Ampermetre bağlama yöntemleri. Büyük petrol ve gaz ansiklopedisi

Ampermetreler doğrudan veya alternatif elektrik akımının gücünü ölçmek için kullanılır. Grafik tanımı bu cihaz açık elektrik şemaları- içinde “A” harfi bulunan bir daire. Bu ölçüm cihazı elektrik akımının gücünü amper, miliamper veya mikroamper cinsinden belirler. Açık devreye seri olarak bir ampermetre bağlanır.

Ampermetrelerin uygulanması

Ampermetreler endüstride, telekomünikasyonda, laboratuvar araştırması ve μA birimlerinden onlarca kA'ya kadar doğrudan veya alternatif elektrik akımını ölçmek için diğer faaliyet alanlarında. Bu durumda ölçülen akımın değeri, bağlantı şeması dikkate alınarak cihazın maksimum ölçek değerini aşmamalıdır. Ölçüm sınırına bağlı olarak modern ampermetreler ikiye ayrılır:

• mikroampermetreler;
• miliampermetre;
• ampermetreler;
• kiloammetre.

Ampermetre ne zaman icat edildi?

Elektrik akımının gücünü ölçmek için ilk girişimler yapıldı. XIX'in başı yüzyıl. O zamanlar içinden akan iletkene elektrik, getirilmiş sıradan pusula. Elektrik akımının büyüklüğü manyetik iğnenin sapma açısına göre belirlendi.

Ne tür ampermetreler var?

Tipine bağlı olarak ampermetreler ölçüm cihazlarına ayrılır:

• doğru akım;
• alternatif akım.

Var olmak aşağıdaki türler ampermetreler:

• manyetoelektrik - küçük miktarlardaki doğru elektrik akımını ölçmek için kullanılır;
• elektromanyetik - alternatif (frekans 50 Hz) ve doğru akımın ölçümünü sağlar;
• elektrodinamik - alternatif (200 Hz'e kadar frekans) ve doğru akımı ölçün;
• termoelektrik - yüksek frekanslı alternatif elektrik akımının değerini ölçmek için tasarlanmıştır;
• ferrodinamik - kaydediciler ve kullanılır otomatik sistemlerölçümler.

Kullanılan terazinin türüne bağlı olarak bu cihazlar şunlardır:

• anahtarlar;
• elektronik (dijital).

Ampermetrenin çalışma prensibi

İşin kalbinde çeşitli türler ampermetreler yalan söyler farklı prensipler hareketler. Elektrik akımını ölçmek için kullanılan yöntemler esas olarak cihazın uygulamasına bağlıdır.

Manyetoelektrik ampermetrenin çalışma prensibi, sabit bir manyetik alanın ve çerçevenin sargılarından akan elektrik akımının tork oluşumuna neden olduğu gerçeğine dayanmaktadır. Cihazdan geçen elektrik akımı iğnenin hareket etmesine neden olur. İkincisi doğrudan çerçeveye bağlanır. Bu nedenle okun dönme açısı ölçülen elektrik akımının genliği ile doğru orantılıdır.

Elektrodinamik ampermetrenin tasarımı sabit ve hareketli bir bobin içerir. Küçük büyüklükteki akımları ölçmek için seri olarak ve büyük akımlar için paralel olarak bağlanırlar. İğne hareketli bobine tutturulur ve sabit ve hareketli bobinde akan akımların etkileşimi sonucu hareket eder.

Termoelektrik ampermetrenin tasarımı, kontaklı veya temassız dönüştürücüye sahip manyetoelektrik bir cihaza dayanmaktadır. İkincisi, kendisine kaynaklanmış bir termokupllu bir iletkendir. Dönüştürücüden geçen elektrik akımı, bir termokupl tarafından tespit edilen ısınmasına neden olur. Ortaya çıkan termal radyasyon manyetoelektrik cihazı etkiler. Çerçevesi, akan elektrik akımının değeriyle orantılı bir açı kadar sapar.

