Меню

Стрелочные приборы для измерение переменного тока



Стрелочный вольтметр

Параметры и особенности стрелочных вольтметров

Стрелочный вольтметр

И хоть мы уже давно привыкли к цифровым вольтметрам, в природе всё ещё встречаются и стрелочные.

В некоторых случаях их применение может быть более удобным и практичным, чем использование современных цифровых.

Если в ваши руки попал стрелочный вольтметр, то желательно узнать его основные характеристики. Их легко определить по шкале и надписях на ней. В мои руки попал встраиваемый вольтметр М42300.

Стрелочный вольтметр и его характеристики

Внизу, под шкалой, как правило, есть несколько значков и указана модель прибора. Так, значок в виде подковы (или изогнутого магнита) означает, что это прибор магнитоэлектрической системы с подвижной рамкой.

Прибор магнитоэлектрической системы

На следующем снимке можно разглядеть такую подковку.

Параметры стрелочного вольтметра

Горизонтальная чёрточка указывает на то, что данный измерительный прибор рассчитан на работу с постоянным током (напряжением).

Для измерения постоянного тока/напряжения

Тут же стоит уточнить, почему речь идёт о постоянном токе. Не секрет, что стрелочными бывают не только вольтметры, но и огромное количество других измерительных приборов, например, тот же аналоговый амперметр или омметр.

Действие любого стрелочного прибора основано на отклонении катушки в поле магнита при прохождении постоянного тока по этой самой катушке. Чтобы отобразить с помощью стрелки показания на шкале прибора, ток должен быть постоянным.

Если он будет переменным, то стрелка будет отклоняться вправо-влево с частотой переменного тока, который протекает через обмотку катушки. Чтобы измерить величину переменного тока или напряжения в измерительный прибор встраивают выпрямитель.

Именно поэтому, под шкалой прибора указывается тип тока, с которым он способен работать: постоянным или переменным.

Далее на шкале прибора можно обнаружить целое или дробное число, вроде 1,5; 1,0 и подобное. Это класс точности прибора, выраженный в процентах %. Понятно, чем меньше число, тем лучше – показания будут точнее.

Класс точности прибора в %

Также можно увидеть такой знак – две пересекающиеся черты под прямым углом. Этот знак указывает на то, что рабочее положение прибора вертикальное.

Рабочее положение прибора

При горизонтальном положении показания могут быть менее точные. Иными словами прибор может «врать». Стрелочный вольтметр с таким значком лучше устанавливать в прибор вертикально и исключить существенный наклон.

А вот такой знак говорит о том, что рабочее положение прибора — горизонтальное.

Рабочее положение прибора - горизонтальное

Ещё один интересный знак – пятиконечная звезда с цифрой внутри.

Допустимое напряжение между корпусом и магнитоэлектрической системой

Данный знак предупреждает о том, что между корпусом прибора и его магнитоэлектрической системой напряжение не должно превышать 2кВ (2000 вольт). На это стоит обращать внимание при эксплуатации вольтметра в высоковольтных установках. Если вы планируете использовать его в блоке питания на 12 – 50 вольт, то беспокоиться не стоит.

Как считывать показания со шкалы стрелочного вольтметра?

Для тех, кто впервые видит шкалу прибора, возникает вполне резонный вопрос: «А как же считывать показания?» На первый взгляд ничего непонятно .

На самом деле всё просто. Чтобы определить минимальное деление шкалы нужно определить ближайшее число (цифру) на шкале. Как видим на шкале нашего М42300 – это 2.

Считывание показаний со шкалы стрелочного вольтметра

Далее считаем количество промежутков между чёрточками до первого числа или цифры – в нашем случае до 2. Их оказывается 10. Далее делим 2 на 10, получаем 0,2. То есть, расстояние от одной маленькой чёрточки до соседней, равно — 0,2 вольта.

Вот мы и нашли минимальное деление шкалы. Таким образом, если стрелка прибора отклонится на 2 маленьких деления, то это будет означать, что напряжение равно 0,4V (2 * 0,2V = 0,4V).

В наличии уже знакомый нам встраиваемый вольтметр модели М42300. Прибор предназначен для измерения постоянного напряжения до 10 вольт. Шаг измерения — 0,2 вольта.

Прикручиваем к клеммам вольтметра два провода ( соблюдаем полярность!), и подключаем севшую батарейку на 1,5 вольта или любую попавшуюся.

Измеряем напряжение пальчиковой батарейки

Вот такие показания я увидел на шкале прибора. Как видим, напряжение батарейки равно 1 вольту (5 делений * 0,2V = 1V). Пока фотографировал, стрелка вольтметра упорно двигалась к началу шкалы — батарейка отдавала последние «соки».

