боров выполняется с помощью штепсельных или рычажных переклю­ чателей.

Наружные добавочные резисторы могут быть индивидуальными или взаимозаменяемыми. Согласно ГОСТ 8623—78 взаимозаменяемые добавоч­ ные резисторы изготавливают на токи (при номинальном напряжении), выбираемые из ряда чисел 0,01; 0,02; 0,05; 0,10; 0,20; 0,5; 1,00; 2,00; 3,00; 5,00; 7,5; 15; 30; 60 мА; здесь же установлены следующие классы точности добавочных резисторов 0,01; 0,02; 0,05; 0,10; 0,20; 0,50;. 1,00.

Делители напряжения применяются при измерении больших напря­ жений. Схема многопредельного делителя показана на рис. 5. Измеря­ емое напряжение U подается на весь делитель, а часть его снимается между зажимами 0 и зажимом, имеющим свой коэффициент деления.

Напряжение на выхрде делителя определяется

намотанной бифилярно на каркасы из пластмассы. Делители могут быть встроенными в измерительные приборы и наружными, помещаемыми в свой корпус.

ГОСТ 11282—75 на резисторные делители для потенциометров устанав­ ливает следующие классы точности: 0,001; 0,002; 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0. Согласно этому же ГОСТу номинальное значение коэф-

фициента деления определяется при разомкнутой цепи выходного на­

торной стали или сплава высокой магнитной проницаемости; на котором располагаются первичная и вторичная обмотки. Характерной особен­ ностью трансформатора тока является значительно большее число витков вторичной обмотки w2 в сравнении с первичной wx.

Трансформаторы тока выпускаются стационарными и лабораторны­ ми. Первые используются как комплектное оборудование в различных

2 А.

Установлены следующие классы точности трансформаторов тока: ста­ ционарных— 0,2; 0,5; 1,0; 3,0; 10,0, лабораторных — 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2. Стационарные трансформаторы тока согласно ГОСТ 7746—78 изготавливаются на номинальные первичные токи от 1 А до 40 кА. Трансформаторы тока выпускаются на определенную номинальную

Но kj не является постоянной величиной и зависит от режима работы трансформатора, поэтому в практике используют номинальный коэффи­ циент трансформации

kin = Лн/^2н*

При этом измеряемое значение тока l[ = kitiI,2. Это обстоятельство приводит к токовой погрешности

ft = (/I — 1Х • 100 %/1х = {kiН— kj) 100 %/ki.

Кроме погрешности //, трансформатор тока обладает угловой погреш-. ностью, которая сказывается при включении его с многообмоточными измерительнымй приборами, как например, с ваттметрами, счетчиками.

Для определения угловой погрешности построим векторную диаграм­ му трансформатора тока. Для трансформатора справедливо следующее соотношение магнитодвижущих срл (м. д. с,):

i xwx + l2w%— I0wx>

где / 0 — ток намагничивания.

Поскольку векторы 1Хи' / 2 направлены почти встречно, то 'l0wx Ixwx» / 2ш2. Полагаем, что вектор тока / 2 отстает, от вектора э. д. с.

Ё2 так как вторичная цепь имеет индуктивный характер. Исходя из это-

го можно построить векторную диаграмму, показанную на рис. 6, а. Угол между векторами Ixwx и — I2w2представляет собой угловую погреш­ ность трансформатора тока, значение которой может быть 20'... 120' в зависимости от его нагрузки и материала магнитопровода.

Особенностью трансформатора тока является близость его режима работы к короткому замыканию. Это исключает разрыв вторичной цепи включенного трансформатора. В случае разрыва i 2w2 = 0 и м. д. с. на­ магничивания I0wx = Ixwx. Благодаря многократному увеличению м. д. с. намагничивания магнитный поток Ф также возрастает, что

приводит к значительному увеличению Ё2, опасному для обслуживающе­ го персонала и изоляции обмотки. Кроме того, возрастание Ф вызовет многократное увеличение потерь в магнитопроводе, его перегрев и выход трансформатора из строя. Начало и конец первичной и вторичных об­ моток трансформатора тока обозначаются Л1, Л2, и1, и2. Такая маркиров­ ка позволяет правильно соединить трансформатор с токовой обмоткой многообмоточного измерительного прибора, начало которой маркируется Звездочкой и соединяется с началом вторичной обмотки трансформатора тока.

Трансформатор напряжения предназначен для измерения напряжения переменного тока и имеет замкнутый магнитопровод из трансформа­ торной стали или сплава высокой магнитной проницаемости, на котором располагаются первичная и вторичная обмотки. Обычно число витков первичной обмотки оу1 больше, чем вторичной ш2, поэтому трансфор­ маторы напряжения являются понижающими. Трансформаторы напряже­ ния выпускаются стационарными и лабораторными.

Для TV установлены номинальные значения вторичного напряже­

ния 10Q/V^3 В, 100 В, 150 В. Трансформаторы напряжения бывают сле­ дующих классов точности: стационарные — 0,5; 1,0; 3,0; лабораторные — 0,05; 0,1; 0,2. Стационарные трансформаторы напряжения изготавлива­ ются на номинальные напряжения 127 В ... 35 кВ для номинальной нагруз­ ки 5...25 В А при cos ср = 0,8— 1,0.

Отношение первичного ко вторичному-напряжению называется дейст­ вительным коэффициентом трансформации

Xu = VxiU2 и U = kuU2.

Так как величина&/ переменная, используют номинальный коэффи­ циент трансформации

Трансформатор напряжения имеет угловую погрешность, представля­ ющую собой угол между векторами Ut и — Ul, показанный на рис. 6, б. Величина угловой погрешности может быть 20...40;.

