Измерение напряжения

Электроизмерительные приборы, предназначенные для измерения напряжения, называют вольтметрами. Их включают параллельно участку (элементу) электрической цепи, на котором измеряется напряжение. Вольтметр должен иметь очень большое сопротивление по сравнению с сопротивлением элемента цепи, на котором измеряется напряжение. Это необходимо для уменьшения погрешности измерения и для того, чтобы не было изменения режима работы цепи. В самом деле, чем больше сопротивление вольтметра, тем меньший ток проходит через него и тем меньше расходуется в нем энергии, а, следовательно, тем меньшее влияние оказывает включение прибора на режим работы цепи.

Для расширения пределов измерений вольтметров в цепях постоянного тока с напряжением до 1000 - 4500 В служат добавочные резисторы, включаемые последовательно с прибором (рис. 8). В цепях переменного тока напряжением свыше 1000В для расширения пределов измерений используют измерительные трансформаторы напряжения.

Рис. 8. Схема включения ваттметра с добавочным резистором

При включении последовательно с вольтметром добавочного резистора сопротивление последнего определяют из следующих соображений: допустим, вольтметром с сопротивлением r_V, рассчитанным на номинальное напряжение U_НОМ, необходимо измерить напряжение U_xmax, которое в n раз больше U_НОМ. В этом случае необходимо соблюдать условие, при котором ток, проходящий через вольтметр, был бы одинаковым при обоих напряжениях, т.е.

,

откуда

и фактически измеряемое напряжение

,

где U_V – показание вольтметра

Шкалу вольтметров в большинстве случаев градуируют с учетом добавочного сопротивления r_Д. При этом вольтметр может быть выполнен на несколько пределов измерения, для чего он снабжается несколькими добавочными сопротивлениями и соответствующим переключателем шкалы на лицевой стороне прибора.

Для измерения напряжения в цепях постоянного тока применяют магнитоэлектрические вольтметры, а в цепях переменного тока - электромагнитные и электродинамические. При измерении малых переменных напряжений используют выпрямительные и электронные милливольтметры, причем при повышенных частотах преимущественно электронные.

Дата добавления: 2013-12-13