Как изменить диапазон измерения вольтметра

шунт легко подбирается вручную, если знать как. помню лет 20-25 назад я в кружке делал шунт под амперметр. вырезал полоску фольгированного текстолита, контачил её на выводы стрелочного прибора и включив последовательно с нагрузкой 1А, стал делать надрезы на фольге добиваясь полного отклонения шкалы стрелки. когда это получилось, перестал резать фольгу далее и вставил готовый амперметр в стенд питания. таким нехитрым образом получился указатель на 1 А. кстати заходил в кружок летом и сей стенд питания до сих пор стоит в кружке и мой амперметр до сих пор на нём работает)))))).

способ конечно грубоват, но для применения на практике и в быту вполне сойдёт. таким образом можно подгонять шунт под любой показатель. главное когда будете резать полоски на шунте, старайтесь резать поперёк и не дорезать до края пропилы, чтобы не разорвать цепь. как бы лабиринтом нарезайте и по возможности плотней друг к другу нарезы делайте. и конечно же резак должен быть с изоляционной ручкой, так как будете резать под напряжением!

что касается вольтметра, то ту намного проще. убираете внутренний резистор. смотрите его номинал и подключаете вместо него такого же номинала но переменный резистор спаянный по типу реостата. желательно брать переменный резистор типа «А». затем подаёте нужное вам значение напряжения и вращая ползунок резюка добиваетесь полного отклонения стрелки. добившись полного отклонения, отключаете питание и замеряете получившееся сопротивление на переменнике. подбираете с таким же значением постоянный резистор и впаиваете в вместо переменного. и ваш вольтметр готов.

что касается шкалы, то изменить её проще простого. у вашего вольтметра заранее надо будет снять морду со стеклом, и на старую шкалу наклеить чистую бумагу. затем подключаете к источнику переменного напряжения ваш вольтметр и заводской вольтметр ПАРАЛЛЕЛЬНО и изменяя входное напряжение, градуируем ваш вольтметр по показаниям заводского, то бишь образцового. например, заводской показывает 3 вольта, смотрим на ваш самодельный и отмечаем цифрой «3» на вашей бумажной шкале это деление, указываемое кончиком стрелки. затем изменив напругу до заводского 6 вольт, отмечаем на вашем самодельном цифрой 6 на бумажной шкале деление указываемой кончиком стрпелки. ну и т.д. таким образом градуируем полностью всю шкалу, затем покрываем лаком полученный результат и собираем самодельный вольтметр. вот и всё!

З.Ы. кнопка спасибо внизу, справа.

Изменено 17 ноября, 2012 пользователем к174ун4б

Переходим к работе над измерительными приборами. Здесь их будет задействовано достаточно много: тахометр, два прецизионных мультиметра с функцией True RMS, осциллограф, двухканальный тестер температуры, аналоговый вольтметр и аналоговый амперметр. Из всего перечисленного у нас в полноценном виде нет только двух последних. Поэтому будем их изготавливать самостоятельно.

Аналоговые приборы включены в состав стенда чтобы отслеживать динамику изменения напряжения и тока нагрузки в реальном времени. При работе цифровые мультиметры, в рамках некоторых процессоров, тратят значительное время на преобразование сигнала и его последующий вывод. Получается, что пока выполняются математические вычисления и отображение информации, значение тока или напряжения может существенно измениться, вернуться к ранее выведенному значению и данный факт замечен не будет. После того как будет завершена работа по созданию стенда, в качестве наглядного примера подобной ситуации, можно будет привести измерения параметров цепи при работе указателей поворотов.

Приступаем к изготовлению. Аналоговые приборы будем делать из промышленных измерительных головок, которые устанавливают в распределительные щиты. У нас есть вольтметр, который рассчитан на работу с напряжением до 250 вольт и амперметр с рабочим током до 150 амперметр. Амперметр конечно использовался с шунтирующем резистором. Для того, чтобы нам использовать эти приборы, их потребуется переделать. В цепях, в которые планируется включить амперметр и вольтметр, течёт переменный ток, а приборы рассчитаны на работу с постоянным. Таким образом нам придётся изменить не только предел измерения, но и адаптировать их для работы с переменным током.

