Меню

Как включить амперметры через трансформаторы тока

Подключение амперметра к трансформатору тока

Если при измерении электрического тока Вы используете амперметр с пределом 1, 5 или даже 10А, а нагрузка будет составлять значение больше этой предельной величины амперметра, то Вам может помочь измерительный трансформатор тока с необходимым коэффициентом.

схема подключения амперметра к трансформатору тока

Напомню, что амперметр включается в электрическую цепь последовательно. А как же будет подключаться амперметр при использовании трансформатора тока?

В общем случае на тт будут два измерительных вывода для подключения амперметра. Подключение же первичного тока к тт происходит последовательно, но имеет особенности в зависимости от типа аппарата, о чем и поговорим ниже.

Подключение амперметра к утт5

вид УТТ-5М для подключения к амперметру

Начнем с простого: у нас есть один амперметр и один ТТ с необходимым коэффициентом. Например, амперметр Э-59 и трансформатор тока УТТ-5.

На тт есть выходы измерительные (и1, и2) для подключения вторичного тока (к амперметру) и выходы первичные (общий, 15а, 50а). Так же есть отверстие, через которое можно протянуть кабель по которому будет течь ток, в случае, если известно, что его величина будет более 50А. В принципе все просто: и1 и и2 к амперметру напрямую, нагрузку же либо витками через отверстие, либо на зажимы (общий, 15а, 50а).

Подключение амперметра к и54

вид И54 для подключения к амперметру

Также может встретиться трансформатор тока И54. У него также есть измерительные колки (и1, и2), к которым подключается амперметр напрямую для измерения вторичного тока. Отверстие, куда можно продевать кабель отсутствует. И есть колки первичного тока (л1, л2). Вся магия данного тт состоит в колках, которые расположены в верхней части прибора.

В принципе, на корпусе расположена схема, взглянув на которую можно обо всем догадаться, при условии наличия опыта. Плюс, всегда перед работой с прибором необходимо прочитать документацию на него.

Верхний колок используется при транспортировке и на выключенном приборе. В центральном положении он замыкает первичную обмотку. Левое и правое отверстия нужны для установки в них колка во время работы, чтобы не потерять его вероятно. Доставая колок из центрального отверстия мы размыкаем верхнюю цепочку первичной обмотки тт.

Второй колок, расположенный ниже, используется для выбора коэффициента трансформации. То есть у нас две параллельные ветки.

Порядок такой — верхний колок в центральное положение, нижний в гнездо тока требуемой величины, к и1 и и2 подключаем амперметр, затем подключаем л1 и л2 последовательно в цепь, после чего верхний колок ставим в боковое отверстие или убираем.

Следует помнить, что запрещено раскорачивать вторичную обмотку под нагрузкой, так как это приведет к увеличению погрешности и может вывести тт из строя, пробив изоляцию.

Пересчет тока амперметра при использовании ТТ

Для определения точного значения тока, измеренного по амперметру через трансформатор тока необходимо знать:

  • Предел амперметра по току
  • Шкалу амперметра в единицах
  • Коэффициент трансформации ТТ
  • В некоторых случаях надо знать число витков измеряемого кабеля через тт, для определения коэффициента тт по табличке самого аппарата

Допустим предел амперметра 2,5 А, число делений 150, коэффициент трансформации 100/5. И получили при измерении 67 делений. Сколько же это в амперах?

Получаем: вся шкала 2,5А — 150 делений; Значит Х ампер это 67 делений. Из этой пропорции получаем вторичный ток =2,5*67/150=1,117 А. Далее этот вторичный приводим к первичному умножив на коэффициент трансформации равный 20. Получаем, что измеряемый ток равен 22,3 А. Примерно так можно считать.

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Источник

Схемы подключения амперметра через трансформатор тока, как выбрать

Измерение тока в сетях производят с помощью электродинамических приборов. Но для того, чтобы проверить мощность, необходимо правильно подсоединить устройства к цепи. В статье представленная описательная схема подключения амперметра через трансформаторы тока. Силовые сети находятся под высоким напряжением, поэтому подключить напрямую обычные средства проверки не получится. Для этих целей существуют понижающие блоки. Они понижают мощность до пределов, необходимых для измерительных приборов.

Назначение и конструктивные особенности измерительных трансформаторов

Понижающие блоки используют в измерительно-вычислительных системах. Они имеют одну основную и несколько дополнительных катушек. Амперметры подключают во вторичную цепь, где первичный и вторичный токи прямо пропорциональны друг другу. Сила тока зависит количества витков и внутреннего сопротивления проволоки. Такое напряжение безопасно для обслуживающего персонала и позволяет проводить работы без риска для жизни.

