Тема: Определение показаний цифровых амперметров и амперметров с выпрямительной схемой на входе в цепях несинусоидального тока
Цель: Формирование у студента компетенции ПК-20
Теоретическая часть
В цифровых измерительных приборах (ЦИП) измеряемая или пропорциональная ей величина преобразуется в числовой эквивалент, который выводится на цифровой индикатор (дисплей). Современные ЦИП построены с использованием или микроконтроллера, или микропроцессора, что существенно повышает производительность и точность ЦИП. Эти приборы могут иметь дополнительные функции для обработки результатов измерения, автоматического выбора пределов измерение, распознавания полярности постоянного напряжения и т.д., а некоторые из них могут быть задействованными в автоматизированных измерительных установках и системах.
В практике электрических измерений все шире используются цифровые методы и средства преобразования, хранения, обработки, передачи и представления информации. Цифровые приборы вытесняют аналоговые средства при измерении самых различных физических величин. Среди цифровых средств измерений можно выделить две большие группы: измерительные приборы и измерительные преобразователи. К первой группе обычно относят автономные ИП, предназначенные в основном для статических однократных измерений, обычно выполняемых вручную оператором (пользователем). Ко второй группе относят цифровые преобразователи, используемые в составе информационно-измерительных систем, измерительно-вычислительных систем и т. д. Преобразователи обладают высоким быстродействием.
Для измерения напряжения постоянного тока можно использовать цифровые мультиметры, переведенные в режим измерений постоянного напряжения (режим DCV).
Для измерения в цепях синусоидального и несинусоидального (тока) напряжения широко используются цифровые мультиметры, в которых предусмотрен режим измерения переменного напряжения (АСV).
Показания ЦМ в режиме измерения синусоидального напряжения (ACV) соответствуют действующему значению этого напряжения.
Цифровые амперметры измеряют постоянную составляющую несинусоидального тока 
(DCV), аналогично магнитоэлектрическим амперметрам:
. (4.1)
При измерении несинусоидального напряжения ЦМ обычно показывает действующее значение несинусоидального напряжения, структура выражения которого соответствует выражению (1.6), но при этом не учитывается постоянное составляющая U0.
Действующее значение несинусоидального тока (если не указано иное) определяют:
, (4.1)
где 
– действующие значения первой, второй и т.д. гармоник несинусоидального тока .
Задачи
1. Определить показания цифрового амперметра, включенного в последовательную RL-цепь, если напряжение на входе цепи изменяется по закону 
. Параметры цепи: 
= 3 Ом, 
= 4 Ом.
2. Во сколько раз действующее значение 
измеряемого синусоидального тока 
больше среднего значения тока 
, на который реагирует выпрямительный миллиамперметр: 1) однополупериодной схемы выпрямления; 2) двухполупериодной схемы выпрямления?
3. Определить показания миллиамперметра с однополупериодной схемой выпрямления (рисунке 4.1 а),включенного в цепь переменного тока, имеющего формы: 1) синусоиды; 2) изображенную на рисунке 4.1 б. Амплитуда тока 
= 14,1 мА; шкала миллиамперметра проградуирована в действующих значениях синусоидального тока.
4. Определить показания миллиамперметров магнитоэлектрического и выпрямительного с однополупериодной схемой выпрямления со шкалой, проградуированной в действующих значениях синусоидального тока. Миллиамперметры включены в цепь переменного тока, имеющего треугольную форму импульсов (рисунок 4.1 в) с амплитудой = 28 мА частотой 
= 50 Гц. Решить задачу при токе указанном на рисунке 4.2 а.
а) б)
в)
Рисунок 4.1
5. Определить показания миллиамперметров магнитоэлектрического, выпрямительного с одно- и двухполупериодными схемами выпрямления, включенных в цепь тока, имеющего форму однополярных прямоугольных импульсов (рисунок 4.2 б) с амплитудой = 100 мА длительностью 
= 10 мкс и периодом повторения 
= 1 мс.
а) б)
Рисунок 4.2
Вопросы к практическому занятию
1. Как определяется и чему равна постоянная составляющая тока, измеряемая цифровыми амперметрами?
2. Чему равно действующее значение тока, измеряемое цифровыми амперметрами в цепях несинусоидального тока?
3. Зачем используется выпрямительная схема при измерении тока в цепи несинусоидального тока?
4. Почему нельзя складывать действующие значения токов различных частот?
5. С помощью какого прибора можно узнать, что в электрической цепи протекают несинусоидальные токи?
6. Следует ли соблюдать полярность подключения цифрового вольтметра к цепи, в которой протекает постоянный ток
7. Каковы принципиальные особенности использования цифровых амперметров и вольтметров?
Практическое занятие 5