Dijital ampermetrenin çalışması, ölçülen akımın genliğinin analogdan dijitale dönüştürülmesine dayanır. Analogdan dijitale dönüştürücüden (ADC) geçen sinyal, önce zamana, sonra da seviyeye göre nicemlenir. Alınan bilgiler dijital forma dönüştürülür ve ekranda görüntülenir.

Bir ampermetre için şant nasıl hesaplanır?

Ampermetre skalasının maksimum değerini aşan elektrik akımının ölçülmesinin gerekli olduğu durumlarda şönt kullanılması gerekir. Direnci aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

Rsh=(Ra*Ia)/(Ish-Ia)

Burada:

• Rsh gerekli şönt direncidir (Ohm cinsinden);
• Ra - ampermetrenin iç direnci (Ohm cinsinden);
• Ia, bir ampermetre tarafından ölçülen maksimum akım değeridir (Amper cinsinden);
• Ish, ölçülen akımın yaklaşık değeridir (Amper cinsinden).

Ampermetre iç direnci

Doğru işlem için değer iç direnç ampermetre büyüklük sırasına göre olmalıdır değerden az devre direnci. Bazı durumlarda bu tür bilgiler mevcut değildir. Daha sonra kullanılan ampermetrenin iç direncini ölçmelisiniz. Bunu yapmak için, güç kaynağına seri olarak bir yük direnci ve bir ampermetre bağlanır ve ikincisine paralel olarak hassas bir voltmetre bağlanır. Devre açıldıktan sonra cihaz okumaları alınır. Bir ampermetrenin iç direncinin değeri, hassas bir voltmetrenin ve bir ampermetrenin okumalarının oranı olarak belirlenir.

Bir elektrik devresine çalışma voltajı uygulanırsa, elemanlarından belirli miktarda akım akacaktır. Değeri, devrenin ayrı bölümlerinin direnç değeri ile belirlenir. Belirli bir alandaki mevcut akım değerini ölçmek için, özel cihazlar hangisi denir.

Örneğin ele alalım. Bu cihazın nasıl çalıştığını anlamadan önce sınıflandırmaları dikkate almak önemlidir.

Ampermetre türleri

1. Manyetoelektrik. Bu tür cihazlar yalnızca DC akım ölçümleri için uygundur. Yüksek hassasiyet ve düşük güç ile karakterize edilirler.
2. Elektromanyetik. Cihazlar doğru ve alternatif akımları ölçmek için kullanılabilir. Dezavantajları ise düşük hassasiyet ve düşük doğruluktur.
3. Elektrodinamik. Bu tür cihazlar harici etkenlere oldukça duyarlıdır. manyetik alanlar bu nedenle yüksek hassasiyetli ölçümlerde kullanılmaları istenmez.
4. Ferrodinamik. Bu cihazlar farklı artan stabilite dış manyetik alanlara ve yüksek güç göstergelerine sahiptir. Güvenlik alanında ve yüksek hassasiyetli ölçümlerin gerekli olduğu durumlarda yaygın olarak kullanılırlar.
5. Dijital. Örneğin, hareketli mekanik parçaları yoktur, ancak geçen akımın miktarını LCD ekranda görüntülenen dijital sinyallere dönüştürmenize olanak tanıyan mikroişlemcili bir platform üzerinde çalışırlar.

Şekil 1 - Mekanik ampermetreler

Şekil 2 - Dijital ampermetreler

Ampermetre tasarımı

Bir ampermetrenin nasıl çalıştığını anlamak için tasarımını düşünün (Şekil 3). Bu tip cihazlar, bir bobinin sargısına akımın uygulandığı, bu da bobin ile etkileşime giren bir manyetik akının oluşmasına yol açan manyetoelektrik cihazlardır. kalıcı mıknatıs. Ölçüm sistemlerinde çeşitli değişiklikler vardır - bir durumda, ölçüm işaretçisi-işaretçisi hareketli bir bobine bağlanır ve başka bir versiyonda, hareketli mıknatıs, işaretçiye bağlı kalıcı bir mıknatıstır. Ölçüm bobini, cihazın içinde veya dışında bulunan ve akım okumalarının alındığı bir şönte bağlanır.