Обмотки измерительных блоков выполнены на ферритовом стержне. При подаче напряжения на главную катушку генерируется магнитное поле, которое меняется в пространстве. Такие колебания порождают электродвижущую силу во второстепенных обмотках.

Трансформаторы тока

Подключение амперметров через трансформаторы тока

Для учета активной энергии в сетях переменного тока с разным количеством фаз используют индукционные или электронные амперметры, которые обеспечивают точность измерений, соответствующие классу устройства. С увеличение сопротивления он будет уменьшаться.

В простой схеме измерительный инструмент подключают последовательно с добавлением нагрузки.

Он снимает показания с потребителя энергии. Такая схема обеспечивает оптимальный вариант замеров, так как общее сопротивление цепи минимально. Однако существуют более сложные схемы, конструктивная особенность зависит от целей и задачей учета.

Амперметр

Однофазная цепь

Эта сеть является самой простой с точки зрения обслуживания и замеров показателей. Поскольку она имеет всего один силовой кабель, по которому проходит напряжение. Амперметр подсоединяют к нему, дополнительно в цепь включают нагрузку в качестве потребителя. Сила всегда измеряется последовательно. Один щуп идет на вывод трансформатора, другой на контакт силового объекта.

Поскольку сопротивление незначительно, то точность показаний всегда близко к реальным значениям. Напряжение во вторичной обмотке должен быть меньше предельных значений прибора. Максимальный показатель рассчитывают по сечению провода, количеству витков и сопротивлению цепи.

Однофазная цепь

Трехфазная

Трехфазная сеть содержит три силовых кабеля и один нулевой, по которым проходит напряжение. Схема подключения трансформатора к такой цепи отличается от одинарных цепей. Часто бывает достаточно проверить одну жилу и затем сложить показания, поскольку они идентичны друг другу. Но для полноты и точности измерений, достаточно снять показания со двух контактов.

Для того чтобы проверить напряжение сети необходимо использовать два трансформатора и амперметра. Они подключаются параллельно друг другу и последовательно относительно нагрузки. Каждый прибор снимает одно линейное значение, в сумме они равны третьему с обратным знаком.

С промежуточным трансформатором

Когда измеряемые показания превышают предельные значения измерительного инструмента, то используют параллельную схему подключения из двух трансформаторов. Ее называют промежуточной, поскольку второй снимает нагрузки с первого, в каждом протекает половины от номинального тока. На первый блок подается сетевое напряжение. Контакты вторичной катушки соединяются со вторым трансформатором, который, в свою очередь, понижает его напряжение до необходимых значений.

Подключение амперметров через трансформаторы тока

С выключателем амперметров

Во время эксплуатации силового оборудования возникает необходимость в обслуживании измерительных приборов. Он требуют проверки точности и калибровки. Поэтому для таких случаев разработали схемы с отключением устройств учета.

Амперметр подключается в цепь последовательно с выключателем. Пока тумблер находится в активном положении, по нему протекает электрический ток. После перевода рукояти в положение ВЫКЛ, сеть обесточивается, и прибор перестает снимать показания.

трансформатор

Трехфазная цепь с тремя амперметрами

С целью получения точных результатов измерений сетей с несколькими силовыми жилами используют количество амперметров, равное числу проводов. Для тестирования применяют два трансформатора, подключенных параллельно другу друга, каждый к своей фазе. На основные катушки подают номинальное напряжение.

Амперметры включают в сеть параллельно, контакты замыкаются на вторых выводах второстепенной обмотки. Общее значение двух приборов равно показателю третьего с противоположным показателем. Результат соответствует правилу, когда сумма трех линейных значений тока равна нулю.

трехфазная схема

Как выбрать трансформатор

При выборе конвертера необходимо всегда учитывать нагрузку, создаваемую потребителями тока. Их одновременное включение в сеть в несколько раз увеличивает мощность, что приводит к нагреву блоков питания. Основные характеристики всегда пишут на шильдике, поэтому номинал напряжения, которое потребуется для обеспечения электроэнергией, рассчитывают по формуле I1+I2+…In, где I – ток потребления электроприбором.

Необходимо также учитывать класс точности объекта, который позволит вести точный учет потребления энергии.

трансформатор

Применение

Измерительные блоки применяют в схемах учета электроэнергии. Одну из обмоток с низким коэффициентом погрешности используют для того, чтобы подключить средства измерения. Приборы контролируют рабочие параметры сети и позволяют избежать перегрузок сети.

Источник

Подключение амперметров через трансформаторы тока схема

Измерение тока в сетях производят с помощью электродинамических приборов. Но для того, чтобы проверить мощность, необходимо правильно подсоединить устройства к цепи. В статье представленная описательная схема подключения амперметра через трансформаторы тока. Силовые сети находятся под высоким напряжением, поэтому подключить напрямую обычные средства проверки не получится. Для этих целей существуют понижающие блоки. Они понижают мощность до пределов, необходимых для измерительных приборов.