Показания вольтметра

Кроме этого мне стало интересно, какой ток потребляет сам стрелочный вольтметр. Поэтому вместо батарейки я подключил блок питания и выставил на выходе 10 вольт — чтобы стрелка прибора отклонилась на всю шкалу. Далее я подключил в разрыв цепи цифровой мультиметр и измерил ток.

Ток, потребляемый стрелочным вольтметром

Оказалось, ток, потребляемый стрелочным вольтметром, составил всего 1 миллиампер (1 мА). Его достаточно, чтобы стрелка отклонилась на всю шкалу. Это очень мало. Поясню свой намёк.

Получается, что стрелочный вольтметр экономичнее цифрового. Посудите сами, любой цифровой измерительный прибор имеет дисплей (ЖК или светодиодный), контроллер, а также буферные элементы для управления дисплеем. И это только часть его схемы. Всё это потребляет ток, садит батарею или аккумулятор. И если в случае вольтметра с жидкокристаллическим дисплеем потребляемый ток невелик, то при наличии активного светодиодного индикатора, потребляемый ток будет уже существенный.

Вот и получается, что для портативных приборов с автономным питанием иногда разумнее использовать классический стрелочный вольтметр.

При подключении вольтметра к цепи следует помнить о нескольких простых правилах.

Во-первых, вольтметр (любой, хоть цифровой, хоть стрелочный) необходимо подключать параллельно той цепи или элементу, напряжение на котором планируется измерять или контролировать.

Во-вторых, следует учитывать рабочий диапазон измерений. Узнать его легко – достаточно взглянуть на шкалу и определить последнее число на шкале. Это и будет граничное напряжение для измерения данным вольтметром. Естественно, есть и универсальные вольтметры, с выбором предела измерения, но сейчас речь идёт о встраиваемом стрелочном вольтметре с одним пределом измерения.

Если подключить вольтметр, например, со шкалой измерения до 100 вольт, в цепь, где напряжение превышает эти 100 вольт, то стрелка прибора будет уходить за пределы шкалы, «зашкаливать». Такое положение дел рано или поздно приведёт к порче магнитоэлектрической системы.

В-третьих, при подключении стоит соблюдать полярность, если вольтметр рассчитан на измерение постоянного напряжения. Как правило, на клеммах (или хотя бы у одной) указывается полярность – плюс «+» или минус «-» . При подключении вольтметров, рассчитанных на измерение переменного напряжения, полярность подключения не имеет значения.

Надеюсь, теперь вам будет проще определить основные характеристики стрелочного вольтметра, а самое главное, применить его в своих самоделках, например, встроив его в блок питания с регулируемым выходным напряжением . А если сделать светодиодную подсветку его шкалы, то он будет выглядеть вообще шикарно! Согласитесь, такой стрелочный вольтметр будет смотреться стильно и эффектно.

Источник

СТРЕЛОЧНЫЕ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

date image2020-06-12
views image323

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

ИЗУЧЕНИЕ СТРЕЛОЧНЫХ И ЦИФРОВЫХ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1. Ознакомление с устройством и основными характеристиками стрелочных электроизмерительных приборов: амперметра, вольтметра.

2. Ознакомление с устройством цифровых электроизмерительных приборов.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 Трофимова Т.И. Курс физики: учеб. пособие для вузов / Т.И. Трофимова. – 19-е изд. – Академия, 2012. – 560 с.

2 Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. – Академия, 2009. – 720 с.

СТРЕЛОЧНЫЕ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

В зависимости от того, какое физическое явление положено в основу действия прибора, электрические измерительные приборы подразделяются на следующие системы: магнитоэлектрическую, электромагнитную и др. Ниже будут рассмотрены только две системы: магнитоэлектрическая и электромагнитная. Принцип их работы основан на явлении взаимодействия магнитного поля и электрического тока.

Магнитоэлектрическая система – рисунок 1.

Рисунок 1. Устройство прибора
магнитоэлектрической системы:
1 — постоянный магнит, 2 — катушка,
намотанная на алюминиевую рамку,
3 — зазор, 4 — неподвижный стальной
цилиндр

Приборы этой системы предназначены для измерений величины тока и напряжения в цепях постоянного тока. Между полюсами постоянного магнита (1), создающего в зазоре (3) однородное магнитное поле, расположена рамка, по виткам которой протекает измеряемый ток. При отсутствии тока плоскость витков рамки располагается параллельно силовым линиям магнитного поля. При прохождении тока рамка стремится повернуться так, чтобы ее плоскость оказалась перпендикулярной силовым линиям магнитного поля. Этому повороту противодействует спиральная пружина. Как только момент силы упругости пружины М2 станет равным моменту силы взаимодействия магнитных полей – поля тока и поля постоянного магнита М1, рамка останавливается в равновесии. К рамке прикреплена стрелка, которая дает возможность по шкале произвести отсчет измеряемой величины тока или напряжения.