Şekil 3 - Ampermetre tasarımı

Ampermetrenin çalışma prensibi

Ampermetrenin ölçüm sistemine büyüklüğü belirlenen bir akım verildiği anda cihazın bobininde bir manyetik alan oluşturulur. Kalıcı mıknatısın oluşturduğu alanla etkileşime girerek ok göstergeli dönen çerçevenin sapmasına neden olur (Şek. 4). Sapma açısı geçen akımla orantılıdır ve belirli bir kalibrasyonla cihazın ölçüm skalasındaki ok mevcut akım değerini gösterecektir.

Dijital ampermetrelerde, akım değeri, akım sinyalini cihazın ekranında sayısal bir değer olarak görüntülenen bir dizi dijital koda dönüştüren özel analog-dijital dönüştürücüler aracılığıyla belirlenir.

Değeri ölçüm aralığının maksimum değerinden daha büyük olan bir akımı ölçmenin gerekli olduğu durumlar vardır. Bu durumda ampermetre şantının nasıl çalıştığını bilmek önemlidir. Şönt, değeri bilinen dirençli bir elemandır elektrik direnci ampermetreye paralel olarak bağlanır. Şönt, daha küçük çalışma aralığına sahip bir ampermetre ile ölçülmesi gereken akım miktarı için tasarlanmıştır.

Şekil 4 - Ampermetrenin çalışma prensibi

Bir ampermetre nasıl bağlanır

Ölçüm aletlerini doğru kullanmak için sadece ampermetre ve voltmetrenin nasıl çalıştığını bilmek değil, aynı zamanda bunların nasıl bağlanacağını da bilmek önemlidir. Bir cihazdan veya içinden geçen akımı ölçmek için belirli kısım Elektrik devresinde ampermetrenin bu bölüme seri bağlanması gerekmektedir.

Şekil 5 - Bir ampermetrenin şönt aracılığıyla bağlantı şeması

Pratik kullanım

Ampermetreler çeşitli elektronik ekipmanların yapımında, bakımında ve onarımında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir örnek olarak pratik uygulamaŞarj cihazındaki ampermetreyi düşünebilirsiniz - aşağıda bu cihazın nasıl çalıştığına bakacağız. Böyle bir türden şarj cihazı pilleri akım kullanarak şarj edin sabit değer değeri bir ampermetre kullanılarak görselleştirilir. Şarj işlemi sırasında akım düşebilir ve ampermetre, düzenleme ihtiyacını belirlemek için kullanılabilir. Ampermetredeki akım 1-2 saat boyunca değişmiyorsa akü şarj edilmiş sayılır.

Bu, ampermetre gibi ölçüm cihazlarının pratik kullanımına ilişkin birçok örnekten sadece bir tanesidir.

Ampermetre- bu elektrikli ölçü aleti devrede akan doğru veya alternatif akımın gücünü kaydetmek için tasarlanmıştır - yani, akım ölçüm cihazı . Ampermetre, elektrik devresinin akımın ölçülmesi gereken bölümüne seri olarak bağlanır. Ölçtüğü akım devre elemanlarının direncine bağlı olduğundan ampermetrenin direnci mümkün olduğu kadar düşük (çok küçük) olmalıdır. Bu, mevcut ölçüm cihazının ölçülen devre üzerindeki etkisini azaltmanıza ve doğruluğunu artırmanıza olanak tanır.

Cihaz terazisi µA, mA, A ve kA cinsinden kalibre edilir ve gerekli doğruluk ve ölçüm limitlerine bağlı olarak uygun cihaz seçilir. Devreye şöntlerin, akım trafolarının ve manyetik yükselteçlerin dahil edilmesiyle ölçülen akımda artış sağlanır. Bu, ölçülen akım değerinin sınırını artırmanıza olanak tanır.