Читайте также:  Что такое переменный ток презентация

Назначение и конструктивные особенности измерительных трансформаторов

Понижающие блоки используют в измерительно-вычислительных системах. Они имеют одну основную и несколько дополнительных катушек. Амперметры подключают во вторичную цепь, где первичный и вторичный токи прямо пропорциональны друг другу. Сила тока зависит количества витков и внутреннего сопротивления проволоки. Такое напряжение безопасно для обслуживающего персонала и позволяет проводить работы без риска для жизни.

Обмотки измерительных блоков выполнены на ферритовом стержне. При подаче напряжения на главную катушку генерируется магнитное поле, которое меняется в пространстве. Такие колебания порождают электродвижущую силу во второстепенных обмотках.

Подключение амперметров через трансформаторы тока

Для учета активной энергии в сетях переменного тока с разным количеством фаз используют индукционные или электронные амперметры, которые обеспечивают точность измерений, соответствующие классу устройства. С увеличение сопротивления он будет уменьшаться.

В простой схеме измерительный инструмент подключают последовательно с добавлением нагрузки.

Он снимает показания с потребителя энергии. Такая схема обеспечивает оптимальный вариант замеров, так как общее сопротивление цепи минимально. Однако существуют более сложные схемы, конструктивная особенность зависит от целей и задачей учета.

Однофазная цепь

Эта сеть является самой простой с точки зрения обслуживания и замеров показателей. Поскольку она имеет всего один силовой кабель, по которому проходит напряжение. Амперметр подсоединяют к нему, дополнительно в цепь включают нагрузку в качестве потребителя. Сила всегда измеряется последовательно. Один щуп идет на вывод трансформатора, другой на контакт силового объекта.

Поскольку сопротивление незначительно, то точность показаний всегда близко к реальным значениям. Напряжение во вторичной обмотке должен быть меньше предельных значений прибора. Максимальный показатель рассчитывают по сечению провода, количеству витков и сопротивлению цепи.

Трехфазная

Трехфазная сеть содержит три силовых кабеля и один нулевой, по которым проходит напряжение. Схема подключения трансформатора к такой цепи отличается от одинарных цепей. Часто бывает достаточно проверить одну жилу и затем сложить показания, поскольку они идентичны друг другу. Но для полноты и точности измерений, достаточно снять показания со двух контактов.

Для того чтобы проверить напряжение сети необходимо использовать два трансформатора и амперметра. Они подключаются параллельно друг другу и последовательно относительно нагрузки. Каждый прибор снимает одно линейное значение, в сумме они равны третьему с обратным знаком.

С промежуточным трансформатором

Когда измеряемые показания превышают предельные значения измерительного инструмента, то используют параллельную схему подключения из двух трансформаторов. Ее называют промежуточной, поскольку второй снимает нагрузки с первого, в каждом протекает половины от номинального тока. На первый блок подается сетевое напряжение. Контакты вторичной катушки соединяются со вторым трансформатором, который, в свою очередь, понижает его напряжение до необходимых значений.

С выключателем амперметров

Во время эксплуатации силового оборудования возникает необходимость в обслуживании измерительных приборов. Он требуют проверки точности и калибровки. Поэтому для таких случаев разработали схемы с отключением устройств учета.

Амперметр подключается в цепь последовательно с выключателем. Пока тумблер находится в активном положении, по нему протекает электрический ток. После перевода рукояти в положение ВЫКЛ, сеть обесточивается, и прибор перестает снимать показания.

Трехфазная цепь с тремя амперметрами

С целью получения точных результатов измерений сетей с несколькими силовыми жилами используют количество амперметров, равное числу проводов. Для тестирования применяют два трансформатора, подключенных параллельно другу друга, каждый к своей фазе. На основные катушки подают номинальное напряжение.

Амперметры включают в сеть параллельно, контакты замыкаются на вторых выводах второстепенной обмотки. Общее значение двух приборов равно показателю третьего с противоположным показателем. Результат соответствует правилу, когда сумма трех линейных значений тока равна нулю.

Как выбрать трансформатор

При выборе конвертера необходимо всегда учитывать нагрузку, создаваемую потребителями тока. Их одновременное включение в сеть в несколько раз увеличивает мощность, что приводит к нагреву блоков питания. Основные характеристики всегда пишут на шильдике, поэтому номинал напряжения, которое потребуется для обеспечения электроэнергией, рассчитывают по формуле I1+I2+…In, где I – ток потребления электроприбором.

