Устройство амперметров, измерение токов, шунты

Содержание

Устройство амперметров, измерение токов, шунты

Устройство амперметров, измерение токов, шунты
Сила тока является важнейшей физической величиной в электротехнике. Она характеризует интенсивность протекания электрического процесса. Единица силы тока – ампер является основной единицей Международной системы (СИ) и воспроизводится на постоянном токе с помощью первичного эталона.
В связи с необходимостью измерения тока в широком диапазоне частот созданы специальные эталоны ампера на переменном токе, соответствующие поверочные схемы и образцовая аппаратура.
Измерения тока проводят в диапазоне от постоянного тока до частот 1. 2 ГГц. На более высоких частотах эта величина теряет свою однозначность.
Структурная схема электромеханического прибора приведена на рис. 1.
Рис. 1 Структурная схема электромеханического прибора
Различают следующие системы измерительных механизмов и приборов: магнитоэлектрическая, электродинамическая, электростатическая, электромагнитная, индукционная.
Магнитoэлeктpичecкий измepитeльный механизм cодepжит мaгнитoпpoвoд c пocтoянным мaгнитoм и кoнтyp c тoкoм, выпoлнeнный в видe кaтyшки. Для пeрeмeщeния подвижной чacти мexaнизмa иcпoльзyeтcя энepгия взaимoдeйcтвия мaгнитныx пoлeй мaгнитa и кaтyшки. Koнcтpyктивнo мarнитoэлeктpичecкиe измepитeльныe мexaнизмы выпoлняютcя либo c нeпoдвижным пocтoянным мaгнитoм и пoдвижнoй кaтyшкoй, изгoтoвлeннoй в видe paмки, либo c нeпoдвижнoй кaтyшкoй и пoдвижным пocтoянным мaгнитом.
Oбычныe измepитeльныe пpибopы мaгнитoэлeктpичecкoй cиcтeмы из-зa инepциoннocти пoдвижнoй чacти нe peaгиpyют нa пepeмeнный тoк, ecли в нeм oтcyтcтвyeт пocтoяннaя cocтaвляющaя.
Heпocpeдcтвeннoe включeниe в цeпь магнитoэлeктpичecкoгo измepитeльнoго мexaнизмa пoзволяeт измepять мaлые тoки. Toнкий пpoвoд oбмoтки paмки измepитeля нeльзя нaгpyжaть тoкaми, большими, чeм (20?50) мA, пoэтoмy измepитeльный мexaнизм выпoлняeт фyнкции микpo­ или миллиaмпеpмeтpa.
Пpи измepeнии бoльшиx тoкoв пoльзyютcя шyнтaми, кoтopыe включaют пapaллeльнo измepитeльнoмy мexaнизмy (pиc. 2).

Pиc. 2. Cxeмы aмпepмeтpoв: a) c мнoгoпpeдeльным шyнтoм, б) c нecкoлькими oднoпpeдeльными шyнтaми
Coпpoтивлeниe шyнтa Rш выбиpaют тaким, чтoбы большaя чacть измepяeмoгo тoкa I пpoтeкaлa пo шyнтy, a ocтaльнaя Iизм нe пpeвышaлa дoпycтимoгo для oбмoтки измepитeля знaчeния. Oтнoшeниe тoкoв I/Iизм = n нaзывaют кoэффициeнтoм шyнтиpoвaния. Для yдoбcтвa n выбиpaeтcя цeлым чиcлoм (n = 2; 5; 10 и т.д.). Coпpoтивлeниe шyнтa
гдe Rизм – coпpoтивлeниe paмки измepитeльнoгo мexaнизмa.
Пepeмeщeниe пoдвижнoй чacти элeктpoмaгнитныx мexaнизмoв пpoиcxoдит пoд вoздeйcтвиeм энepгии мaгнитнoгo пoля cиcтeмы, cocтoящeй из нeпoдвижнoгo кoнтypa c измepяeмым тoкoм и oднoгo или нecкoлькиx пoдвижныx cepдeчникoв из фeppoмaгнитнoгo мaтepиaлa. Koнтyp oбычнo пpeдcтaвляeт coбoй плocкyю или кpyглyю нeпoдвижнyю кaтyшкy, нa кoтopyю нaмoтaн мeдный пpoвoд. Cepдeчники, изгoтoвляют из мaгнитoмягкиx мaтepиaлoв (элeктpoтexничecкaя cтaль, пepмaллoй). B измepитeльныx мexaнизмax, изoбpaжeнныx нa pиc. 3, мaгнитнoe пoлe coздaeтcя пpи пpoтeкaнии пo кaтyшкaм 1 тoкa I.
B пpибopax c плocкoй кaтyшкoй (pиc. 3, a) этo пoлe втягивaeт в yзкyю щeль сepдeчник в видe cтaльнoй плacтинки 2, жecткo yкpeплeннoй нa ocи 3; пpи этoм coздaeтcя вpaщaющий мoмeнт; пpoтивoдeйcтвyющий мoмeнт oбpaзyeтcя пpyжинoй 4.