Читайте также:  Если зависимость силы тока от времени имеет вид

Вращающий момент, возникающий из-за взаимодействия магнитных полей, пропорционален току, текущему по рамке: M1=k1I.

Противодействующий момент пружины пропорционален углу поворота рамки (углу закручивания пружины): M2=k2a. Отсюда , т. е. угол поворота рамки, а следовательно и стрелки, пропорционален силе тока, что обеспечивает равномерность шкалы прибора.

Достоинствами магнитоэлектрических приборов являются: высокая чувствительность и точность показаний, равномерность шкалы, малая чувствительность к внешним магнитным полям.

Электромагнитная система – рисунок 2.

Рисунок 2. Устройство прибора электромагнитной системы: электромагнитной системы:
1 — неподвижная катушка,
2 — стальной сердечник, закрепленный на оси 3,
4 — корректор, 5 — пружина,
6 — успокоитель

Приборы электромагнитной системы предназначаются для измерения силы тока и напряжения в цепи переменного тока. Принцип действия приборов этой системы основан на взаимодействии магнитного поля катушки (1), по которой протекает измеряемый ток и железного сердечника, являющегося подвижной частью.

Железный сердечник в форме круглой пластины закреплен эксцентрично на оси. При прохождении тока по неподвижной катушке сердечник втягивается внутрь катушки так, чтобы его пересекало как можно больше силовых линий магнитного поля. Движению сердечника противодействует спиральная пружина. Магнитное поле катушки пропорционально току, намагничивание сердечника тоже увеличивается с возрастанием тока. Поэтому можно приблизительно считать, что в электромагнитном приборе вращающий момент М1 пропорционален квадрату тока M1=k1I 2 (k1 – коэффициент пропорциональности, зависящий от конструкции прибора). Противодействующий момент М2, создаваемый пружиной, пропорционален углу поворота подвижной части прибора: M2=k2a, k2 – коэффициент пропорциональности, зависящий от упругих свойств пружины).

Сердечник при прохождении тока останавливается тогда, когда моменты М1 и М2 окажутся равными, т.е. k1I 2 = k2a, откуда

Отсюда видно, что у приборов электромагнитной системы отклонение стрелки, скрепленной с сердечником, пропорционально квадрату тока, т.е. шкала такого прибора неравномерна. С изменением направления тока меняется как направление магнитного поля неподвижной катушки, так и полярность намагничивания сердечника. Поэтому при изменении направления тока сердечник не будет выталкиваться, а будет втягиваться. Таким образом, приборы электромагнитной системы можно применять при измерениях как постоянного тока, так и переменного. В этом основное достоинство приборов этой системы. Кроме того, к достоинствам этих приборов нужно отнести: простоту конструкции, механическую прочность, выносливость в отношении перегрузок.

Недостатками приборов электромагнитной системы являются: неравномерность шкалы, меньшая точность, чем у магнитоэлектрических приборов, большая зависимость показаний от внешних магнитных полей.

Режим вольтметра или амперметра. Как понятно из вышеизложенного, угол отклонения стрелки пропорционален току. Поэтому, все приборы описанных систем являются микро – милли – амперметрами. Чувствительность прибора в конечном итоге определяется произведением длины провода, находящегося в магнитном поле на силу тока (число ампер-витков поскольку провод свернут в катушку) и индукцией магнитного поля постоянного магнита (магнитоэлектрическая система).

Однако, приборы должны работать в режиме измерения тока или напряжения. Величины токов или напряжений могут быть самыми разнообразными. В любом случае подключение прибора должно как можно меньше влиять на режим работы цепи.

Вольтметр включается параллельно участку цепи, на котором он измеряет падение напряжения, и ток, ответвляющийся в цепь вольтметра должен быть как можно меньше (в идеале – ноль). Поэтому, сопротивление вольтметра должно быть как можно больше (в идеале – бесконечность).

Амперметр включается последовательно с участком цепи, и падение напряжения (IR, где R – сопротивление катушки прибора) на амперметре должно быть, как можно меньше (в идеале – ноль). Следовательно, сопротивление катушки должно быть, как можно меньше.

Удовлетворить этим разнополярным требованиям можно было бы, делая катушки вольтметров, состоящими из большого количества витков очень тонкого провода, а катушки амперметров – из малого количества витков толстого провода. Конечно, так не делают.

Все приборы являются микроамперметрами, с током полного отклонения стрелки 50 – 100 мкА. Чтобы измерять напряжение или ток, прибор включается последовательно с добавочным сопротивлением или параллельно с шунтом. Мощность потерь в вольтметре рассчитывается по формуле: Мощность потерь в амперметре рассчитывается по формуле: , где Rin – внутреннее (с учетом добавочного сопротивления или шунта) сопротивление прибора.

