АМПЕРМЕТР – прибор для измерения силы постоянного и переменного тока в электрической цепи. Так как показания амперметра зависят от величины тока, протекающего через него, то сопротивление амперметра по сравнению с сопротивлением нагрузки должно быть как можно меньшим. Это необходимо для того, чтобы при подключении апмерметра сила тока в измеряемой нагрузке не изменялась. По конструкции апмерметры подразделяются на магнитоэлектрические, электромагнитные, термоэлектрические, электродинамические, ферродинамические и выпрямительные.
Магнитоэлектрические амперметры (гальванометры, микроамперметры и миллиамперметры) служат для измерения токов малой величины в цепях постоянного тока. Представляет собой проводящую рамку (обычно намотана тонким проводом), закреплённую на оси в магнитном поле постоянного магнита. При отсутствии тока в рамке она удерживается пружиной в некотором нулевом положении. Если же по рамке протекает ток, то рамка отклоняется на угол, пропорциональный силе тока, зависящий от жёсткости пружины и индукции магнитного поля. Стрелка, закреплённая на рамке, показывает значение тока в тех единицах, в которых отградуирована шкала гальванометра.
От прочих конструкций магнитоэлектрическая система отличается наибольшей линейностью градуировки шкалы прибора (в единицах силы тока или напряжения) и наибольшей чувствительностью (минимальным значением тока полного отклонения стрелки).
Амперметр показывает силу тока, протекающего через него!
ВОЛЬТМЕТР - прибор для измерения постоянного или переменного напряжения между точками электрической цепи, к которым он подключен. Нормальное подключение вольтметра – параллельно участку, на котором измеряется напряжение. Чтобы уменьшить искажение токов во внешней цепи сопротивление вольтметра стараются сделать максимально большим – мегаомы или сотни килоом.
Принцип действия вольтметров магнитоэлектрической схемы аналогичен амперметрам. Разница лишь в величинах текущих токов и в единицах измерения в которых проградуирована шкала.
Вольтметр показывает силу тока, текущего через него, умноженную на его собственное сопротивление!
ОММЕТР – прибор для измерения сопротивления проводника или элемента электрической цепи.
Омметр и измеряемое сопротивление включаются последовательно. Диапазон измерений таких приборов – от единиц Ом, до миллионов Ом.
Действие омметров основано на косвенном измерении сопротивления через измерение силы тока, идущего через измеряемое сопротивление от источника питания с известным постоянным напряжением, находящегося внутри омметра.
Омметр измеряет силу тока через него! Затем Напряжение внутреннего источника делится на силу тока. В этих единицах и градуируется шкала. Часто она перевернутая - чем больше отклонение стрелки, тем меньше сопротивление (но больше текущий ток).
Цифровые омметры. Приборы этого типа являются своеобразным измерительным мостом, с автоматически управляемым уравновешиванием. Принцип работы довольно прост. В зависимости от измеряемого сопротивления, происходит автоматический подбор (уравновешивание) резисторов, после чего информация отображается на цифровом дисплее.
Схема подключения измерительных приборов:
МУЛЬТИМЕТР - комбинированный электроизмерительный прибор, объединяющий в себе несколько функций. Минимальный набор: амперметр, вольтметр и омметр (авометр). Типичная погрешность цифровых мультиметров при измерении сопротивлений, постоянного напряжения и тока менее ±(0,2 % +1 единица младшего разряда).
Типичные диапазоны измерений:
- постоянное напряжение: 0..200 мВ, 2 В, 20 В, 200 В, 1000 В
- переменное напряжение: 0..200 В, 750 В
- постоянный ток: 0..2 мА, 20 мА, 200 мА, 10 А (обычно через отдельный вход)
- переменный ток: нет
- сопротивления: 0..200 Ом, 2 кОм, 20 кОм, 200 кОм, 2 МОм.
Если необходимо измерить сопротивление резистора с помощью амперметра и вольтметра, то в зависимости от измеряемого сопротивления вольтметр может подключаться по-разному.
В первом случае он измеряет суммарное напряжение на резисторе и на амперметре. Но если сопротивление амперметра гораздо меньше, чем у резистора, то такое включение оправданно. Напряжение на амперметре пренебрежимо мало по сравнению с напряжением на резисторе.
Для измерения малых сопротивлений целесообразно использовать подключение вольтметра непосредственно к резистору. В этом случае амперметр будет показывать суммарный ток через резистор и амперметр. Но из-за огромного сопротивления вольтметра, это не должно сильно повлиять на измерения.
Для более точного измерения сопротивлений применяют мостиковые схемы с использованием высокоточного магазина сопротивлений.