Pиc. 3. Элeктpoмaгнитный измepитeльный мexaнизм: a) c плocкoй кaтyшкoй, б) c кpyглoй; 1 – кaтyшкa, 2 – cepдeчник, 3 – ocь, 4 – пpyжинa, 5 – cтaльнaя плacтинкa, 6 – ycпoкoитeль, 7 – cтpeлкa
B пpибopax c кpyглoй кaтyшкoй (pиc. 3, б) вpaщaющий мoмeнт coздaeтcя в peзyльтaтe взaимoдeйcтвия пoдвижнoй 2 и нeпoдвижнoй 5 плacтин, pacпoлoжeнныx внyтpи кaтyшки 1. Пpи пpoxoждeнии тoкa пo oбмoткe кaтyшки oбe плacтинки нaмaгничивaютcя и взaимoдeйcтвyют дpyг c дpyгoм. Bcлeдcтвиe этoгo пoдвижнaя плacтинa 2 вмecтe c ocью 3 и cтpeлкoй 7 пoвopaчивaeтcя нa нeкoтopый yгoл ? и зaкpyчивaeт пpoтивoдeйcтвyющyю пpyжинy 4. Для быcтpoгo ycпoкoeния движeния пoдвижнoй чacти пpимeняют вoздyшныe ycпoкoитeли 6.
Элeктpoмaгнитныe пpибopы мoжнo пpимeнять для измepeний в цeпяx пocтoяннoгo и пepeмeннoгo тoкoв.
Элeктpoмaгнитныe пpибopы пpoщe пo кoнcтpyкции и дeшeвлe дpyгиx, нaдeжны в paбoтe и из-зa oтcyтcтвия тoкoпoдвoдoв к пoдвижнoй чacти, cпocoбны выдepживaть бoльшиe пepeгpyзки. Ocнoвнoe пpимeнeниe (в cилy мaлoй чyвcтвитeльнocти) измepeния в цeпяx пepeмeннoгo тoкa пoмышлeннoй чacтoты 50 и 400 Гц.
Пpeдeлы измepeния элeктpoмaгнитныx aмпepмeтpoв нa пepeмeннoм тoкe pacшиpяютcя c пoмoщью измepитeльнoгo тpaнcфopмaтopa тoкa; шyнтиpoвaниe нe пpимeняeтcя из-зa гpoмoздкocти шyнтa.
Принцип действия электродинамических приборов основан на взаимодействии магнитных полей подвижной и неподвижной катушек с токами.
Применяются в цепях постоянного и переменного (в том числе несинусоидального) тока.
Расширение пределов измерения тока осуществляется с помощью измерительных трансформаторов тока.

http://xn—-etb8afbn2f.xn--p1ai/electrical-measurements/37-ustroystvo-ampermetrov-izmerenie-tokov-shunty.html

Подключение амперметра через шунт. Подбор и расчет устройства

Что же такое шунт? Это слово заимствовано из английского языка («shunt», и дословно означает «ответвление»). Физически это сопоставимо, так как через этот элемент, подключенный параллельно к измерительному прибору, проходит большая часть тока, а меньшая – ответвляется в сам прибор. В этом его принцип действия аналогичен байпасу, установленному в системах отопления.