Необходимо также учитывать класс точности объекта, который позволит вести точный учет потребления энергии.

Применение

Измерительные блоки применяют в схемах учета электроэнергии. Одну из обмоток с низким коэффициентом погрешности используют для того, чтобы подключить средства измерения. Приборы контролируют рабочие параметры сети и позволяют избежать перегрузок сети.

Если при измерении электрического тока Вы используете амперметр с пределом 1, 5 или даже 10А, а нагрузка будет составлять значение больше этой предельной величины амперметра, то Вам может помочь измерительный трансформатор тока с необходимым коэффициентом.

Напомню, что амперметр включается в электрическую цепь последовательно. А как же будет подключаться амперметр при использовании трансформатора тока?

В общем случае на тт будут два измерительных вывода для подключения амперметра. Подключение же первичного тока к тт происходит последовательно, но имеет особенности в зависимости от типа аппарата, о чем и поговорим ниже.

Подключение амперметра к утт5

Начнем с простого: у нас есть один амперметр и один ТТ с необходимым коэффициентом. Например, амперметр Э-59 и трансформатор тока УТТ-5.

На тт есть выходы измерительные (и1, и2) для подключения вторичного тока (к амперметру) и выходы первичные (общий, 15а, 50а). Так же есть отверстие, через которое можно протянуть кабель по которому будет течь ток, в случае, если известно, что его величина будет более 50А. В принципе все просто: и1 и и2 к амперметру напрямую, нагрузку же либо витками через отверстие, либо на зажимы (общий, 15а, 50а).

Подключение амперметра к и54

Также может встретиться трансформатор тока И54. У него также есть измерительные колки (и1, и2), к которым подключается амперметр напрямую для измерения вторичного тока. Отверстие, куда можно продевать кабель отсутствует. И есть колки первичного тока (л1, л2). Вся магия данного тт состоит в колках, которые расположены в верхней части прибора.

В принципе, на корпусе расположена схема, взглянув на которую можно обо всем догадаться, при условии наличия опыта. Плюс, всегда перед работой с прибором необходимо прочитать документацию на него.

Верхний колок используется при транспортировке и на выключенном приборе. В центральном положении он замыкает первичную обмотку. Левое и правое отверстия нужны для установки в них колка во время работы, чтобы не потерять его вероятно. Доставая колок из центрального отверстия мы размыкаем верхнюю цепочку первичной обмотки тт.

Второй колок, расположенный ниже, используется для выбора коэффициента трансформации. То есть у нас две параллельные ветки.

Порядок такой – верхний колок в центральное положение, нижний в гнездо тока требуемой величины, к и1 и и2 подключаем амперметр, затем подключаем л1 и л2 последовательно в цепь, после чего верхний колок ставим в боковое отверстие или убираем.

Следует помнить, что запрещено раскорачивать вторичную обмотку под нагрузкой, так как это приведет к увеличению погрешности и может вывести тт из строя, пробив изоляцию.

Пересчет тока амперметра при использовании ТТ

Для определения точного значения тока, измеренного по амперметру через трансформатор тока необходимо знать:

  • Предел амперметра по току
  • Шкалу амперметра в единицах
  • Коэффициент трансформации ТТ
  • В некоторых случаях надо знать число витков измеряемого кабеля через тт, для определения коэффициента тт по табличке самого аппарата

Допустим предел амперметра 2,5 А, число делений 150, коэффициент трансформации 100/5. И получили при измерении 67 делений. Сколько же это в амперах?

Получаем: вся шкала 2,5А – 150 делений; Значит Х ампер это 67 делений. Из этой пропорции получаем вторичный ток =2,5*67/150=1,117 А. Далее этот вторичный приводим к первичному умножив на коэффициент трансформации равный 20. Получаем, что измеряемый ток равен 22,3 А. Примерно так можно считать.

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Амперметр – это электроизмерительный прибор, предназначенный для фиксации силы постоянного либо переменного тока, протекающего в цепи — то есть устройство для измерения тока. Амперметр подключается последовательно, с тем участком электроцепи, где предполагается измерять ток. Так как ток, который он измеряет зависит от сопротивления элементов цепи, то сопротивление амперметра должно быть максимально низким (очень маленьким). Это позволяет уменьшить влияние устройства для измерения тока на измеряемую цепь и повысить их точность.

Читайте также:  Как собрать блок питания постоянного тока

Шкалу прибора градуируют в мкА, мА, А и кА, и в зависимости от требуемой точности и пределов измерения выбирают подходящий прибор. Увеличение измеряемой силы тока добиваются путем включения в цепь шунтов, трансформаторов тока, магнитных усилителей. Это позволяет увеличить предел измеряемой величины тока.