Основные характеристики электроизмерительных приборов.

Класс точности. Все электроизмерительные приборы разделяются на 8 классов: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Класс точности прибора g численно равен выраженной в процентах относительной погрешности измерения

где DA – максимальная абсолютная погрешность;

Am – максимальное значение диапазона прибора.

Относительная погрешность измерения определяется формулой

и, как видно, зависит от величины измеряемого тока или напряжения (А). Наименьшая относительная погрешность обеспечивается при измерении величины близкой к пределу диапазона.

Пример. Миллиамперметром на 75 мА измерен ток 30 мА. Класс точности прибора 0,2, то есть g = 0,2%. Следовательно, максимальная возможная ошибка при измерении любого тока в пределах 0. 75 мА будет

и относительная погрешность измерения тока 30 мА равняется:

Пределы измерений и цена деления. Значение измеряемой величины, при котором стрелка прибора отклоняется до конца шкалы, называется пределом измерения этого прибора Аm.

Электроизмерительные приборы могут иметь несколько пределов измерений (многопредельные приборы). Необходимо помнить, что при измерениях таким прибором на различных пределах цена деления будет различной.

Цена деления прибора равна значению измеряемой величины, соответствующей одному делению шкалы прибора.

Пример. Амперметр имеет предел измерений 15 А. Шкала имеет 150 делений. Цена деления равна .

Обозначения на шкале прибора. Условные обозначения, применяемые на шкалах приборов приведены на рисунке 3.

Рисунок 3. Условные обозначения на шкалах приборов и пример шкалы микроамперметра

Источник

За что любят стрелочные мультиметры

В век цифровых технологий стрелочный мультиметр все еще пользуется спросом. У старшего поколения радиолюбителей до сих пор сохранились «цешки», надежные советские приборы. Верой и правдой служат они своим хозяевам в течение нескольких десятилетий. А новое поколение смотрят на них как на антиквариат и не представляют, как пользоваться стрелочным мультиметром без инструкции. Однако, они обладают рядом свойств, которые позволяют им быть востребованными и в нынешнее время.

Назначение

Стрелочный тестер – это аналоговый прибор, состоящий из стрелочного микроамперметра, набора резисторов и шунтов. Другое его название – авометр (ампер+вольт). Изначально мультиметры выполняли только три функции, измеряли напряжение, ток и сопротивление. Затем набор функций был расширен.

При измерении напряжения к микроамперметру последовательно подсоединяют резисторы большого номинала, для определения тока параллельно к нему подсоединяется шунт, резистор с малым сопротивлением.

При измерениях переменного тока и напряжения дополнительно подключаются диоды для выпрямления входного сигнала. Дополнительные резисторы и шунты имеют высокую точность номинала, так как от этого зависит погрешность стрелочного мультиметра.

Классический советский стрелочный тестер – это модель Ц4352. У него широкий диапазон измерения напряжения (до 1200В), тока (до 15А) и сопротивления (до 5МОм).

Причем этот мультиметр может измерять характеристики как постоянного, так и переменного тока. Сегодня выпускают его модификации, которые пользуются спросом.

Особенности конструкции

Главный элемент стрелочного мультиметра – это магнитоэлектрический измерительный механизм в микроамперметре. От его чувствительности зависят основные характеристики мультиметра.

Конструктивно он представляет собой два постоянных магнита с полюсными наконечниками. Между наконечниками с одинаковыми полюсами имеется цилиндрический зазор, в котором расположен стальной сердечник.

Фактически он плавает в магнитном поле, не касаясь ни одного магнита. В этом зазоре помещается алюминиевый каркас охватывающий сердечник по длине.

Очень тонкой проволокой наматывается обмотка на каркас. Она крепится к оси, которая соединяется растяжками или спиральными пружинками со стрелкой. Измеряемый стрелочным тестером ток подводится к катушке через них.

При прохождении тока по обмотке все витки ее будут испытывать действие электромагнитной силы. Общее воздействие всех сил создаст вращающий момент, который повернет катушку и вместе с ней стрелку. У постоянного магнита его индукция поля тоже постоянна, а число витков обмотки, ее размер и воздушный зазор для конкретного механизма известны.

Поэтому вращающий момент (сила отклонения) стрелки будет зависеть только от силы тока протекающего через катушку. Угол отклонения стрелки мультиметра будет зависеть от жесткости спиральных пружинок.

Вращающий момент должен уравновеситься встречным моментом спиральных пружинок, при этом стрелка замрет. Угол отклонения будет зависеть от силы тока. Поэтому стрелочные тестеры с магнитоэлектрическим механизмом имеют линейную шкалу.