В отличие от трансформатора тока трансформатор напряжения работа­ ет в режиме, близком к холостому ходу. Для правильного включения трансформатора напряжения с приборами начало и конец первичной об­ мотки имеют маркировку Л; X, а вторичной а и х. При этом начало вто­ ричной обмотки соединяется с началом обмотки напряжения прибора.

Установленная номинальная нагрузка измерительных трансфор­ маторов не должна превышаться, иначе трансформатор может выйти из своего класса точности.

На рис. 7 показано включение измерительных трансформаторов с при­ борами, соответственно правилам, некоторые из них (3, 4) связаны с без­ опасностью обслуживающего персонала:

1. Поскольку погрешность измерительного трансформатора за­ висит от нагрузки вторичной цепи, необходимо, чтобы она не превышала номинальной нагрузки трансформатора.

2. Включение измерительных трансформаторов с приборами, на­ правление отклонения указателя которых зависит от направления тока' в их цепях, должно быть таким, чтобы токи в цепях приборов имели такое же направление, как и без измерительных трансформаторов. Для удобст­ ва включения зажимы трансформаторов и приборов имеют маркировку.

3. Один из зажимов вторичной обмотки измерительного трансформа­ тора должен соединяться с Землей (на случай пробоя первичной обмотки на вторичную).

4. Вторичная цепь включенного трансформатора тока не должна быть разомкнута, иначе на ней появится высокое напряжение, опасное для персонала, и трансформатор выйдет из строя.

5. Вторичная обмотка трансформатора напряжения не должна замы­ каться накоротко.

3.3. Классификация и общие характеристики аналоговых электроизмерительных приборов

Всоответствии с двумя методами измерения электроизмерительное

приборы можно разделить на два класса: 1) прямого преобразования;

2)сравнения.

В приборах прямого преобразования измеряемая величина непосредст­ венно преобразуется в перемещение указателя, показывающего на шкале

еечисловое значение.

Вприборах сравнения измеряемая величина сравнивается с мерой. Разность между ними может измеряться приборами прямого преобразо­

Рис. 8

ченной под углом 45...60° с радиусом закругления 0,01...0,15 мм. Подпят­ ники изготавливают из агата, корунда с углублением 80° с радиусом за­ кругления 0,05...0,5 мм. Пружинки создают противодействующий момент и служат для связи рамки с электрической частью прибора. Керн, подпят­ ник и механические детали подвижной части прибора показаны на рис. 8, а, б.

Недостатками установки подвижной части на опорах является наличие трения в опорах, чувствительность к ударам и вибрациям, значительная потребляемая мощность. Эти недостатки в значительной части устраня­

большой чувствительности. Приборы наибольшей чувствительности име­ ют крепление подвижной части на подвесе. Движение подвижной части прибора замедляется с помощью успокоителей, которые бывают воздуш­ ные или магнитоиндукциониые.

3.5.Магнитоэлектрические приборы

Вмагнитоэлектрическом приборе вращающий момент создается в резуль­ тате взаимодействия магнитного поля постоянного магнита и проводника, выполненного в виде рамки, с током. Приборы бывают с внешним и внут­ ренним магнитом. Система с внешним магнитом представлена на рис. 9. Магнит для такой системы выполняется из материала с большой коэрцетивной силой. Воздушный зазор магнитной системы составлйет 1...2 мм. Рамки бывают каркасные и бескаркасные. Успокоение подвижной сис­ темы достигается за счет специальных короткозамкнутых витков или алюминиевого каркаса рамки.

Вращающий момент прибора определяется

М = (dWe)/da = d [(Ф, /)]/<&,

где Ф — поток, сцепленный с рамкой (потокосцепление); / — ток в рамке; а — угол поворота рамки от нейтрального положения.

Потокосцепление Определяется выражением

Ф = 2Brlwa,

вращающий момент

= Bswl;

противодействующий момент

Ма = — т0а;

момент сил, успокаивающих движение

Мр —— р (da/dt),

где о)0 — круговая частота свободных колебаний рамки гальванометра.

Подставляя эти значения в уравнение, получаем

d2y/dx2- f 2(5 dy/dx + у = 1,

где р = Р/2 V JmQ— степень успокоения.

диодов. Приборы с термопреобразователями имеют ничтожную емкость и индуктивность и применяются в качестве амперметров для широкого диапазона частот (до сотен мегагерц).

Магнитоэлектрические приборы с электронными и полупроводнико­ выми усилителями приобретают новые свойства. Поскольку ток на входе электронного усилителя близок нулю, такие приборы могут успешно применяться для измерения в цепях, имеющих большое сопротивление, так как не вносят искажений в картину распределения потенциалов. Та­ кие приборы будут описаны далее.

На схемах (рис. 16, б и в) диоды соединены в мостовую схему, но в схе­ ме в используется только два диода, так как потери в добавочных рези­ сторах г ничтожны.

Мгновенное значение момента, действующего на рамку,

Mt = Bswi,

где i — мгновенное значение тока рамки.

Угол отклонения подвижной части прибора с однополупериодным вы­ прямлением

где / ср — среднее значение тока; /гф—/ / / ср — коэффициент формы кривой; / — эффективное значение тока.

Из этого выражения, являющегося основным уравнением прибора, следует, что угол отклонения подвижной системы пропорционален сред­ нему значению тока рамки. Обычно такие приборы градуируются при синусоидальном токё, для которого 6Ф= 1,11. Следовательно, в случае измерения несинусоидальных токов 'будет возникать погрешность в пока­ заниях прибора.