Схемы подключения амперметра

Рисунок — Схема прямого включения амперметра

Рисунок — Схема косвенного включения амперметра через шунт и трансформатор тока

Сфера применения амперметров

Приборы для измерения тока нашли применение в различных сферах. Их активно используют на крупных предприятиях, связанных с генерацией и распределением электрической, тепловой энергии. Также их используют в:

Но не только средние и крупные предприятия используют этот прибор: они востребованы и среди обычных людей. Практически любой опытный автоэлектрик имеет в арсенале подобное устройство, позволяющее проводить замеры показателей электропотребления приборов, узлов автомобилей и пр.

Типы амперметров

Исходя из вида отсчетного устройства амперметры делятся на приборы с:

— со стрелочным указателем;

— со световым указателем;

— с пишущим устройством;

По принципу действия амперметры разделяются на:

1. Электромагнитные – предназначены для использования в цепях постоянного, переменного тока. Обычно используются в привычных электроустановках переменного тока с частотой 50 Гц.

2. Магнитоэлектрические — предназначены для фиксации силы тока малых значений постоянного тока. Они имеют магнитоэлектрическое измерительное устройство и шкалу с проградуированными делениями.

3. Термоэлектрические приборы предназначены для измерения силы тока в цепях высоких частот. В состав таких приборов входят магнитоэлектрический механизм, выполненный в виде проводника, к которому приваривается термопара. Протекающий по проводку ток вызывает его нагрев, который фиксируется термопарой. Формирующееся излучение своим влиянием вызывает отклонение рамки на угол, который пропорционален силе тока.

4. Ферродинамические приборы — состоят из замкнутого магнитопровода, выполненного из ферромагнитного материала, сердечника и неподвижной катушки. Характеризуются высокой точностью измерения, надёжностью конструкции и низкой чувствительностью к воздействию электромагнитных полей.

5. Электродинамические устройства предназначены для замеров величины силы тока в цепях постоянного / переменного токов повышенных частот (до 200 Гц). Они чувствительны к перегрузкам и внешним электромагнитным полям. Но из-за высокой точности замеров их используют в роли контрольных приборов для поверки действующих амперметров.

6. Цифровые амперметры – современная модель приборов, сочетающая преимущества аналоговых приборов. На сегодня такие устройства завоевывали лидирующие позиции. Это объясняется удобством в работе, легкостью использования, небольшими размерами и высокой точностью получаемых результатов измерений. Кроме того, цифровые приборы можно использовать в разнообразных условиях: он не боится тряски, вибрации и пр. воздействий.

Рассмотрим несколько амперметров разных производителей и разных типов:

1. Амперметры Ам-2 DigiTOP

— Количество входов 1

— Измеряемый переменный ток 1 …50 А

— Погрешность измерения 1%

— Дискретность индикации 0,1 А

— напряжение питания -100…-400 В, 50 (+1) Гц Габаритные размеры 90x51x64 мм

Работоспособность и долговечность бытовой электротехники зависят от качества получаемой электроэнергии. Как правило, к выходу из строя электронной техники, будь то холодильники, телевизоры или стиральные машины, приводит повышение напряжения выше допустимых пределов. Наиболее опасно длительное повышение напряжения выше допустимой отметки. При этом выходят из строя блоки питания электронной техники, перегреваются обмотки электродвигателей, нередко происходит возгорание.

2. Амперметр лабораторный Э537

Данный прибор (амперметр Э537) предназначается для точного измерения силы тока в цепях переменного и постоянного тока.

Класс точности 0,5.

Диапазоны измерения 0,5 / 1 A;

Технические характеристики амперметра Э537:

Конечное значение диапазона измерений 0,5 А/1 А

Класс точности 0,5

Область нормальных частот (Гц) 45 — 100 Гц

Область рабочих частот (Гц) 100 — 1500 Гц

Габаритные размеры 140 х 195 х 105 мм

3. Амперметр СА3020

Цифровое устройство амперметр базовой модели выпускается в нескольких типовых модификациях в зависимости от базового значения параметров замеряемого тока. При заказе данной модели цифрового амперметра, требуется заявить, с каким базовым параметром силы тока Вам придётся работать: 1 А, 2 А или 5 А.

Базовые параметры замеряемого тока, Iн-1 Ампер (СА3020-1), 2 Ампер (СА3020-2) или 5 Ампер (СА3020-5);

Границы замеряемых токов от 0,01 Iн до 1,5 Iн;

Диапазон частот по замеряемым токам от 45 до 850 Герц;

Границы базовой допускаемой существующей погрешности ±0,2% к оптимальному значению параметров замеряемой силы тока;

напряжение по питанию — сеть переменного тока напряжением (85-260) Вольт и частотой (47-65) Герц или постоянное напряжение (120 — 300) Вольт;

Потребляемая устройством мощность не больше чем 4 ВА;

Размерные габариты 144x72x190 мм;

Масса не больше чем 0,55 кг;

Мощность, потребляемая измерительной цепью амперметров серии 3020, не превышает: для СА3020-1 – 0,12 ВA; для СА3020-2 – 0,25 ВA; для СА3020-5 – 0,6 ВA.