Устройство амперметра

Чтобы осознать необходимость включения амперметра через шунт, напомним вкратце его устройство.
Внутри поля постоянного магнита находится катушка – рамка. По ее виткам протекает измеряемый ток. В зависимости от величины измеряемого параметра положение катушки относительно постоянного магнитного поля изменяется. На ее оси жестко закреплена стрелка прибора. Чем больше измеряемый ток, тем больше отклоняется стрелка.

Чтобы рамка могла поворачиваться, ее ось крепят в подпятниках, либо вывешивают на растяжках. При использовании подпятников ток рамки проходит по спиральным пружинам, если же подвижная часть прибора подвешена на растяжках, то они являются проводниками тока.
Из этой конструкции следует, что величина тока в рамке конструктивно ограничена. Пружины и растяжки не могут одновременно быть достаточно упругими и иметь большое сечение.

Подключение амперметра через трансформатор тока

Расширение пределов измерения амперметра возможно, если использовать дополнительно устройство, называемое трансформатор тока. Работает оно по принципу обычного трансформатора, но первичная обмотка содержит всего несколько витков. При прохождении по ней измеряемого тока его величина во вторичной обмотке будет меньше в несколько раз.
Но такие трансформаторы имеют соответствующие габариты и применяются только в промышленных сетях. В малогабаритных же устройствах их использование нецелесообразно.

Подключение амперметра через шунт

Если прибор включается в измерительную цепь напрямую, без трансформатора тока, его называют амперметром прямого включения.
Без шунта можно использовать приборы, рассчитанные на небольшую силу тока, порядка миллиампер. За счет шунтирования измерительной обмотки сопротивлением, большим, чем ее собственное, мы можем изменить предел измерения. Схема включения сложностью не отличается: через шунт проходит измеряемый ток, а параллельно ему подключается амперметр.
В дело здесь вступает первый закон Кирхгофа. Измеряемый ток делится на два: один протекает через рамку, второй – через шунт.
Соотноситься между собой они будут так:

Расчет сопротивления шунта

Отсюда следует, что, зная ток полного отклонения измерительной системы (Iпр) и внутреннее сопротивление рамки (Rпр), можно вычислить требуемое сопротивление шунта (Rш). И тем самым изменить предел измерения амперметра.
Но, перед тем как переделать миллиамперметр в амперметр, нужно решить две непростых задачи: узнать ток полного отклонения измерительной системы и ее сопротивление. Можно найти эти данные, зная тип миллиамперметра, который переделывается. Если это невозможно, придется провести ряд измерений. Сопротивление можно измерить мультиметром. А вот для второго параметра потребуется подать на прибор ток от постороннего источника, измеряя его величину с помощью цифрового амперметра.

Но такой расчет шунта для амперметра не будет точным. Невозможно с помощью подручных средств обеспечить требуемую точность измерений. Система измерения с шунтом имеет большую чувствительность к погрешности при определении исходных данных. Поэтому на практике проводится точная подгонка сопротивления шунта и калибровка амперметра.

Подгонка измерительной системы

Для изготовления заводских изделий используются материалы, не изменяющие своих характеристик в широком диапазоне температур. Поэтому лучший вариант – подбор готового шунта и подгонка для своих целей уменьшением сечения и длины его проводника до соответствия рассчитанному значению. Но для изготовления шунта для амперметра можно использовать и подручные материалы: медную или стальную проволоку, даже скрепки подойдут.

Теперь потребуется блок питания с регулятором напряжения, чтобы выдать требуемый ток. Для нагрузки можно использовать резистор соответствующей мощности или лампы накаливания.
Сначала добиваемся соответствия полного отклонения стрелки прибора при максимальном значении измеряемой величины. На этом этапе подбираем сопротивление нашей самоделки до максимально возможного совпадения с конечной риской на шкале.
Затем проверяем, совпадают ли промежуточные риски с соответствующими им значениями. Если нет – разбираем амперметр и перерисовываем шкалу.
И когда все получилось – устанавливаем готовый прибор на свое место.

http://electriktop.ru/instrument/podklyuchenie-ampermetra-cherez-shunt.html

Шунт для амперметра – как сделать самому, откалибровать и расширить возможности тестера

Измерение силы тока – достаточно важная процедура для расчета и проверки электрических схем. Если вы создаете прибор с потребляемой мощностью на уровне зарядки для мобильного телефона – для измерения достаточно обычного мультиметра.

