شود. واحد اندازه گیری آمپر (A) است. جریان 1 A به گونه ای است که در 1 ثانیه یک بار 1 کولن (C) از سطح مقطع هادی عبور می کند.

قدرت فعلی را می توان با فشار آب مقایسه کرد. همانطور که می دانید، در قدیم رودخانه های کوچک را با سد مسدود می کردند تا فشاری ایجاد شود که بتواند چرخ آسیاب را بچرخاند.

هرچه فشار قوی تر باشد، آسیاب را می توان با کمک آن به حرکت در آورد.

به همین ترتیب، قدرت جریان مشخصه کاری است که الکتریسیته می تواند انجام دهد. یک مثال ساده: با افزایش جریان در مدار، یک لامپ روشن‌تر می‌سوزد.

چرا باید بدانید چه مقدار جریان در یک هادی جریان دارد؟ قدرت جریان تعیین می کند که در صورت تماس تصادفی با قطعات برقی چگونه روی یک فرد عمل می کند. ما اثر تولید شده توسط الکتریسیته را در جدول نمایش می دهیم:

قدرت جریان، A (متغیر با فرکانس 50 هرتز)	اثر
کمتر از 0.5 میلی آمپر	برای انسان نامرئی است
0.5 تا 2 میلی آمپر	عدم حساسیت به محرک های مختلف ظاهر می شود
2 تا 10 میلی آمپر	درد، اسپاسم عضلانی
10 میلی آمپر تا 20 میلی آمپر	تشدید اسپاسم، برخی از بافت ها آسیب دیده اند. با قدرت جریان 16 میلی آمپر یا بیشتر، فرد توانایی باز کردن یا برداشتن دست خود را برای باز کردن تماس با قسمت زنده از دست می دهد.
20 میلی آمپر تا 100 میلی آمپر	فلج تنفسی
100 میلی آمپر تا 3 آمپر	فیبریلاسیون قلبی، اقدامات فوری برای احیای قربانی مورد نیاز است
بیش از 3 A	سوختگی شدید، ایست قلبی (با قرار گرفتن در معرض کوتاه مدت، احتمال احیا باقی می ماند)

در اینجا چند دلیل دیگر وجود دارد:

1. قدرت جریان مشخص کننده بار روی هادی است.حداکثر توان عملیاتی دومی به متریال و سطح مقطع بستگی دارد. اگر جریان خیلی زیاد باشد، سیم یا کابل بسیار داغ می شود. این ممکن است باعث ذوب شدن عایق و در نتیجه اتصال کوتاه شود. به همین دلیل است که سیم کشی همیشه در برابر بار اضافی توسط قطع کننده مدار یا فیوز محافظت می شود. صاحبان آپارتمان ها و خانه های دارای سیم کشی قدیمی باید توجه ویژه ای به جریان جاری در سیم ها داشته باشند: به دلیل استفاده از تعداد روزافزون وسایل برقی، اغلب بار اضافی می شود.
2. بر اساس نسبت مقادیر جریان در مدارهای مختلف یک وسیله الکتریکی، می توان نتیجه گرفت که به درستی کار می کند.برای مثال، جریان هایی با قدرت برابر باید در فازهای یک موتور الکتریکی جریان داشته باشند. در صورت مشاهده ناهماهنگی، موتور معیوب است یا بیش از حد بارگذاری شده است. وضعیت یک دستگاه گرمایش یا "کف گرم" الکتریکی به همین ترتیب تعیین می شود: قدرت جریان در تمام اجزای دستگاه اندازه گیری می شود.

کار الکتریسیته، به طور دقیق تر، توان آن (میزان کار در واحد زمان)، نه تنها به قدرت جریان، بلکه به ولتاژ نیز بستگی دارد. در واقع، حاصل ضرب این مقادیر، توان را تعیین می کند:

W = U * I،

• W - قدرت، W;
• U – ولتاژ، V;
• I – قدرت فعلی، A.

بنابراین، با دانستن ولتاژ در شبکه و قدرت دستگاه، می توانید محاسبه کنید که چه مقدار جریان از آن عبور می کند به شرطی که در شرایط خوبی باشد: I = W/U. به عنوان مثال، اگر مشخص شود که قدرت بخاری 1.1 کیلو وات است و از یک شبکه معمولی 220 ولت کار می کند، قدرت جریان در آن خواهد بود: I = 1100 / 220 = 5 A.

فرمول اندازه گیری فعلی

باید در نظر داشت که طبق قوانین کیرشهوف، قدرت جریان در سیم قبل از انشعاب، مجموع جریان های انشعابات است. از آنجایی که در یک آپارتمان یا خانه همه دستگاه ها در یک مدار موازی به هم متصل هستند، پس اگر به عنوان مثال، دو دستگاه با جریان 5 آمپر به طور همزمان کار کنند، جریان 10 آمپر در سیم تغذیه و در نول مشترک جریان می یابد. سیم

عمل معکوس، یعنی محاسبه توان مصرف کننده با ضرب جریان اندازه گیری شده در ولتاژ، همیشه نتیجه درستی به دست نمی دهد. اگر دستگاه مصرف کننده دارای سیم پیچی باشد، مانند موتورهای الکتریکی که دارای راکتانس القایی هستند، بخشی از توان صرف غلبه بر این مقاومت (قدرت راکتیو) می شود.

برای تعیین توان اکتیو (کار مفید الکتریسیته)، باید ضریب توان واقعی یک دستگاه معین را بدانید که نسبت توان اکتیو و راکتیو است.