Источник



Как подключить амперметр?

  1. Устройство
  2. Принципиальная схема амперметра
  3. Схемы подключения
  4. Определение постоянного и переменного тока
  5. Градуировка шкалы

Амперметр – прибор, дополняющий вольтметр. Используется там, где нет возможности установить полноценный ваттметр либо воспользоваться мультиметром. Его назначение – облегчить обслуживание и ремонт электроустановок, находящихся под постоянной нагрузкой, вовремя выявить готовящиеся поломки и принять скорейшие меры к их устранению. Например, амперметр позволяет оценить состояние аккумулятора в автомобиле и спрогнозировать, когда потребуется замена изношенной аккумуляторной батареи на новую.

Устройство

У стрелочных амперметров основа прибора – простейший электромагнитный (или иного типа) гальванометр или электроизмерительная головка.

Электромагнитный амперметр

Сам по себе гальванометр работает как нечто среднее между милливольтметром и микроамперметром. Включать его в цепь без нагрузки и балластных сопротивлений нельзя – обмотка катушек не рассчитана на значительную силу тока, что нужна силовым электроустановкам и потребителям, подключённым к ним: с большой долей вероятности его обмотка сгорит. Аналоговый гальванометр устроен следующим образом. В поле постоянных магнитов вращается катушка, по которой в момент подключения прибора начинает идти ток. Вырабатывая собственное магнитное поле, катушка поворачивается на определённый угол – пропорционально пропускаемому через неё току. А поворачиваться её заставляет вращательный момент, образующийся при взаимодействии поля постоянного магнита и поля катушки.

Вместе с катушкой поворачивается и стрелка, жёстко закреплённая на ней. Вся эта конструкция закреплена на неподвижной оси, расположенной в центре магнитного зазора. Плоская пружина, прикреплённая одним концом к жёсткой основе (каркасу) прибора, а другой – к оси со стрелкой, при выключении гальванометра из электрической цепи заставляет стрелку вернуться в исходное положение.

Помимо возвращающей пружины, на противовесе стрелки находится балансир – металлическая нить из мягкого и достаточно эластичного металла (например, платины), уравновешивающая стрелку и не дающая её концу задевать за шкалу – алюминиевую пластину с проградуированными делениями, закреплённую в качестве плоской рамки на лицевой части внутренностей гальванометра. В ряде случаев, чтобы не тратить дорогую платину, на противовес стрелки напаивается капля какого-нибудь легкоплавкого сплава (точно в миллиграммах или в сотнях микрограммов). Если балансир порвётся – результаты измерений будут неточными и прерывистыми либо вообще никакими. Правила обращения с гальванометрическим амперметром строго-настрого запрещают его бросать, подвергать жёсткой вибрации и сильным ударам – измерительные головки ломаются очень легко.

Наконец, стрелочный амперметр обладает плоским винтом, немного сдвигающим пружину стрелки в обе стороны. Благодаря повороту этого винта стрелка может находиться не строго на нуле шкалы, а в околонулевой точке. На сколько делений будет нарушен ноль – на столько же амперметр и «приврёт», сняв показание измеряемого тока. Завод-изготовитель после опробования гальванометра самостоятельно калибрует ноль – по шкале. Пользователь сам подстроит точность нуля на глаз с помощью плоской отвёртки – когда обнаружит, что стрелочный ноль сбился и не совпадает со шкальным.

Подпорки из проволоки с резиновыми прокладками, находящиеся по концам шкалы, удерживают стрелку на околонулевой и максимальной позиции, когда гальванометр «зашкаливает» или подключён «задом наперёд». Они не дают пружине перекрутиться, а концу стрелки – биться о края визуального измерительного поля, если измеряемый параметр по невнимательности пользователя окажется в разы больше, чем реальный, который способен отобразить сам прибор.

Магнитоэлектрический

Удерживает постоянный ток малых значений. Измерительная головка – магнитоэлектрическая система со шкалой, содержащей определённую градуировку.

Термоэлектрический

Создан для цепей быстропеременного тока с частотой в сотни и тысячи герц. Основа такого амперметра – магнитоэлектрическая головка. Он состоит из отрезка проводника, к которому подсоединена термопара. Ток, нагревающий проводник, приводит к выделению тепла, улавливаемого термопарой. Теплоизлучение отклоняет рамку со стрелкой на расчётный угол, линейно зависящий от величины проходного тока.