Типичный недорогой бытовой тестер имеет предел измерения силы тока 10 А.
На большинстве подобных приборов имеется дополнительный разъем для измерения больших величин. Переставляя измерительный кабель, вы, наверное не задумывались, по какой причине надо организовывать дополнительную цепь, и почему нельзя просто воспользоваться переключателем режимов?

Почему одним прибором нельзя измерять широкий диапазон величин?

Принцип работы любого амперметра (стрелочного или катушечного) основан на переводе измеряемой величины в визуальное ее отображение. Стрелочные системы работают по механическому принципу.
Через обмотку протекает ток определенной величины, заставляя ее отклоняться в поле постоянного магнита. На катушке закреплена стрелка. Остальное – дело техники. Шкала, разметка и прочее.
Зависимость угла отклонения от силы тока на катушке не всегда линейная, это часто компенсируется пружиной особой формы.

Для обеспечения точности измерения, шкала делается по возможности с большим количеством промежуточных делений. В таком случае, для обеспечения широкого предела измерений шкала должна быть огромного размера.
Или же надо иметь в арсенале несколько прибором: амперметр на десятки и сотни ампер, обычный амперметр, миллиамперметр.
В цифровых мультиметрах картина схожая. Чем точнее шкала – тем ниже предел измерения. И наоборот – завышенная величина предела, дает большую погрешность.

Слишком загруженной шкалой пользоваться неудобно. Большое количество положений усложняют конструкцию прибора, и увеличивают вероятность потери контакта.
Применив закон Ома для участка цепи, можно изменить чувствительность прибора, установив шунт для амперметра.
Справка: Шунтом называется обходное сопротивление, проводник, подключенный параллельно измеряемому участку цепи. Часть тока устремляется в обход основного участка, и на подключенный прибор приходится меньшая нагрузка.
Изучение начнем с теории:

Как рассчитать шунт для амперметра?

  • Расчет шунта для незначительного расширения верхнего предела шкалы амперметра.Сопротивление шунта вычисляется по формуле. Rш = (Rа * Iа)/(I — Iа)Rш – сопротивление, которым должен обладать шунт.Rа – внутреннее сопротивление амперметра без нагрузки.

    I – предполагаемый ток, при котором стрелка прибора займет максимальное положение в конце шкалы.Iа – ток, при котором стрелка прибора занимает крайнее положение в конце шкалы без применения шунта.Величина сопротивления рассчитывается по формуле в Омах, сила тока в Амперах.

  • Расчет шунта для амперметра при существенном превышении предела измерений.Сопротивление шунта вычисляется по формуле. Rш = (Rа * Iа)/I
  • Как сделать шунт для амперметра, какие материалы при этом используются

    Фабрично изготовленные шунты рассчитываются под готовые приборы, их параметры учитываются еще при вытягивании проволоки.

    При создании учитывается даже расстояние от центра проволоки до мест подключения контактов. Несмотря на массивность конструкции, шунт достаточно точный и чувствительный прибор. На погрешность влияет даже разнесение контактов для прибора и контактов для измеряемой цепи.

    Это низкоомные приборы. Сопротивление измеряется единицами Ом. Поэтому на рабочую величину влияет даже сечение проводника. При точной подгонке свойств шунта, можно делать на шине пропилы, для изменения удельного сопротивления.
    Еще один вариант юстировки фабричного шунта – подбор дополнительных сопротивлений. Такой способ часто практикуют доморощенные «Кулибины».