Ampermetre bağlantı şemaları

Şekil - Bir ampermetrenin doğrudan bağlantı şeması

Şekil - Bir ampermetrenin bir şönt ve bir akım trafosu aracılığıyla dolaylı bağlantı şeması

Ampermetrelerin uygulama kapsamı

Akım ölçmeye yönelik aletler çeşitli alanlarda uygulama alanı bulmuştur. Elektrik ve termal enerjinin üretimi ve dağıtımı ile ilgili büyük işletmelerde aktif olarak kullanılmaktadırlar. Ayrıca aşağıdakilerde de kullanılırlar:

Elektrik laboratuvarları;

Otomotiv endüstrisi;

Kesin Bilimler;

Yapı.

Ancak bu cihazı yalnızca orta ve büyük ölçekli işletmeler kullanmıyor: aynı zamanda aralarında da talep var. sıradan insanlar. Hemen hemen her deneyimli oto elektrikçinin cephaneliğinde benzer bir cihaz vardır; bu, cihazların, araba bileşenlerinin vb. güç tüketimini ölçmesine olanak tanır.

Ampermetre türleri

Okuma cihazının türüne bağlı olarak ampermetreler aşağıdakilere sahip cihazlara ayrılır:

Ok işaretçisi ile;

Işık göstergesi ile;

Yazı cihazı ile;

Elektronik aletler.

Çalışma prensibine göre ampermetreler ikiye ayrılır:

1. Elektromanyetik- doğru ve alternatif akım devrelerinde kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Tipik olarak 50 Hz frekansıyla geleneksel AC elektrik kurulumlarında kullanılır.

2. Manyetoelektrik- küçük doğru akım değerlerinin mevcut gücünü kaydetmek için tasarlanmıştır. Manyetoelektrik bir ölçüm cihazına ve dereceli bölmeli bir teraziye sahiptirler.

3. Termoelektrik Cihazlar yüksek frekanslı devrelerdeki akımı ölçmek için tasarlanmıştır. Bu tür cihazlar, bir termokuplun kaynaklandığı bir iletken formunda yapılmış bir manyetoelektrik mekanizmayı içerir. Kablolardan akan akım, bir termokupl tarafından tespit edilen ısınmaya neden olur. Ortaya çıkan radyasyon, çerçevenin mevcut güçle orantılı bir açı kadar sapmasına neden olur.

4. Ferrodinamik cihazlar - ferromanyetik malzemeden yapılmış kapalı bir manyetik devre, bir çekirdek ve sabit bir bobinden oluşur. Yüksek ölçüm doğruluğu, güvenilir tasarım ve elektromanyetik alanlara karşı düşük hassasiyet ile karakterize edilirler.

5. Elektrodinamik Cihazlar, yüksek frekanslı (200 Hz'e kadar) DC/AC devrelerindeki akımı ölçmek için tasarlanmıştır. Aşırı yüklere ve harici elektromanyetik alanlara karşı hassastırlar. Ancak ölçümlerin yüksek doğruluğu nedeniyle, bunlar olarak kullanılırlar. kontrol araçlarıÇalışma ampermetrelerini kontrol etmek için.

6. Dijital ampermetreler - modern model Analog cihazların avantajlarını birleştiren cihazlar. Bugün bu tür cihazlar lider konumlara ulaştı. Bunun nedeni kullanım kolaylığı, kullanım kolaylığı, küçük boyutlu ve elde edilen ölçüm sonuçlarının yüksek doğruluğu. Ayrıca dijital cihazlar çeşitli koşullarda kullanılabilir: sallanma, titreşim vb. durumlardan korkmaz.