Читайте также:  Как правильно установить силу тока при зарядке аккумулятора

Электродинамический

Его назначение – измерять ток в быстропеременных электроустановках, работающих на повышенной (до 200 Гц) частоте. Для электродинамических амперметров подойдёт помещение или отсек, где полностью отсутствуют лишние электромагнитные поля. Однако они высокоточны и применяются для регулярной поверки замерителей всех остальных типов.

Ферродинамический

Каркас ферродинамического замерителя исполнен из ферромагнетика, железного сердечника и статичной катушки. Он обладает классом точности, присущим электродинамическому амперметру, но нечувствителен к электромагнитным помехам (паразитным полям).

Цифровой

Цифровой амперметр (в идеале – мультиметр) лишён гальванометрической измерительной головки. Вместо гальванометра используется целая система: датчики подаваемого на измерение тока, АЦП, процессор с ПЗУ и оперативной памятью, дисплей с контроллером вывода значений снимаемых показаний. Для записи показаний на внешний носитель может прилагаться microUSB-порт или Wi-Fi/Bluetooth-радиомодуль – это позволяет подключить амперметр или мультиметр к ПК, смартфону или планшету, и использовать специальное приложение для работы с ним.

Принципиальная схема амперметра

В простейшем амперметре, рассчитанном на один диапазон измерений – например, 0… 10 А, – параллельно гальванометру подключён шунт. Это низкоомный резистор с сопротивлением 0,01… 1 Ом. Грубый расчёт производится по закону Ома – сила тока равна частному от деления ЭДС (напряжения) сети (цепи) питания на значение сопротивления.

Схемы подключения

Имея представление о сопротивлении шунта амперметра, вы уже знаете, как его правильно подключить.

Включение в цепь

Прибор всегда включается последовательно, а не параллельно нагрузке. Если вы рискнёте подключить прибор параллельно – сработает предохранитель, и прибор отключится. При токе от нескольких ампер сгорают катушка гальванометра и шунт. Сгоревшая стрелочная головка восстановлению не подлежит. Вначале обесточьте линию. При низкой ЭДС — до 12 В — источника питания можно обойтись и без обесточивания. Включите амперметр в разрыв цепи. Убедитесь, что пропускная способность амперметра по току (например, прибор рассчитан на 10 А) общая токовая нагрузка не превышает предел измерений, на который и рассчитан амперметр. Если прибор не «двусторонний» (например, -10 и +10 А с нулём посередине) – соблюдайте полярность. После включения он покажет, сколько (мили) ампер в час потребляет ваш электроприбор или электрическая цепь.

Нюансы при подключении амперметра к автомобилю

Для авто применяется «двусторонний» амперметр, у которого ноль находится не в начале, а в середине шкалы. «Минусовой» ток (отрицательное показание прибора) – это сила тока, потребляемая бортэлектроникой авто. «Плюсовой» – когда ток течёт в обратную сторону – зарядный ток, поступающей от автогенератора. Точно так же подсоединяются и работают амперметры в спецтехнике (автокран, трактор, экскаватор и т. д.).

Заводская комплектация для большинства иномарок уже предусматривает проградуированные этим же автозаводом шунт и амперметр, включаемый последовательно с аккумуляторной батареей через плюсовой провод. Если стрелка после успешного старта авто зашкаливает и не возвращается в нулевое положение – аккумулятор испорчен и подлежит замене на новый.

Установка шунта

Сопротивление шунта равно внешнему сопротивлению подключаемой нагрузки (например, мощного светильника или фары), умножаемому на отношение тока, проходящего через сам амперметр, к разности общего тока в цепи и тока самого амперметра. Ток, протекающий через шунтирующий резистор, во много раз больше тока, следующего через обмотку гальванометра. Обратное верно для сопротивления гальванометра и шунта.

В простейшем случае шунт – это короткая катушка или полосковая линия из толстого медного, стального или алюминиевого провода. К её выводам и подключается гальванометр. Это как бы «громоотвод» для больших токов, позволяющих сохранить катушку прибора в целости и сохранности – через неё пройдут, возможно, десятитысячные доли того тока, что пропустит сам шунт. На практике гальванометр превратится в милливольтметр – он воспринимает лишь то небольшое падение напряжения на полоске или резисторе шунта. Величина шунтирования – кратное 10 единицам число.