    Шунт для амперметра своими руками можно изготовить из любого материала, обладающего низким сопротивлением и хорошей теплопроводностью. Если измеряемые токи не более 10 ампер – воспользуйтесь обычной стальной скрепкой большого размера.
    Сталь противостоит влиянию высоких температур, и неплохо паяется (при необходимости стационарного монтажа). Если у вас есть медь – тоже хороший выбор. Только не переусердствуйте при калибровке. Случайно отпиленный для изменения сечения кусок нет смысла паять обратно.
    [tip]Внимание! Если вы делаете проволочный шунт, не следует мотать из нее спираль. [/tip]

    Индуктивность при протекании больших токов может исказить результат. Лучше применить иной материал, или уложить шунт волнами.

    Как подобрать шунт для амперметра максимально точно?

    Для стенда по подбору сопротивления нам понадобятся:

    • блок питания;
    • образцовый прибор;
    • качественные провода (медные);
    • переменное сопротивление;
    • собственно шунт и амперметр, для которого он готовится.

    Схема нужна для точного подбора сопротивления шунта и калибровки прибора с установленной накладкой.
    Установив под нагрузкой (заряд аккумулятора) минимальное и максимальное значение – приступаем к ступенчатому изменению силы тока переменным сопротивлением. Полученные на контрольном приборе значения наносим на шкалу.
    Вспоминаем физику. Видео урок по расчету шунта для амперметра.

    http://obinstrumente.ru/elektronika/shunt-dlya-ampermetra.html

    Измерительные шунты и добавочные резисторы

    Измерительные ш унты
    Шунт является простейшим измерительным преобразователем тока в напряжение. Измерительный шунт представляет собой четырехзажимный резистор. Два входных зажима шунта , к которым подводится ток I , называются токовыми, а два выходных зажима, с которых снимается напряжение U, называются потенциальными.
    К потенциальным зажимам шунта обычно присоединяют измерительный механизм измерительного прибора.

    Измерительный ш унт характеризуется номинальным значением входного тока I ном и номинальным значением выходного напряжения U ном . Их отношение определяет номинальное сопротивление шунта :
    R ш= U ном / I ном
    Ш унты применяются для расширения пределов измерения измерительных механизмов по току, при этом большую часть измеряемого тока пропускают через шунт, а меньшую — через измерительный механизм. Шунты имеют небольшое сопротивление и применяются, главным образом, в цепях постоянного тока с магнитоэлектрическими измерительными механизмами.
    Рис. 1. Схема соединения измерительного механизма с шунтом
    На рис. 1 приведена схема включения магнитоэлектрического механизма измерительного прибора с шунтом R ш. Ток I и протекающий через измерительный механизм, связан с измеряемым током I зависимостью
    I и = I (R ш / R ш + R и),
    где R и — сопротивление измерительного механизма.
    Если необходимо, чтобы ток I и был в n раз меньше тока I , то сопротивление шунта должно быть:
    где n = I / I и — коэффициент шунтирования.
    Шунты изготовляют из манганина. Если шунт рассчитан на небольшой ток (до 30 А), то его обычно встраивают в корпус прибора (внутренние шунты). Для измерения больших токов используют приборы с наружными шунтами В этом случае мощность, рассеиваемая в шунте, не нагревает прибор.
    На рис. 2 показан наружный шунт на 2000 А Он имеет массивные наконечники из меди, которые служат для отвода тепла от манганиновых пластин, впаянных между ними. Зажимы шунта А и Б — токовые.

    Рис 2 Наружный шунт
    Измерительный механизм присоединяют к потенциальным зажимам В и Г, между которыми и заключено сопротивление шунта. При таком включении измерительного механизма устраняются погрешности от контактных сопротивлений.
    Наружные шунты обычно выполняются калиброванными, т е. рассчитываются на определенные токи и падения напряжения. Калиброванные шунты должны иметь номинальное падение напряжения 10, 15, 30, 50, 60, 75, 100, 150 и 300 мВ.
    Для переносных магнитоэлектрических приборов на токи до 30 А внутренние шунты изготовляют на несколько пределов измерения.
    На рис. 3, а, б показаны схемы многопредельных шунтов. Многопредельный шунт состоит из нескольких резисторов, которые можно переключать в зависимости от предела измерения рычажным переключателем (рис. 3, а) или путем переноса провода с одного зажима на другой (рис. 3, б).
    При работе шунтов с измерительными приборами на переменном токе возникает дополнительная погрешность от изменения частоты, так как сопротивления шунта и измерительного механизма поразному зависят от частоты.
    Рис.3. Схемы многопредельных измерительных шунтов: a — шунта с рычажным переключателем, б — шунта с отдельными выводами
    Шунты разделяются на классы точности 0,02; 0,05; 0,1; 0,2 и 0,5. Число, определяющее класс точности, обозначает допустимое отклонение сопротивления шунта в процентах его номинального значения.