Читайте также:  Если проводниках сила тока движется в одну сторону то

Стабильные показания

Для того чтобы стрелка не болталась, а быстро успокоилась, предусмотрены воздушные и магнитно-индукционный демпферы. Алюминиевый каркас является таким демпфером, создавая вихревые токи при повороте катушки и, согласно правилу Ленца, возникшая сила торможения успокаивает ее таким образом. Для компенсации влияния гравитации предусмотрены противовесы с изменяемым центром масс.

Для устранения влияния температуры устанавливаются резисторы с маленьким температурным коэффициентом изменения сопротивления.

Так как от направления тока зависит направление отклонения стрелки, то при измерениях нужно учитывать полярность измеряемого сигнала. При прямом использовании магнитоэлектрического прибора переменный ток он измерять не сможет, так как суммарный вращающий момент будет равно нулю.

Чтобы все-таки измерить стрелочным мультиметром переменный ток, его сначала выпрямляют с помощью диодов.

Достоинства и недостатки

Аналоговый стрелочный прибор в режиме измерения постоянных величин имеет линейную шкалу – это плюс. А вот при замере сопротивления приходится пользоваться нелинейной шкалой – это минус мультиметра.

Так как стрелка прибора имеет определенную массу, то она инерционна. И это свойство позволяет мультиметру быть прекрасным интегратором. Для восприятия информации это очень удобно.

Мелкие частые колебания она сглаживает, что позволяет сразу оценить предоставляемую информацию. Цифровой мультиметр, при таком же входящем сигнале, выдает мелькание цифр, и восприятие показаний прибора затруднено.

Главные достоинства стрелочного мультиметра:

  • наглядность;
  • качественное восприятие;
  • возможность в целом оценить измеряемый сигнал.

Инерционность стрелки позволяет мультиметру быть устойчивым к помехам. Кроме этого, им удобно следить за изменением тока на заряжающемся конденсаторе. При работе не требуется постоянно смотреть мультиметр, боковым зрением прекрасно фиксируются движения стрелки.

В то же время из-за ограниченности чувствительности магнитоэлектрического механизма прибора нет возможности использовать резисторы с очень большим номиналом.

Это вносит дополнительную погрешность при замерах напряжения. А при измерении тока тестер не может его фиксировать при очень малых номиналах шунта, когда практически весь ток будет проходить через него.

По сравнению с цифровыми тестерами стрелочные более подвержены механическим воздействиям из-за чувствительной измерительной головки, зависят от состояния источников питания, но более экономичны.

Дополнительные возможности

Стрелочным тестером можно измерять емкость конденсаторов, некоторые модели могут мерить температуру, определять исправность полупроводниковых элементов.

Встречаются мультимтеры со встроенным генератором испытательных сигналов на несколько (до десяти) частот.

У нормального производителя в комплект поставки входят:

При покупке нужно обратить внимание на соответствие стрелочного мультиметра стандарту безопасности 89/336/EEC.

Диапазон проверки напряжения 500-1000 В, тока до 10 А. Стрелочным тестером удобно заниматься прозвонкой проводов, проверять заземление. Некоторые имеют звуковую или световую сигнализацию при достижении сопротивления в 20-30 Ом и ниже, это очень удобно.

Средним стрелочным мультиметором можно провести практически все измерения, необходимые в быту обычному человеку. Их функциональные возможности рассчитаны именно на это.

Измерение напряжения и силы тока

Рассмотрим для примера стрелочный мультиметр m1015b, соответствующий всем стандартам безопасности. На лицевой стороне устройства расположен переключатель функций, настройка нуля, стрелка со шкалами, гнезда для подсоединения измерительных щупов.

Для измерения постоянного напряжения переключатель функций устанавливается в положение DCV. Измерительные щупы подключаются параллельно нагрузке, на которой будет измеряться напряжение.

Показания снимаются по черной шкале V.mA прибора. Если неизвестен диапазон сигнала, нужно выбрать самый большой, потом уже переходить на оптимальный для данного сигнала.

При замере переменного напряжения переключатель переводится в положение АCV. Все остальное делается так же, как и при замере постоянного напряжения.

Чтобы измерить ток, поворотный переключатель устанавливается в положение DCmA, в зависимости от диапазона значений силы тока. Начинают измерения с максимальной шкалы. Показания снимаются по черной шкале.

Измерение сопротивления и децибел

При измерении сопротивления исследуемое устройство или деталь необходимо отключить от электричества. Переключатель режимов переводят в положение Ω.

Специальной кнопкой регулятора нуля стрелка мультиметра совмещается с нулевым делением шкалы измерения сопротивления. Перед этим щупы необходимо закоротить.