Особых проблем с изменением рабочих диапазонов и типом тока мы не видим. Сами точные значения аналоговых приборов пока нам не требуются, поэтому новая шкала в процессе изготовления будет упрощена.

Работу начинаем с создания корпусов. Их мы сделаем из обрезков десятимиллиметровой фанеры. Процесс до безобразия прост, поэтому акцент на нём ставить не будем. Чтобы оценить масштабы переделки мы начали разбирать вольтметр.

Параллельно с переделкой приборов, сразу выполним покрасочные работы. После того как покрытие высохнет, в корпуса установим блоки клемм и приклеим ножки.

Продолжаем работу над вольтметром. Для полного понимания того, что потребуется сделать с измерительным прибором, снимаем пластину на которой находится его шкала.

Внутри корпуса расположены две катушки, измерительная головка и две клеммы которые вмонтированы в основание.

На этапе модернизации устройства стоит более подробно остановиться на принципиальных схемах.

Первой мы рассмотрим схему, которая позволит нам поменять предел измерения напряжения. Если погрузиться в схемотехнику, то мы обнаружим, что измерительная головка — это миллиамперметр. На базе его строятся абсолютно все стрелочные измерительные приборы и индикаторы. В зависимости от того какие радиокомпоненты окружают миллиамперметр и как впоследствии всё это включено в схему, и будет определять назначение измерительного прибора, станет ли он амперметром или вольтметром.

В магнитоэлектрических вольтметрах измеряемое напряжение Uизм. преобразует в ток. Цепь преобразование включает в себя сумму сопротивлений Rма и Rд, где Rма сопротивление измерительной головки, а Rд — добавочное сопротивление.

Rд и отвечает за максимальный предел измерений. Из этих двух сопротивлений и состоит сопротивление самого вольтметра — Rв.

Предел измерения максимального напряжения Uизм.макс. зависит от тока полного отклонения стрелки Iизм.макс. и внутреннего сопротивления измерительной головки Rма.

Вернёмся к нашему вольтметру и посмотрим, что там. Две катушки которые находятся внутри корпуса это и есть добавочные сопротивления. Каждая из них имеет сопротивление 16700 Ом. В последствии, нам потребуется эти две катушки отсоединить, а взамен установить построечный резистор. Им мы установим требуемый нам предел измерения.

Рассмотрим вторую схему, которая нам позволит адаптировать вольтметр для нашего стенда. Как ранее уже было замечено, вольтметр М309 предназначен для работы в цепях с постоянным током. В нашем случае ток будет переменный. Для того чтобы вольтметр мог измерять переменное напряжение есть несколько вариантов схем. Первая с однополупериодным выпрямителем, и вторая с двухполупериодным выпрямителем. Для вольтметров с выпрямителем расчёт Rд будет немного отличаться. Рассчитав добавочный резистор по основной формуле (её см. выше) мы полученное значение Rд должны разделитель на коэффициент. Для однополупериодной схемы этот коэффициент составляет от 2,5 до 3-х единиц, а для двухполупериодной схемы коэффициент составляет от 1,25 до 1,5.

Отсоединив добавочные сопротивления, мы к входным клеммам крепим диодный мост (двухполупериодная схема). Далее к одной из ножек диодного моста припаиваем построечный резистор. От резистора припаиваем провод к измерительной головки. От второй клеммы измерительной головки припаиваем провод к оставшейся клемме диодного моста.

Коммутация электрической схемы внутри вольтметра завершена.

Для проведения испытаний воспользуемся лабораторные автотрансформатором. Им совместно с мультиметром проверим работоспособность модернизированного вольтметра. Как и прогнозировалось, всё работает. Собираем конструкцию дальше. Устанавливаем шкалу обратно и прикручиваем два провода для коммутации клемм на корпусе с вольтметром.

Устанавливаем вольтметр в корпус и подключаем его к корпусным клеммам.

Закрутив заднюю крышку корпуса, мы ещё до изготовления шкалы протестируем вольтметр включив его в схему стенда. Прибор работает.