Использование трансформаторов

Для измерения силы тока постоянного напряжения или низкого переменного напряжения можно обойтись лишь одним шунтом. Если речь идёт о замерах переменного тока с высоким потенциалом, то, кроме выпрямительного диодного моста, прибору требуются измерительные трансформаторы по току. Зная, какое напряжение в электрической цепи (например, 1 кВ), вы можете воспользоваться повышающим напряжение трансформатором. Его первичная обмотка, имеющая низкое сопротивление, намотанная толстым проводом, включается последовательно с подающей питание линией (в её разрыв). Вторичная же, вырабатывающая высокую ЭДС, подключена к амперметру. Благодаря низкому сопротивлению самого прибора, трансформатор переходит в режим замыкания, т. е. максимально нагружен.

Если вы верно подобрали соотношение витков обеих обмоток – вам откроется возможность при малом токе, проходящем через сам прибор, измерять ток больших значений во внешней цепи. Чтобы получить значение тока, проходящего по первичной обмотке, умножьте измеренное значение на трансформирующий множитель. В амперметрах, где трансформатор тока постоянно встроен и не отсоединяется после окончания измерений, а остаётся в приборе и дальше, шкала уже оптимально проградуирована. Чтобы никого из персонала случайно не убило током высокого напряжения, один из выводов со вторичной обмотки и магнитопровод (пластины) трансформатора заземляют.

Вторичную обмотку и магнитопровод изолируют по отдельности. Они размещены внутри проходного корпуса, по каналу которого и проходит шунт с измеряемым в цепи током. Такие трансформаторы тока называются проходными.

Нельзя размыкать вторичную обмотку трансформатора тока, отсоединяя от неё амперметр. Если это всё же случится – скачкообразное возрастание магнитного потока в магнитопроводе автоматически становится источником очень опасного для жизни «замерщика» напряжения в сотни или даже тысячи вольт. Подключение же невысокого омического сопротивления параллельно с амперметром (или шунта) снизит это напряжение, позволив измерить с помощью амперметра его остаток – он оценивается как проходящий через цепь прибора ток.

Измерительные токовые трансформаторы обладают своей погрешностью – по углу сдвига фаз токов и по коэффициенту трансформации. В первом случае считается сдвиг (поворот) фазы от положения в 180 градусов, становящийся причиной значительной погрешности в показаниях ваттметра, включённого в эту же цепь. Класс точности по трансформирующему множителю оценивается по потерям от номинала – 0,02… 1 и более.

Применение токовых клещей

50-амперные шунты не выходят за пределы корпуса прибора. Но если речь идёт о токе большем, чем 50 А – используются так называемые токоведущие крокодилы или токовые клещи. Во втором варианте калибруется уже не сам гальванометр, а шунт. Параллельно ему включается милливольтметр с напряжением в 45–150 милливольт. Цель – обеспечить отклонение стрелки прибора на расстояние, не больше, чем вся шкала.

Определение постоянного и переменного тока

Для постоянного тока не требуется никаких особых схем – есть миллиамперметр, мощный шунт с сопротивлением в сотые и тысячные доли Ома. Они включаются между собой параллельно – и вся установка помещена в разрыв цепи. Для переменного же тока требуется способ с трансформатором тока, включённым по вышеописанной схеме. Чтобы стрелка не колебалась около нуля шкалы с частотой в 50 и более герц, используют диодный выпрямитель. Это один диод или диодный мост. Номинал диода по напряжению должен быть достаточно высок. Таким образом вы избежите электрического пробоя и последующего выхода прибора из строя.

Градуировка шкалы

Градуировка шкалы гальванометра (не готового амперметра) условная – она зависит от следующих параметров:

  • веса стрелки и катушки с эмальпроводом, увлекающей её за собой;
  • силы магнита (или намагничивающей катушки-статора, если постоянный ферритовый магнит не ставился);
  • жёсткости возвращающей пружины;
  • чёткости работы балансира стрелки.

В зависимости от того, какой прибор собирается на базе гальванометра – амперметр, вольтметр или омметр – градуировка производится согласно шунтам и принципиальной схеме прибора.

Например, чтобы проградуировать прибор при 15 вольтах (напряжение автомобильного генератора) на 15 же ампер, шунт должен иметь сопротивление 1 Ом. Если зарядный ток большой – на 75 А, то ставится мощный шунтирующий элемент на 0,2 Ом. Поправка на сопротивление обмотки гальванометра в этом случае окажется очень малой – само оно минимум в сотни раз выше, чем у шунтового соединения, и погрешность такого амперметра составит 0,2% и ниже. Точный расчёт можно провести и по вышеприведённой формуле, учтя сопротивление обмотки гальванометра. Если речь идёт о больших токах, не менее логично в разрыв цепи последовательно с амперметром включить плавкий или автоматический предохранитель – на случай «зашкаливания» прибора.

О том, как правильно подключить амперметр, смотрите в следующем видео.

Источник