ابزار اندازه گیری جریان و ولتاژ

در اینجا چند ابزار اندازه گیری وجود دارد که به برقکار در این مورد کمک می کند:

آمپرمتر

انواع مختلفی از این دستگاه وجود دارد که در اصول عملکرد آنها متفاوت است:

1. الکترومغناطیسی:یک سیم پیچ در داخل وجود دارد، جریانی که از آن عبور می کند یک میدان الکترومغناطیسی ایجاد می کند. این میدان هسته آهنی متصل به فلش را به داخل سیم پیچ می کشد. هرچه جریان بیشتر باشد، هسته بیشتر جمع می شود و سوزن بیشتر منحرف می شود.
2. حرارتی:این دستگاه حاوی یک نخ فلزی کششی است که به یک فلش متصل است. جریان جاری باعث گرم شدن رشته می شود که درجه آن به قدرت جریان بستگی دارد. و هر چه نخ بیشتر گرم شود، به ترتیب بلندتر و افتادگی آن بیشتر می شود، فلش بیشتر منحرف می شود.
3. مغناطیس الکتریک:این دستگاه دارای یک آهنربای دائمی است که در میدان آن یک قاب آلومینیومی متصل به فلش با سیمی به دور آن وجود دارد. هنگامی که جریان الکتریکی از سیم عبور می کند، قاب در یک میدان مغناطیسی تمایل به چرخش در یک زاویه خاص دارد که بستگی به قدرت جریان دارد. و موقعیت فلش که مقدار فعلی را در مقیاس مشخص می کند به زاویه چرخش بستگی دارد.
4. الکترودینامیک:در داخل دستگاه دو کویل سری به هم متصل شده است که یکی از آنها متحرک است. هنگامی که جریان در اثر برهمکنش میدان های الکترومغناطیسی حاصل از سیم پیچ ها عبور می کند، سیم پیچ متحرک تمایل به چرخش نسبت به سیم پیچ ثابت دارد و در عین حال فلش را نیز به همراه خود می کشد. زاویه چرخش بستگی به قدرت جریان دارد.
5. القاء:جریان از طریق سیم پیچ سیم پیچ های ثابت که توسط یک سیستم مغناطیسی به هم متصل شده اند عبور می کند. در نتیجه، یک میدان الکترومغناطیسی دوار یا در حال حرکت تشکیل می‌شود که با مقداری نیرو (بسته به قدرت فعلی) روی یک سیلندر یا دیسک فلزی متحرک عمل می‌کند. آن یکی به فلش متصل است.
6. الکترونیکی:به چنین دستگاه هایی دیجیتال نیز می گویند. یک مدار الکتریکی در داخل وجود دارد، اطلاعات روی نمایشگر کریستال مایع نمایش داده می شود.

مولتی متر برای اندازه گیری جریان

این چیزی است که معمولاً پارامتر پارامتر جریان الکترونیکی جهانی نامیده می شود. می تواند هم به حالت آمپرمتر و هم به حالت ولت متر، اهم متر و مگاهم متر سوئیچ کند (مقاومت های بزرگ، معمولاً عایق، اندازه گیری می شوند).

اندازه گیری جریان با مولتی متر

نتایج اندازه گیری بر روی نمایشگر کریستال مایع نمایش داده می شود. دستگاه برای کار کردن به باتری نیاز دارد.

آزمایشکننده

از نظر عملکرد، این همان مولتی متر است، اما آنالوگ. نتایج اندازه گیری بر روی ترازو با استفاده از یک فلش نشان داده شده است.

گیره متر

گیره متر عملی تر است. آنها فقط باید قسمت سیم مورد آزمایش را گیره دهند، پس از آن دستگاه قدرت جریان جریان در آن را نشان می دهد.

باید در نظر داشت که فقط هادی مورد آزمایش باید در گیره ها باشد. اگر چندین هادی را گیره دهید، دستگاه مجموع هندسی جریان های موجود در آنها را نشان می دهد.

گیره متر

بنابراین، هنگام قرار دادن کل سیم 1 فاز در یک گیره جریان، دستگاه "صفر" را نشان می دهد، زیرا جریان های چند جهته با همان اندازه در هادی های فاز و خنثی جریان دارند.

روش های اندازه گیری

سه ابزار اندازه گیری اول باید در مدار بار به صورت سری با آن، یعنی در قطع سیم، گنجانده شوند. برای یک شبکه 1 فاز، این می تواند یک سیم فاز یا خنثی باشد. برای یک فاز 3 فاز، زیرا در صفر مجموع هندسی جریان ها در تمام فازها جریان دارد (در همان بار برابر با صفر است).

اجازه دهید به دو مورد مهم توجه کنیم:

1. برخلاف ولتمتر (ولتاژ متر)، آمپرمتر را نمی توان بدون بار استفاده کرد، در غیر این صورت اتصال کوتاه رخ می دهد.
2. پروب های دستگاه تنها زمانی می توانند سیم ها یا کنتاکت ها را لمس کنند که ولتاژ وجود نداشته باشد، یعنی خط مورد آزمایش باید قطع شود. در غیر این صورت، ممکن است یک قوس بین پروب با فاصله نزدیک و سیم ایجاد شود و حرارت کافی برای ذوب فلز ایجاد کند.

تمام ابزارهای اندازه گیری دارای یک سوئیچ برد هستند که حساسیت را تنظیم می کند.

زمین برای عملکرد ایمن برق ضروری است. - مهمترین جزء شبکه برق

ترانسفورماتور 220 تا 12 ولت - هدف و توصیه هایی برای ساخت پیدا خواهید کرد.

توجه داشته باشید که جریان مصرفی برخی دستگاه ها مانند تلویزیون و تجهیزات کامپیوتری، کم مصرف و لامپ های ال ای دی سینوسی نیست.

بنابراین، برخی از ابزارهای اندازه گیری که اصل عملکرد آنها به سمت ولتاژ متناوب است، می توانند مقدار چنین جریانی را با خطا تعیین کنند.

ویدیو در مورد موضوع