Если выставить стрелку в ноль не удается надо заменить батарею. Для этого снимается задняя крышка и производится замена.

После этого щупы подсоединяются к измеряемому сопротивлению. Показания омметра снимаются по зеленой шкале. Коэффициент умножения зависит от выбранного диапазона.

Для измерения дБ переключатель режимов устанавливается в требуемое положение стрелочного мультиметра ACV.

Для диапазона 10 В переменного тока снимают показания на красной шкале dB, для диапазона 50 В нужно ввести поправку +14 в диапазоне -20…22 dB, для 250 В поправка +28 для диапазона 8…50 dB.

Если сигнал имеет постоянную составляющую, необходимо измерения проводить через конденсатор емкостью менее 0,1 мкФ.

При соблюдении правил применения тестер никакого ухода не требует. Может работать при плюсовой температуре до 40 градусов и влажности 75%.

Когда упоминают мультиметр, обычно, имеют в виду компактный мобильный прибор с автономным питанием. Но существуют еще и стационарные стрелочные тестеры.

Набор функций у них может быть такой же, как у переносных или немного шире, а точность измерений, количество диапазонов обязательно выше.

Какой прибор выбрать, цифровой, стрелочный, стационарный или мобильный, зависит от нужд потребителя, но стрелочные мультиметры еще долго будут востребованы.

Источник

Особенности стрелочного мультиметра

Время на чтение:

Стрелочный мультиметр является самым часто используемым аппаратом на производстве. При помощи него осуществляется проверка электрооборудования на скачки напряжения и прочие неприятности. Что это такое, какие характеристики имеет стрелочный мультиметр, каковы достоинства и недостатки? Об этом и другом далее.

Описание прибора

Стрелочный мультиметр считается многофункциональным измерительным прибором, который носит второе название — аналоговый тестер. Осуществляет определение величины измеряемого тока при помощи положения стрелки на циферблатной шкале устройства.

Стрелочный мультиметр

Благодаря стрелочному мультиметру обеспечивается простое и быстрое тестирование переменного и постоянного напряжения до 400 Ватт. Стоит отметить, что он только указывает на диапазон, но не указывает точный показатель.

Аналоговые тестеры — высокоточные устройства, которые сегодня широко распространены на рынке и используются как в быту, так и на производстве. В них гнезда приборов оснащены двумя щупами, которые дополнены специальными наконечниками для измерения.

Описание из справочника

Характеристики

Как правило, каждый аналоговый стрелочный мультиметр нацелен на измерение постоянного с переменным током от 150 до 500 ватт. Показывает данные с точностью от −30% до 0% от показываемого числа. Диапазон частот равен от 50 до 60 герц. Работает непрерывно в течение 30 секунд при температуре от −15 до 45 градусов Цельсия и влажности не больше 80%. Предельно может функционировать на высоте не более 2000 метров. Весит от 100 до 150 г. Восстанавливается примерно 10 минут, после того как был произведен первый замер.

Технические характеристики

Достоинства и недостатки

Стрелочный multimeter — идеальный интегратор, обладающий большим динамическим диапазоном и отличающийся наглядным представлением совершенных измерений. Он имеет простую структуру. В основе работы лежит электромеханическая головка стрелки, на которую подается электроток через резистивные делители. Когда он протекает, создавая магнитное поле, то отклоняет приборную стрелку на конкретное значение угла.

Что касается точности измерения, тестер не проигрывает цифровому аналогу, однако из-за постоянного внешнего магнитного поля есть некоторые погрешности в работе. Он зависит также от полярности измеряемого сигнала. Из минусов можно также отметить зависимость от чувствительности и взаимодействия с измерительным объектом. Недостатком является отсутствие автонастройки, ограниченный функционал, линейность шкалы, подстройка нуля, вибростойкость, низкая устойчивость к механическим ударам и повреждениям.

Обратите внимание! Плюсы стрелочного мультиметра заключаются в низком энергопотреблении, инерционности, отсутствии восприимчивости к помехам, динамическом измерении емкости и измерении напряженности колебания поля. Еще можно отметить, что такой тестер долговечный, надежный и простой в работе.

Простота работы явное достоинство

Принцип работы

Принцип работы заключается в следующем. На аналоговый преобразователь поступает входной сигнал. Этот преобразователь становится опорным. Чтобы начать измерение, нужно подсоединить щупы последовательно в измеряемый объект. По ним ток будет поступать на аппарат. Его силу, напряжение и прочие параметры будет фиксировать прибор. Измерения будут показаны на экране с помощью стрелок. Самая верхняя шкала указывает постоянное или переменное напряжение (в зависимости от измерения), средняя шкала указывает значение сопротивления в Омах или подъединицах Ома.

