Шунты к амперметру
Ток, вызывающий отклонение подвижной части прибора на всю шкалу, называется током полного отклонения I0. Если с помощью амперметра необходимо измерить силу тока I больше, чем I0, к нему параллельно подключается дополнительное сопротивление Rш, называемое шунтом (рис 8)
.
Рис. 8. Подключение шунта к амперметру.
Измеряемый ток разветвляется и только часть его проходит через измерительный прибор. Так достигается расширение предела измерений амперметра. По первому правилу Кирхгофа величины токов связаны соотношением:
, (12)
где I – сила измеряемого тока, Ip – сила тока, текущего через измерительный механизм (рамку) прибора, Iш – сила тока, текущего через шунт.
По второму правилу Кирхгофа имеем:
, (13)
где r - сопротивление рамки амперметра, Rш – сопротивление шунта. Из (12) и (13) следует, что
. (14)
Выражение (14) позволяет определить Rш, при котором отклонение стрелки измерительного прибора на всю шкалу будет соответствовать требуемому пределу измерения силы тока Iпр. Иначе говоря, при I = Iпр ток через амперметр Iр будет равен току полного отклонения: Iр = I0. В таком случае выражение (14) принимает вид:
. (15)
На практике используют коэффициент шунтирования (или коэффициент растяжения предела измерений) n для данного значения Iпр, который равен
(16)
Тогда выражение (15) принимает вид:
. (17)
С данным шунтом цена деления амперметра также возрастет в n раз.
Добавочные сопротивления к вольтметру
Предел измерения вольтметра зависит от силы тока полного отклонения подвижной части прибора Iо и его внутреннего сопротивления r. Для расширения пределов измерения вольтметра последовательно с измерительным механизмом прибора подключают добавочное сопротивление 
(рис 9).
Напряжение на измерительном механизме Uр меньше измеряемого напряжения U и связано с ним соотношением:
,
где 
– напряжение на добавочном сопротивлении . По такой цепи течет ток
Из последней формулы следует, что
(18)
Рис. 9. Подключение добавочного сопротивления к вольтметру.
Из (18) можно определить величину , при котором отклонение стрелки на всю шкалу (I = I0) будет соответствовать требуемому пределу измерения напряжения U = Uпр
. (19)
Набор добавочных сопротивлений позволяет создать многопредельный вольтметр. Применяются также и наружные по отношению к прибору добавочные сопротивления.
Задание 3. По формулам (16) и (17) определить коэффициент шунтирования n и сопротивление шунта Rш для создания на основе стрелочного прибора амперметра с пределом измерения Iпр = 1,5 мА.
4. По формуле (19) определить величину добавочного сопротивления для создания вольтметра постоянного тока с пределом измерения Uпр = 5В.
Контрольные вопросы.
1. Что такое аналоговые и цифровые приборы?
2. Приведите основные характеристики электроизмерительных приборов.
3. Принцип действия и устройство электромеханических измерительных приборов.
4. Структурные схемы аналоговых электронных вольтметров постоянного и переменного тока.
5. Каков принцип действия и устройство цифрового вольтметра с времяимпульсным преобразованием?
6. Как расширить пределы измерения амперметра и вольтметра? Получите формулы для сопротивления шунта и для добавочного сопротивления.
7. Как расширить предел измерения вольтметра? Получите формулу для добавочного сопротивления.