Переходим к изготовлению новой шкалы. Как уже ранее заявляли она будет иметь упрощённый вид. Её создадим в программе MS Visio и распечатаем на бумаге на принтере.

Наклеиваем шкалу на пластину и собираем прибор.

В следующей статье рассмотрим, что нам потребуется сделать, чтобы можно было включить амперметр М367 в схему нашего стенда.

Расширение
пределов измерения вольтметра достигается
путем включения добавочного сопротивления
последовательно с имеющимся прибором
(рис.5).

Согласно рис.5
имеем:
.
Отсюда получаем выражение для определения
величины добавочного сопротивления:

(6), где U_пр
-максимальное напряжение, для которого
определяется R_доб,
I_пр
— ток отклонения стрелки прибора, r_вн
— внутреннее
сопротивление прибора. Обычно добавочное
сопротивление
R_доб
изготовляется из магниновой или
константановой проволоки, а так же из
графитовых и металлизированных
сопротивлений.

2. Расширение пределов измерения амперметров

ПОСТОЯННОГО ТОКА.

Для расширения
пределов измерения амперметров
постоянного тока применяются шунты.
Шунт
— это
сопротивление, которое включается
параллельно рамке измерительного
прибора (рис.. 6) Шунт отводит часть общего
тока
I_об
через себя и тем самым уменьшает ток,
текущий через рамку прибора.

Согласно
рис.6 имеем:
,
или
.

Отсюда после
преобразования, получаем соотношение
по которому
определяется сопротивление шунта:

(7),

где
r_вн
— сопротивление рамки прибора,
,
I_об
— величина тока, который необходимо
измерить, I_вн
— ток полного отклонения стрелки прибора.

3. Расширение пределов измерения амперметров

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.

Для
измерения больших переменных токов
применяются измерительные трансформаторы
токов, которые не только позволяют
расширить пределы измерения амперметров,
но и позволяют хорошо изолировать их
от цепей высокого напряжения, что важно
из соображений безопасности. Трансформатор
тока состоит (рис.7) из двух обмоток
первичной, включаемой в сеть и обозначаемой
буквамиЛ₁
и Л₂
(Л_1,2
—
включается в сторону генератора), и
вторичной, обозначаемой буквами
U₁
и
U₂
и подключается к амперметру.

Трансформаторы
тока изготовляются переносными, а так
же с разъемным сердечником, так называемые,
токовые клещи, которые применяются для
измерения тока без разрыва цепи, например,
на линиях электросетей 220-380 В.

1. РАСШИРЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ

ИЗМЕРЕНИЯ
ВОЛЬТМЕТРОВПЕРЕМЕННОГО ТОКА.

Для
расширения пределов измерения вольтметров
переменного тока используются
измерительные трансформаторы напряжения
(рис.8).

Первичная обмотка
трансформатора напряжения включается
в сеть высокого напряжения, т.е.
контролируемую цепь. Ко вторичной
обмотке трансформатора напряжения
подключается вольтметр, а так же
параллельные катушки ваттметра, фазометра
и других измерительных приборов.

УПРАЖНЕНИЕ
1

Рассчитать
по формуле (6) и подобрать на магазине
сопротивлений номинальные добавочные
сопротивления для вольтметра
V₂
с диапазонами измерения на
30 и 160В с
целью расширения пределов его измерения
до 220В.

Собрать цепь
согласно рис.9, где
V₁
-контрольный вольтметр на 300В,
a
V₂—испытываемый
вольтметр. В качестве R_доб
используется магазин сопротивлений.

Изменяя входное
напряжение, снять 10-15 показаний приборов
V₁
и V₂,
записать их в форме таблицы и построить
график

.
По оси абсцисс отложить значения V₁,
а по оси ординат
V₂.

УПРАЖНЕНИЕ
2

Рассчитать по
формуле (7)
R_ш
для амперметра на 5А с целью расширения
пределов измерений до 25А.

УПРАЖНЕНИЕ
3.

Собрать
цепь согласно схеме рис.10. Амперметр
A₁
рассчитан
на 10А, а A₂
до 5А.
Изменяя ток при помощи реостата
R
произвести 10-15 измерений, которые
записать в форме таблицы и построить
график зависимости

УПРАЖНЕНИЕ 4.

