Измерение переменных токов и напряжений

Оценка величины тока или напряжения производится действующим (среднеквадратическим), амплитудным (максимальным) или средним (средневыпрямленным) значениями. Они связаны между собой через ко­эффициент формы кривой К_ф=U/U_ср (или I/I_ср) и коэффициент амплитуды К_а=U_m/U (или I_m/I). Значения этих коэффициентов зависят от формы кри­вой тока. Для синусоидальных токов К_ф= 1,11; K_a=√2 = 1,41. Измерив одно из упомянутых значений, всегда, зная К_ф и К_a , можно вычислить другие два значения. При несинусондальных токах К_ф и К_а тем ближе будут к единице, чем ближе к прямоугольной будет форма кривой тока. Чем "острее" и "ужe " будет форма кривой, тем больше будут значения коэф­фициентов.

Приборы электродинамической, электромагнитной, электро-статиче­ский и термоэлектрической систем реагируют на действующее значение величины, а приборы выпрямительной системы - на средневыпрямленное.

Электронные приборы, как аналоговые, так и цифровые, в зависи­мости от используемого преобразователя реагируют на действующее, ам­плитудное или средневыпрямленное значение.

Амперметры и вольтметры всех систем, кроме амплитудных элек­тронных вольтметров, обычно градуируются в действующих значениях синусоидальной кривой, поэтому при измерении несинусондальных величин

возникает дополнительная погрешность.

Переменные токи величиной до 10 мкА измеряют электронными микроамперметрами. Они работают в звуковом диапазоне (до 20 кГц) при классах точности 1,5 - 2,5.

Токи более 100 мкА можно измерять приборами выпрямительной или термоэлектрической систем с промежуточным усилителем термо ЭДС. Класс точности таких приборов 1,0-1,5.

Ферродинамические миллиамперметры позволяют непосредственно измерять токи от 1 мА при относительной точности не более 0,5 %.

Для точного измерения токов промышленной частоты их пропус­кают через образцовый резистор и измеряют падение напряжения на нем высокоточными потенциометрами или цифровыми вольтметрами, кото­рые распространены значительно более широко, чем цифровые ампер­метры.

Точность таких измерений можно обеспечить до 0,1 %.

Для измерения больших токов и напряжений используются те же приборы, но включенные через измерительные трансформаторы тока или напряжения.

При измерении на высоких частотах необходимо учитывать индук­тивность и емкость прибора. С ростом частоты входная емкость приводит к уменьшению входного сопротивления, что ограничивает область при­менения прибора.

Для измерения высокочастотных токов используются амперметры термоэлектрической системы, имеющие минимальный предел измерений 10 мА в диапазоне частот до 300 МГц при уровне погрешности 3 - 5 %.

Для измерения высокочастотных напряжений используются элек­тронные (20 Гц - 1000 МГц, 4-6 %), термоэлектрические (до 10 МГц, 1,5 %) и электростатические (до 10 МГц, 1 %) вольтметры. В звуковом диапа­зоне частот могут работать вольтметры выпрямительной системы. Наи­более высокую точность (0,5-1,0 %) обеспечивают цифровые вольтметры в диапазоне частот до 1 МГц. На более низких частотах их точность су­щественно возрастает.