Измерение тока
Измерение постоянного тока
Для измерения постоянного тока используют МЭ приборы. Максимальный ток измерения МЭ приборов 
. Когда нужно измерить ток больше, чем 0,5А, используют шунт. К шунту предъявляются следующие требования:
– он не должен сильно нагреваться под действием тока, так как через него протекает большой ток;
– сопротивление шунта не должно изменяться при изменении его сопротивления.
На рис. 1 показан пример применения шунтирующего сопротивления. Нетрудно доказать, что сопротивление шунта должно быть равно:
, (1)
где 
— это коэффициент шунтирования:
(2)
Очевидно, что коэффициент шунтирования больше 1.
Измерение тока промышленной частоты
Для измерения токов промышленной частоты (f = 50,100,400 Гц) используют ЭМ и ЭД приборы. В качестве шунта на переменном токе вместо резистора используют измерительный трансформатор (рис. 2), т. к. 
, то отношение (3) больше 1
(3)
Измерение токов низкой частоты (10 Гц – 100 кГц)
 |
Ток измеряют на основе преобразования переменного тока в постоянный. Для этого необходимо устройство называемое выпрямителем. В качестве примера рассмотрим двухполупериодный выпрямитель (рис. 3). На рисунке также показаны временные графики. Чтобы амплитуда колебаний на измерителе не уменьшалась нужно чтобы выполнялось условие:
. Среднее значение тока (4) будет равно средневыпрямленному значению тока
(4)
Средневыпрямленное значение тока пересчитывается в действующее значение через коэффициент формы (лекц. 10 выражение (8)) 
:
(5)
Коэффициент формы 
для сигналов разной формы разный, в данном случае он берется для синусоиды. При измерении не синусоидальных колебаний будет получено неточное значение 
. Верное показание 
можно рассчитать
(6)
Измерение токов высокой частоты
 |
При ВЧ выпрямляющие свойства диодов резко ухудшаются из-за наличия емкости p-n перехода, поэтому для измерения токов высокой частоты применяются термоэлектрические преобразователи (ТЭП). В основе работы ТЭП лежит использование термопары (рис. 4а).
 |
При нагреве горячего спая в нем возникает термо-ЭДС (
), которое определяется выражением (7)
, (7)
где 
и 
— температура горячего и холодного спая соответственно, 
и 
- некоторые коэффициенты пропорциональности. Ток измерителя будет равен
, (8)
где
(9)
Шкала амперметра при использовании термопары должна быть проградуирована квадратически. Допустимо также использование нескольких термопар (рис. 4б).
Измерение постоянного напряжения
Для измерения напряжения может также применятся МЭ прибор (рис. 5), однако в этом случае шкала микроамперметра должна быть проградуирована для напряжения. Последовательно микроамперметру должно быть подключено добавочное сопротивление 
. Тогда сопротивление полученного вольтметра определятся так
, (10)
где считается как
(11)
Приближение в (11) возможно потому, что 
. Для изменения 
нужно изменять . Отношение сопротивления вольтметра к максимальному напряжению характеризует входное сопротивление, определяет качество вольтметра
(12)
Например: Если 
, 
, то отношение 
. Если 
, то 
. Если 
, то 
.
Для измерения меньших напряжений используют электронные вольтметры.
 |
На рисунке УПТ — это усилитель постоянного тока. Входное устройство выполняет две главные функции: обеспечивает высокое входное сопротивление и переключение диапазонов.
Погрешность такого прибора определяется погрешностью УПТ. При изменении температуры происходит дрейф нуля. Это означает, что при нулевом входном напряжении УПТ на выходе напряжение не равно нулю. Для повышения стабильности применяются УПТ с преобразованием. В УПТ с преобразованием используется генератор колебаний предназначенный для преобразования в постоянного напряжения в переменное. Далее в приборе происходит усиление полученного переменного напряжения, а затем обратное преобразование в постоянное напряжение.