Читайте также:  Зачем нужен генератор постоянного тока

Чтобы начать делать измерения, необходимо прочитать инструкцию и по ней выбрать функцию. Соответствующе расположить щупы и нажать на запуск. После этого все показатели будут выведены на экран по закону Ома.

Измерения осуществляются только при применения электронных блоков. Если нужно измерить напряжение, то последовательно соединяются резисторы с большим номиналом. Если нужно определить ток, то к оборудованию присоединяется шунт и резистор, имеющий малое сопротивление.

Обратите внимание! Если нужно узнать переменный ток и напряжение, то дополнительно подключаются диоды, чтобы выпрямить входной сигнал. Дополнительные резисторы с шунтами обладают высокой номинальной точностью.

Конструкция

Аналоговый тестер состоит из внешнего и встроенного измерительного щупа, светодиодной шкалы индикации, защитного кольца и кнопки тестирования. Оснащен агрегат несколькими режимами и параметрами работы. Он работает на низком уровне чувствительности, чтобы изучить напряжение переменного тока, на среднем уровне чувствительности для бесконтактного обнаружения наличия переменного тока и на высоком уровне чувствительности.

Конструктивные особенности

Назначение

Стрелочный мультиметр используют, чтобы определить, какое значение имеет действующее напряжение, протекающий электроток, электрическое сопротивление цепи и некоторые другие параметры. Это профессиональный инструмент, который применяется, чтобы измерить технические характеристики электронных компонентов, проверить напряжение, силу тока и отыскать короткое замыкание. С его помощью можно осмотреть батарею или измерить телефонный аккумулятор, понять светодиодную полярность, посмотреть напряжение в розетке и измерить ток в любом другом электрооборудовании.

Стрелочный мультиметр или аналоговый тестер — прибор, благодаря которому можно обеспечить безопасную работу электрооборудования в доме и на производстве. Он имеет большое количество преимуществ. Работает по физическому закону Ома. Имеет простую конструкцию и широкую сферу применения.

Источник

Стрелочный вольтметр

Параметры и особенности стрелочных вольтметров

Стрелочный вольтметр

И хоть мы уже давно привыкли к цифровым вольтметрам, в природе всё ещё встречаются и стрелочные.

В некоторых случаях их применение может быть более удобным и практичным, чем использование современных цифровых.

Если в ваши руки попал стрелочный вольтметр, то желательно узнать его основные характеристики. Их легко определить по шкале и надписях на ней. В мои руки попал встраиваемый вольтметр М42300.

Стрелочный вольтметр и его характеристики

Внизу, под шкалой, как правило, есть несколько значков и указана модель прибора. Так, значок в виде подковы (или изогнутого магнита) означает, что это прибор магнитоэлектрической системы с подвижной рамкой.

Прибор магнитоэлектрической системы

На следующем снимке можно разглядеть такую подковку.

Параметры стрелочного вольтметра

Горизонтальная чёрточка указывает на то, что данный измерительный прибор рассчитан на работу с постоянным током (напряжением).

Для измерения постоянного тока/напряжения

Тут же стоит уточнить, почему речь идёт о постоянном токе. Не секрет, что стрелочными бывают не только вольтметры, но и огромное количество других измерительных приборов, например, тот же аналоговый амперметр или омметр.

Действие любого стрелочного прибора основано на отклонении катушки в поле магнита при прохождении постоянного тока по этой самой катушке. Чтобы отобразить с помощью стрелки показания на шкале прибора, ток должен быть постоянным.

Если он будет переменным, то стрелка будет отклоняться вправо-влево с частотой переменного тока, который протекает через обмотку катушки. Чтобы измерить величину переменного тока или напряжения в измерительный прибор встраивают выпрямитель.

Именно поэтому, под шкалой прибора указывается тип тока, с которым он способен работать: постоянным или переменным.

Далее на шкале прибора можно обнаружить целое или дробное число, вроде 1,5; 1,0 и подобное. Это класс точности прибора, выраженный в процентах %. Понятно, чем меньше число, тем лучше – показания будут точнее.

Класс точности прибора в %

Также можно увидеть такой знак – две пересекающиеся черты под прямым углом. Этот знак указывает на то, что рабочее положение прибора вертикальное.

Рабочее положение прибора

При горизонтальном положении показания могут быть менее точные. Иными словами прибор может «врать». Стрелочный вольтметр с таким значком лучше устанавливать в прибор вертикально и исключить существенный наклон.

А вот такой знак говорит о том, что рабочее положение прибора — горизонтальное.

Рабочее положение прибора - горизонтальное

Ещё один интересный знак – пятиконечная звезда с цифрой внутри.