    Добавочные резисторы являются измерительными преобразователями напряжения в ток, а на значение тока непосредственно реагируют измерительные механизмы вольтметров.
    Добавочные резисторы служат для расширения пределов измерения по напряжению вольтметров различных систем и других приборов, имеющих параллельные цепи, подключаемые к источнику напряжения. Сюда относятся, например, ваттметры, счетчики энергии, фазометры и т. д.

    Добавочный резистор включают последовательно с измерительным механизмом (рис. 4). Ток I и в цепи, состоящий из измерительного механизма с сопротивлением Rи и добавочного резистора с сопротивлением Rд, составит:
    где U — измеряемое напряжение.
    Если вольтметр имеет предел измерения Uном и сопротивление измерительного механизма Rи и при помощи добавочного резистора Rд надо расширить предел измерения в n раз, то, учитывая постоянство тока I и, протекающего через измерительный механизм вольтметра, можно записать:
    U ном / R и = n U ном / (Rи + Rд)
    Рис 4. Схема соединения измерительного механизма с добавочным резистором
    Добавочные резисторы изготовляются обычно из изолированной манганиновой проволоки, намотанной на пластины или каркасы из изоляционного материала. Они применяются в цепях постоянного и переменного тока.
    Добавочные резисторы, предназначенные для работы на переменном токе, имеют бифилярную обмотку для получения безреактивного сопротивления.
    При применении добавочных резисторов не только расширяются пределы измерения вольтметров, но и уменьшается их температурная погрешность.
    В переносных приборах добавочные резисторы изготовляются секционными на несколько пределов измерения (рис. 5).

    Рис. 5. Схема многопредельного вольтметра
    Добавочные резисторы бывают внутренние и наружные. Последние выполняются в виде отдельных блоков и подразделяются на индивидуальные и калиброванные. Индивидуальный резистор применяется только с тем прибором, который с ним градуировался. Калиброванный резистор может применяться с любым прибором, номинальный ток которого равен номинальному току добавочного резистора.

    Калиброванные добавочные резисторы делятся на классы точности 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 и 1,0. Они выполняются на номинальные токи от 0,5 до 30 мА.
    Добавочные резисторы применяются для преобразования напряжений до 30 кВ.

    http://electricalschool.info/spravochnik/izmeren/414-izmeritelnye-shunty-i-dobavochnye.html

