1060440751

Ćwiczenie 1: Pomiary bezpośrednie i pośrednie podstawowych wielkości elektrycznych

odczytywać tak, aby wskazówka pokryła się ze swym odbiciem w lustrze. Jeszcze lepszym rozwiązaniem jest wyposażenie miernika we wskazówkę świetlną.

Najprostszym miernikiem magnetoelektrycznym jest amperomierz bezpośredni, w którym odchylenie organu ruchomego wywołane jest działaniem pola magnetycznego magnesu trwałego na cewkę prze która płynie prąd. Ze względu na grzanie największy prąd znamionowy amperomierzy bezpośrednich nie przekracza na ogół 25 mA (najmniejszy prąd znamionowy jest rzędu mikroampera). W celu pomiaru prądów o większych natężeniach do amperomierza bezpośredniego dodaje się równolegle przetwornik pomiarowy w postaci rezystora zwanego bocznikiem. Zaopatrując amperomierz bezpośredni w szeregowo dołączony przetwornik pomiarowy w postaci rezystora zwanego posobnikiem otrzymać można woltomierz służący do pomiaru napięć. Pomiar niewielkich prądów lub napięć wymaga wyposażenia amperomierza bezpośredniego we wzmacniacz pomiarowy. Wyposażenie magnetoelek-trycznego amperomierza bezpośredniego w źródło napięcia stałego umożliwia wykorzystanie go do pomiaru rezystancji - w ten sposób otrzymuje się omomierz.

Ustrój magnetoelektryczny reaguje na wartość średnią płynącego przez niego prądu, dlatego też bezpośrednio stosuje się je tylko przy pomiarach stałoprądowych. Przy pomiarach sygnałów zmiennych mierniki z ustrojem magnetoelektrycznym wyposażane są, niezależnie od bocznika lub posobnika, w przetwornik prostownikowy powodujący, że wartość średnia płynącego przez ustrój prądu jest różna od zera. Przy pomiarach sygnałów stałoprądowych należy zwracać uwagę na prawidłowe włączenie miernika ze względu na biegunowość, nie ma to znaczenia przy pomiarze sygnałów zmiennych.

Analogowe mierniki uniwersalne zwane multimetrami analogowymi cechują się dużą liczbą zakresów i umożliwiają w szerokim zakresie pomiary napięć i prądów zarówno stałych jak i zmiennych oraz rezystancji dzięki zastosowaniu wielu wybieranych przełącznikiem przetworników pomiarowych o różnych współczynnikach przetwarzania. Niektóre z nich pozwalają na pomiar pojemności elektrycznej , temperatury lub częstotliwości. Są wygodne ze względu na swoją wielofunkcyjność, jednak ze względu na konieczność wybrania właściwej wielkości mierzonej, właściwego zakresu i odpowiednich zacisków (zwykle są trzy) wymagają od użytkownika pewnej wprawy i rozwagi przy posługiwaniu się nimi.

Poza miernikami z ustrojem magnetoelektrycznym często spotykane są tablicowe i laboratoryjne mierniki z ustrojem elektromagnetycznym. Zasada działania ustroju elektromagnetycznego polega na wzajemnym ruchomego rdzenia wykonanego z materiału ferromagnetycznego i pola magnetycznego wytwarzanego przez nieruchomą cewkę, przez którą przepływa prąd elektryczny. Mierniki elektromagnetyczne są miernikami prostymi i tanimi o dużej niezawodności. Wskazanie ich jest funkcją kwadratu natężenia wartości skutecznej przepływającego przez cewkę prądu. Mierniki nie maja oznaczonej biegunowości i nadają się do pomiaru napięć i prądów zmiennych jak i stałych. Zwykle na podziałce miernika podane są dwa różne wskaźniki klasy dokładności - dla pomiarów sygnałów stałych klasa jest gorsza ze względu na zjawisko pętli histerezy w materiale rdzenia ruchomego i powstający przy tym błąd histerezowy. Ze względu na występowanie błędu częstotliwościowego mierniki elektromagnetyczne pracują przy niewielkich częstotliwościach (woltomierze do ok. 0,5 kHz a amperomierze do około 3 kHz).

Z innych spotykanych ustrojów mierników analogowych wspomnieć można mierniki z ustrojami elektrodynamicznymi. Ustrój pomiarowy składa się z dwóch cewek: nieruchomej i umieszczonej wewnątrz niej cewki ruchomej .Odchylenie organu jest funkcją iloczynu natężeń prądów płynących przez cewki. Mierniki z ustrojem elektrodynamicznym nadają się do pomiaru prądów i napięć stałych jak i zmiennych. Najczęściej stosowane są do budowy wa-tomierzy. W watomierzu cewkę nieruchomą włącza się w tor prądowy odbiornika a, cewkę nieruchomą z dołączonym szeregowo rezystorem równolegle do odbiornika.

Właściwości użytkowe przyrządów pomiarowych są określone przez:

-    zakres pomiarowy,

-    dokładność (w miernikach analogowych wskaźnik klasy dokładności),

-    pobór mocy,

-    czas trwania pomiaru,

-    zakres częstotliwości mierzonych sygnałów,