Допустимое напряжение между корпусом и магнитоэлектрической системой

Данный знак предупреждает о том, что между корпусом прибора и его магнитоэлектрической системой напряжение не должно превышать 2кВ (2000 вольт). На это стоит обращать внимание при эксплуатации вольтметра в высоковольтных установках. Если вы планируете использовать его в блоке питания на 12 – 50 вольт, то беспокоиться не стоит.

Как считывать показания со шкалы стрелочного вольтметра?

Для тех, кто впервые видит шкалу прибора, возникает вполне резонный вопрос: «А как же считывать показания?» На первый взгляд ничего непонятно .

На самом деле всё просто. Чтобы определить минимальное деление шкалы нужно определить ближайшее число (цифру) на шкале. Как видим на шкале нашего М42300 – это 2.

Считывание показаний со шкалы стрелочного вольтметра

Далее считаем количество промежутков между чёрточками до первого числа или цифры – в нашем случае до 2. Их оказывается 10. Далее делим 2 на 10, получаем 0,2. То есть, расстояние от одной маленькой чёрточки до соседней, равно — 0,2 вольта.

Вот мы и нашли минимальное деление шкалы. Таким образом, если стрелка прибора отклонится на 2 маленьких деления, то это будет означать, что напряжение равно 0,4V (2 * 0,2V = 0,4V).

В наличии уже знакомый нам встраиваемый вольтметр модели М42300. Прибор предназначен для измерения постоянного напряжения до 10 вольт. Шаг измерения — 0,2 вольта.

Прикручиваем к клеммам вольтметра два провода ( соблюдаем полярность!), и подключаем севшую батарейку на 1,5 вольта или любую попавшуюся.

Измеряем напряжение пальчиковой батарейки

Вот такие показания я увидел на шкале прибора. Как видим, напряжение батарейки равно 1 вольту (5 делений * 0,2V = 1V). Пока фотографировал, стрелка вольтметра упорно двигалась к началу шкалы — батарейка отдавала последние «соки».

Показания вольтметра

Кроме этого мне стало интересно, какой ток потребляет сам стрелочный вольтметр. Поэтому вместо батарейки я подключил блок питания и выставил на выходе 10 вольт — чтобы стрелка прибора отклонилась на всю шкалу. Далее я подключил в разрыв цепи цифровой мультиметр и измерил ток.

Ток, потребляемый стрелочным вольтметром

Оказалось, ток, потребляемый стрелочным вольтметром, составил всего 1 миллиампер (1 мА). Его достаточно, чтобы стрелка отклонилась на всю шкалу. Это очень мало. Поясню свой намёк.

Получается, что стрелочный вольтметр экономичнее цифрового. Посудите сами, любой цифровой измерительный прибор имеет дисплей (ЖК или светодиодный), контроллер, а также буферные элементы для управления дисплеем. И это только часть его схемы. Всё это потребляет ток, садит батарею или аккумулятор. И если в случае вольтметра с жидкокристаллическим дисплеем потребляемый ток невелик, то при наличии активного светодиодного индикатора, потребляемый ток будет уже существенный.

Вот и получается, что для портативных приборов с автономным питанием иногда разумнее использовать классический стрелочный вольтметр.

При подключении вольтметра к цепи следует помнить о нескольких простых правилах.

Во-первых, вольтметр (любой, хоть цифровой, хоть стрелочный) необходимо подключать параллельно той цепи или элементу, напряжение на котором планируется измерять или контролировать.

Во-вторых, следует учитывать рабочий диапазон измерений. Узнать его легко – достаточно взглянуть на шкалу и определить последнее число на шкале. Это и будет граничное напряжение для измерения данным вольтметром. Естественно, есть и универсальные вольтметры, с выбором предела измерения, но сейчас речь идёт о встраиваемом стрелочном вольтметре с одним пределом измерения.

Если подключить вольтметр, например, со шкалой измерения до 100 вольт, в цепь, где напряжение превышает эти 100 вольт, то стрелка прибора будет уходить за пределы шкалы, «зашкаливать». Такое положение дел рано или поздно приведёт к порче магнитоэлектрической системы.

В-третьих, при подключении стоит соблюдать полярность, если вольтметр рассчитан на измерение постоянного напряжения. Как правило, на клеммах (или хотя бы у одной) указывается полярность – плюс «+» или минус «-» . При подключении вольтметров, рассчитанных на измерение переменного напряжения, полярность подключения не имеет значения.

Надеюсь, теперь вам будет проще определить основные характеристики стрелочного вольтметра, а самое главное, применить его в своих самоделках, например, встроив его в блок питания с регулируемым выходным напряжением . А если сделать светодиодную подсветку его шкалы, то он будет выглядеть вообще шикарно! Согласитесь, такой стрелочный вольтметр будет смотреться стильно и эффектно.

Источник