Jak mierzyć prąd stały i napięcie
Pomiar prądu stałego i napięcia najczęściej realizowany jest za pomocą magnetoelektrycznych mierników panelowych, a przy pomiarze wysokiego napięcia - za pomocą układów elektrostatycznych i jonowych. Czasami stosuje się urządzenia z układów elektromagnetycznych, elektrodynamicznych i ferrodynamicznych, które są znacznie gorsze od urządzeń układu magnetoelektrycznego pod względem dokładności, czułości, zużycia energii, mają nierówną skalę i są wrażliwe na działanie zewnętrznych pól magnetycznych. Woltomierze cyfrowe, amperomierze i urządzenia kombinowane o dużej szybkości i niskim błędzie pomiaru (0,01-0,1%) są coraz częściej wykorzystywane do dokładnych pomiarów.
Najprostszy sposób pomiaru prąd stały a napięcie to bezpośrednie włączenie urządzeń do obwodu, co jest możliwe, gdy spełnione są następujące warunki:
1) maksymalny limit pomiaru amperomierza (woltomierza) jest nie mniejszy niż maksymalny prąd (napięcie) w obwodzie;
2) napięcie znamionowe amperomierza jest nie mniejsze niż napięcie znamionowe w sieci;
3) rezystancja amperomierza Ra jest znacznie mniejsza, a rezystancja woltomierza jest znacznie większa niż rezystancja mierzonego obwodu Rn, znaczna rezystancja amperomierza zmniejsza prąd w obwodzie po włączeniu o wartość
4) przestrzeganie biegunowości podczas włączania urządzeń.
Aby rozszerzyć granice pomiarowe urządzeń, stosuje się przetworniki w formie boczniki pomiarowe, dodatkowe rezystancje, dzielniki napięcia, przekładniki pomiarowe i wzmacniacze pomiarowe. Bocznik to rezystancja połączona równolegle z urządzeniem pomiarowym w obwodzie mierzonego prądu.
Zwykle boczniki są instalowane wewnątrz urządzenia dla prądów do 50-100 A. W przypadku dużych prądów stosuje się boczniki zewnętrzne, które mają cęgi prądowe do podłączenia mierzonego prądu do obwodu i cęgi potencjalne do podłączenia urządzenia pomiarowego. W celu ujednolicenia urządzeń pomiarowych boczniki są produkowane zgodnie z GOST 8042-78 Klasa dokładności boczniki 0,05-0,5.
Podłączając do bocznika miliwoltomierz z granicą pomiaru odpowiadającą nominalnemu spadkowi napięcia na boczniku, uzyskujemy pełną skalę urządzenia aż do nominalnego prądu bocznika. Zmierzony prąd
gdzie In, Un — znamionowy prąd bocznika i spadek napięcia bocznika; Odczyty U -miliwoltomierza.
Aby rozszerzyć zakres pomiarowy woltomierzy, szeregowo z przyrządem pomiarowym dołączony jest dodatkowy opór Rd.
Zmierzone napięcie
gdzie P = Rd / Rc + 1 — współczynnik rozszerzalności granicy pomiaru urządzenia; Uv — odczyt woltomierza;
Rv jest rezystancją wejściową woltomierza.
Dodatkowe rezystancje mogą być zarówno wewnętrzne (umieszczone w obudowie urządzenia), jak i zewnętrzne do pomiaru napięć powyżej 500 V.
Prądy znamionowe dodatkowych rezystancji są znormalizowane przez GOST 8623-78 przy nominalnym spadku napięcia na nich. Błąd podstawowy dodatkowych rezystancji ± (0,1-0,5)%. W celu poszerzenia granic pomiarowych urządzeń o dużej rezystancji wejściowej stosuje się dzielniki napięcia o stałym współczynniku podziału, zwykle wielokrotności 10. W instalacjach przesyłowych wysokiego napięcia oraz w obwodach wysokoprądowych oprócz wskazanych przetwornic. Można zastosować przekładniki pomiarowe prądu stałego.