Birkaç ampermetreyi ele alalım farklı üreticiler ve farklı türleri:

1. ampermetreler Am-2 DigiTOP

Özellikler:

Giriş sayısı 1

Ölçülen alternatif akım 1 ...50 A

Ölçüm hatası %1

Gösterge çözünürlüğü 0,1 A

- besleme gerilimi -100...-400 V, 50 (+1) Hz boyutlar 90x51x64 mm

Elektrikli ev aletlerinin performansı ve dayanıklılığı, alınan elektriğin kalitesine bağlıdır. Kural olarak, başarısızlığa elektronik Teknoloji buzdolapları, televizyonlar veya çamaşır makineleri, voltajın izin verilen sınırların üzerine çıkmasına neden olur. En tehlikeli şey, voltajın izin verilen seviyenin üzerinde uzun süreli bir artış olmasıdır. Bu durumda, elektronik ekipmanın güç kaynakları arızalanır, elektrik motorlarının sargıları aşırı ısınır ve sıklıkla yangın meydana gelir.

2. laboratuvar ampermetresi E537

Bu cihaz (ampermetre E537) aşağıdakiler için tasarlanmıştır: hassas ölçüm AC ve DC devrelerindeki akım gücü.

Doğruluk sınıfı 0,5.

Ölçüm aralıkları 0,5 / 1 A;

Ağırlık 1,2 kg.

Ampermetre E537'nin teknik özellikleri:

Ölçüm aralığı bitiş değeri 0,5 A/1 A

Doğruluk sınıfı 0,5

Normal frekans aralığı (Hz) 45 - 100 Hz

Çalışma frekans aralığı (Hz) 100 - 1500 Hz

Genel boyutlar 140 x 195 x 105 mm

Temel model dijital ampermetre cihazı, ölçülen akım parametrelerinin temel değerine bağlı olarak çeşitli standart modifikasyonlarda mevcuttur. Bu dijital ampermetre modelini sipariş ederken hangi temel parametreçalışmanız gereken mevcut güç: 1 A, 2 A veya 5 A.

Ölçülen akımın temel parametreleri In-1 Amper (CA3020-1), 2 Amper (CA3020-2) veya 5 Amper (CA3020-5);

Ölçülen akımların sınırları 0,01 In ila 1,5 In arasındadır;

45 ila 850 Hertz arasında ölçülen akımlar için frekans aralığı;

İzin verilen temel mevcut hatanın sınırları ±%0,2 optimum değerölçülen akım gücünün parametreleri;

güç kaynağı voltajı - voltaj (85-260) Volt ve frekans (47-65) Hertz veya sabit voltaj (120 - 300) Volt ile alternatif akım ağı;

Cihazın güç tüketimi 4 VA'dan fazla değil;

Boyutlar 144x72x190 mm;

Ağırlık 0,55 kg'dan fazla değil;

3020 serisi ampermetrelerin ölçüm devresi tarafından tüketilen güç şunu aşmaz: CA3020-1 - 0,12 VA için; CA3020-2 - 0,25 VA için; CA3020-5 - 0,6 VA için.

Devrenin belirli bir bölümünden akan akımı bilmek oldukça önemlidir. Bu, kablo kesitinin hesaplanmasına ve iletkenlerin aşırı ısınmasının önlenmesine yardımcı olur. Bu makale acemi elektrikçilerin ölçüm cihazının çalışma ve bağlantı nüanslarını anlamalarına yardımcı olacaktır. Ama önce okul müfredatından birkaç temel bilgiyi hatırlayalım.

Bildiğiniz gibi ampermetre, bir elektrik devresindeki doğru ve alternatif akımın gücünü belirlemenizi sağlayan bir ölçüm cihazıdır. Amaçlanan uygulama kapsamına bağlı olarak ölçek ölçü aleti amper, mikro veya miliamper olarak derecelendirilmiştir. Büyük miktarları ölçmek için ölçeği kiloamperlere bölünmüş bir cihaz kullanılır.

Bağlantı şeması ve özellikleri

Doğru ölçüm alabilmek ve cihazın zarar görmemesi için cihazın doğru şekilde açılması gerekir. elektrik devresi. Ampermetre, ağın ölçüm yapılması gereken bölümüne seri olarak bağlanır. Tek bir ölçüm için problar kullanılır ve sürekli okumalar için cihaz kelepçeler kullanılarak bağlanır.

Önemli! Bağlantının polaritesine dikkat ettiğinizden emin olun! İLE faz teli pozitif bir prob bağlanır ve sıfır terminaline bir negatif prob bağlanır.