Подключить вольтметр
к измерительному трансформатору согласно
рис.11, сделать измерения и записать их.

КОНТРОЛЬНЫЕ
ВОПРОСЫ.

1.Самостоятельно
изучить устройство приборов
магнитоэлектрической системы. Основное
уравнение шкалы. Преимущества и недостатки
приборов МЭ системы.

2.Объяснить
устройство и принцип действия приборов
электромагнитной и электродинамической
систем.

1. Можно ли магнитным
   шунтом воздействовать на характер
   шкалы и почему?

2. Изменится ли
   электродинамическая постоянная прибора,
   если он используется не в качестве
   амперметра, а в качестве вольтметра?

5.Можно ли
воздействовать на характер шкалы
изменением противодействующего момента?

6. Для чего служат
измерительные трансформаторы?

1. Можно ли прибором
   электромагнитной системы измерять
   постоянное напряжение?

Электротехника.

Соседние файлы в папке Лаб раб по Электро-Радио Технике

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

  17.05.2015147.97 Кб6Lab9.doc

Измерение напряжения. Расширение пределов измерения вольтметра

§ 73. ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ. РАСШИРЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ИЗМЕРЕНИЯ

Для измерения напряжения служат вольтметры, милливольт­метры и микровольтметры различных систем. Эти приборы включа­ют параллельно нагрузке, а потому сопротивление их должно быть как можно больше. В связи с этим уменьшается достоверность про изведенного измерения.

Для расширения пределов измерения вольт­метра к обмотке измерительного механизма последовательно присоединяют многоомное сопротивление, носящее название добавочного сопротивления (r_д). Схема включения вольт­метра с добавочным сопротивлением приведена на рис. 85.

При такой схеме из n частей напряжения, подлежащего измерению, на обмотку прибора приходится лишь одна часть, а остальные n-1 частей – на добавочное сопротивление. Это происходит пото­му, что сопротивление r_д берется больше сопротивления вольтметра в n —1 раз, а при последовательном соединении напряжение рас­пределяется пропорционально величине сопротивления.

Общее измеренное напряжение равно сумме падения напряжения на этих сопротивлениях.

Число n показывает, во сколько раз расширяют предел измере­ния вольтметра.

Пусть имеющийся у нас вольтметр позволяет измерять напря­жение Uв = 30 в, а необходимо измерить этим прибором напряже­ние U=120 в. Значит, нужно расширить предел его измерения

Добавочное сопротивление, которое надо присоединить последо­вательно к вольтметру, можно определить по формуле

Если сопротивление вольтметра r_в = 3000 ом, то для расширения предела измерения прибора в 4 раза необходимо, чтобы добавочное сопротивление

После присоединения к вольтметру добавочного сопротивления каждое деление шкалы прибора будет соответствовать величине, в n раз большей, чем указано на ней. Например, в нашем случае, если стрелка прибора установится на цифре 30, то это будет озна­чать, что напряжение

Добавочные сопротивления изготовляют чаще всего из манга­нина или константана. Оба эти материала имеют большое удельное сопротивление и малый температурный коэффициент сопротивле­ния.

Шунты и добавочные сопротивления могут быть установлены внутри корпуса прибора или подключаться к его зажимам на время измерений.

Источник

Как расширить пределы измерения приборов в цепях переменного тока

Измерительные трансформаторы тока

Для расширения пределов измерения переменного тока у амперметров и других приборов, имеющих токовые обмотки (счетчики, фазометры, ваттметры и т. д.), применяют измерительные трансформаторы тока. Они состоят из магнитопровода, одной первичной и одной или нескольких вторичных обмоток.

Первичная обмотка трансформатора тока Л1 — Л2 включается последовательно в цепь измеряемого тока, во вторичную обмотку И1 — И2 подключается амперметр или токовая обмотка другого прибора.

Вторичная обмотка трансформатора тока выполняется обычно на ток 5 А. Встречаются также трансформаторы с номинальным вторичным током в 1 А и 10 А. Первичные номинальные токи могут быть от 5 до 15 000 А.

При включенной первичной обмотке Л1 — Л2 вторичная обмотка И1 — И2 должна быть обязательно замкнута на токовую обмотку прибора или закорочена. В противном случае во вторичной цепи возникает большая электродвижущая сила (1000 — 1500 В), опасная для жизни людей и изоляции вторичной обмотки.

У трансформаторов тока один конец вторичной обмотки и кожух заземляются.

Измерительный трансформатор тока выбирают по следующим данным:

а) по номинальному первичному току,

б) по номинальному коэффициенту трансформации. Он указан в паспорте трансформатора в виде дроби: в числителе — номинальный первичный ток, в знаменателе — номинальный вторичный ток, например, 100/5 А, т. е. кт = 20,

в) по классу точности, который определяется величиной относительной погрешности при номинальной нагрузке. При увеличении нагрузки вторичной цепи трансформатора тока выше номинальной погрешности сильно возрастают. По степени точности трансформаторы тока делятся на пять классов: 0,2, 0,5, 1,0, 3,0, 10. Для уменьшения погрешности, вносимой трансформатором тока в процессе измерения, необходимо вторичную цепь трансформатора тока выполнять проводами относительно большого сечения и по возможности меньшей длины,

г) по номинальному напряжению первичной цепи.

Трансформаторы тока имеют сокращенные обозначения: Т — трансформатор тока, П — проходной, О — одновитковый, Ш — шинный, К — катушечный, Ф — с фарфоровой изоляцией, Л — с изоляцией из синтетической смолы, У — усиленный, В — встроенный в выключатель, Б — быстронасыщающийся, Д, 3 -наличие сердечника для защиты дифференциальной и от коротких замыканий, К — для схем компаундирования синхронных генераторов, А — с алюминиевой первичной обмоткой.

Измерительные трансформаторы напряжения

Измерительные трансформаторы напряжения применяют для расширения пределов измерения напряжения у вольтметров и других приборов, имеющих обмотки напряжения (счетчики, ваттметры, фазометры, частотомеры и т. д.).

Первичная обмотка трансформатора А — Х включается параллельно под полное напряжение сети, вторичная обмотка а-х присоединяется к вольтметру или обмотке напряжения более сложного прибора.

Все трансформаторы напряжения обычно имеют вторичное напряжение 100 В. Номинальные мощности трансформаторов напряжения 200 — 2000 ВА. Чтобы избежать ошибок при измерениях, к трансформатору необходимо подключить такое количество приборов, при котором потребляемая прибором мощность в сумме не была бы выше номинальной мощности трансформатора.

Опасным режимом для трансформатора напряжения является замыкание накоротко зажимов вторичной цепи, так как в этом случае возникают большие сверхтоки. Для защиты трансформатора напряжения от сверхтоков в цепи первичной обмотки устанавливают предохранители.

Измерительные трансформаторы напряжения выбирают но следующим данным:

а) по номинальному напряжению первичной сети, которое может быть равным 0,5, 3,0, 6,0, 10, 35 кВ и т. д.,

б) по номинальному коэффициенту трансформации. Он обычно указан на паспорте трансформатора в виде дроби, в числителе которой указано напряжение первичной обмотки, в знаменателе — напряженке вторичной обмотки, например, 3000/100, т. е. Кт=30,

в) по номинальному вторичному напряжению,

г) по классу точности, который определяется величиной относительной погрешности при номинальной нагрузке. Трансформаторы напряжения делятся на четыре класса точности: 0,2, 0,5, 1,0, 3,0.

Трансформаторы напряжения бывают сухие или маслонаполненные, однофазные и трехфазные. При напряжении до 3 кВ они выполняются с сухим (воздушным) охлаждением, свыше 6 кВ — с масляным охлаждением.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Что необходимо сделать для расширения диапазона измерения напряжения электромеханического вольтметра

Попался вот такой вольтметр. Но он переделан!
Замазаны цифры 0 на шкале и у буквы V и установлены резисторы.
Получается так можно изменить параметры вольтметра?
И он будет работать как 0 , 5 , 10 , 15 ?