Ampermetrenin özel bir özelliği ölçüm limitini arttırabilmesidir. Bunu yapmak için ölçüm cihazı aşağıdaki ek cihazlar kullanılarak ağa bağlanır:

• Doğru akım ölçümleri için ek bir manyetik amplifikatörün bağlanması gerekir;
• Değişken bir değer ölçülürken devreye ek olarak bir transformatör bağlanır;
• Şönt üzerinden bağlantı. Bu yöntem evrensel olarak kabul edilir ve yalnızca alternatif akımı değil aynı zamanda doğru akımı da ölçmek için uygundur.

Bu tür bağlantıların en sık kullanılmasının nedeni budur. Ne olduğuna daha yakından bakalım.

Şant tasarımı ve bağlantısı

Ampermetreyi bağlamak için karbolit yalıtkan üzerine monte edilmiş bakır plaka olan standart bir şönt kullanın. Bakır plakanın her iki tarafında iki vida vardır: potansiyel ve akım kelepçeleri. Kit, belirlenmiş bir dirence sahip ve belirli bir akım için tasarlanmış fabrika ürünlerini içerir. Şantın ölçüm devresine doğru şekilde dahil edilmesi için aşağıdaki algoritmaya uyun:

• Beklenen değerleri büyük olan bir ürün seçmelisiniz. Örneğin test edilen hattaki tahmini akım gücü 12–15 A ise 20 A'ya kadar ölçüm alınmasına olanak sağlayan bir ürün seçilir;
• Daha sonra ampermetrenin ölçüm kabloları bakır şerit üzerindeki potansiyel terminallere bağlanır;
• Ölçülen hattın enerjisi kesilir;
• Ardından tüketim değerini kontrol etmek istediğiniz cihazın güç kablolarını çıkarın;
• Şönt, elektrik hattındaki bir kesintiye bağlanır: bağlantısı kesilmiş teller akım kelepçelerine bağlanır.

Not! Elde edilen değerler şönt yalıtım plakasında belirtilen katsayı ile çarpılır. Bu katsayı belirtilmemişse, cihaz bölümünün fiyatını bağımsız olarak hesaplayabilirsiniz. Bunu yapmak için maksimum ölçek değeri, ek plakanın hesaplanan göstergeleri ile çarpılır.

Hesaplama özellikleri

Fabrika tanımlı standart şöntler yoksa, direnç yerine endüstriyel dirençler kullanılırsa bu değerler bağımsız olarak hesaplanabilir. Bu durumda aşağıdaki şekilde ilerleyin:

1. Ölçüm ölçeğinin aralığını genişletmek için cihaza paralel olarak akımın ana kısmının geçtiği bir direnç bağlanır. Bu durumda ölçüm cihazından ölçümler için yeterli olacak kadar küçük bir parça geçer;
2. Bir sonraki adım maksimum akım değerini belirlemektir. Bunu yapmak için, polariteyi gözlemleyen bir voltmetre güç kaynağındaki voltajı ölçer. Gerilim değerinin bölündüğü devrenin toplam direnci de belirlenir;
3. Şimdi ampermetre sargısının direncini bulmanız gerekiyor. Bu değer cihazın pasaportunda belirtilir veya bağımsız olarak ölçülür;
4. Şönt olarak kullanılan direncin gerekli direncini hesaplamak için kalır. Bunu yapmak için maksimum akım toplam hat direnciyle çarpılır ve elde edilen değer şuna bölünür: Nominal gerilim güç kaynağı.

Artık sadece nasıl yapılacağını değil, aynı zamanda onu bir elektrik devresine nasıl doğru şekilde bağlayacağınızı da biliyorsunuz. Bu malzemenin, cihazın ölçüm ölçeğinin doğru ölçümler için yeterli olmadığı durumdan kurtulmanıza yardımcı olacağını umuyoruz. Bunun için standart bir şant bağlamanız veya kendiniz hesaplamanız gerektiğini anladık.