    Измерение тока потребления устройств при помощи токовых датчиков серии ZXCT

    Измерение постоянного тока при помощи цифровых схем является широко распространенной задачей в практике разработчика. Для этого существует несколько решений. Самое популярное решение — при помощи шунта, который включен последовательно с нагрузкой. Ток, проходящий через сопротивление вызывает на нем падение напряжение, которое в случае использования цифровых схем подается на АЦП (аналого-цифровой преобразователь) для перевода в цифровое значение. При этом, сопротивление шунта должно быть заранее известным и очень точным. Также, оно должно быть по возможности минимальным, чтобы исключить его воздействие на нагрузку и уменьшить потери в виде нагрева.
    Еще одно решение — измерение DC-тока бесконтактным методом при помощи измерения напряжённости магнитного поля, создаваемого проводником по которому течет ток, в полупроводниковом кристалле. Используется эффект Холла. Хорошо подходит для измерения больших токов, но обладает меньшей точностью и более высокой стоимостью.
    В настоящее время электронная промышленность предлагает большое количество разнообразных интегральных схем, облегчающих жизнь разработчика, перед которым стоит задача измерения тока. Как правило, среди Российских радиолюбителей широко применяются решения с использованием операционных усилителей. Но в данной статье я хотел бы рассмотреть методы измерения постоянного тока и мощности при помощи токовых датчиков серии ZXCT фирмы Zetex Semiconductors (в настоящее время это Diodes Incorporated). Данные ИС компактны, достаточно дешевы и их без проблем можно купить в интернет-магазинах России и на eBay или AliExpress.
    Пример лотов с ценами: ZXCT1009, ZXCT1021, ZXCT1030
    На сегодняшний день компания Diodes Incorporated выпускает токовые датчики с 2-мя видами выходного сигнала: токовый выход и потенциальный выход. Номенклатура продукции насчитывает с десяток ИС (интегральных схем) с токовым выходом (номенклатура) и с десяток ИС с потенциальным выходом (номенклатура). Отличительной особенностью токовых датчиков ZXCT является использование минимума внешних элементов, отсутствует необходимость использования внешнего питания (кроме специализированных ИС), а также миниатюрные 3-х или 5-ти выводные корпуса SOT23/SOT25 (за исключением микросхем ZXCT1009 в корпусе SM-8 и ZXCT1030 в корпусе SO-8)
    Рассмотрим подключение токовых датчиков ZXCT1008 и ZXCT1009:

    Датчики для измерения постоянного тока бывают High Side и Low Side (а также универсальными). Это определяет схему включения датчика. High Side — это измерение тока до нагрузки (т.е. между питанием и нагрузкой), а Low Side — измерение тока после нагрузки (т.е. между нагрузкой и землей). ZXCT1008 и ZXCT1009 являются High Side токовыми датчиками. Как мы видим, используется всего 3 контакта ИС. Ток потребления микросхем чрезвычайно мал, поэтому погрешностью измерения ввиду протекания тока через резистор RG можно пренебречь.
    В подключении ZXCT1010 и ZXCT1012 задействовано 4 вывода:

    В данных ИС предусмотрен вывод \»земли\» GND, чтобы убрать ток покоя с выхода, что дает более высокую точность измерения при низких значениях V sense (падение напряжения на шунте Rs) .
    Заявленная погрешность измерений вышеприведенных ИС при V sense = 100мВ составляет 2.5%. Диапазон входного напряжения ( Sense Voltage) составляет 2500 мВ. Н апряжение питания: 2.5. 20 Вольт.
    Рассмотрим подключение ИС с потенциальным выходом (ZXCT1021, ZXCT1022, ZXCT10 23 и др.) :

    Данные датчики бывают как минимум с 4-мя выводами, однако в отличии от датчиков с токовым выходом не требуют каких-либо внешних компонентов (естественно кроме шунта). Выходное напряжение, снимаемого с датчика рассчитывается по очень простой формуле: VOUT = k * RS * ILOAD , где k — коэффициент (10 или 100 в зависимости от ИС)
    Расчеты
    Как известно, падение напряжения на шунте вычислить очень просто: V sense = R S * I LOAD, где R S — сопротивления резистора (шунта), а I LOAD — ток нагрузки.
    Для микросхем с токовым выходом, выходной ток ИС рассчитывается по следующей формуле: IOUT = Gt * Vsense, где Gt — электрическая проводимость, измеряемая в А/В или См (Сименсах). Величина эта фиксированная и составляет 0.01 См, однако для некоторых ИС серии ZXCT таких как ZXCT1011, ZXCT1020, ее можно задавать при помощи внешнего резистора.
    Для микросхем в потенциальным выходом, выходное напряжение ИС рассчитывается следующим образом: V OUT = k * V sense, где k — постоянный коэффициент (10 или 100 в зависимости от ИС).
    От теории к практике
    К примеру, имеется микроконтроллер с АЦП и с диапазоном измеряемого напряжения 0. 5 Вольт. А также нагрузка с питанием 24 Вольта и током потребления 5-10 Ампер. Необходимо при помощи МК измерить ток потребления схемы.
    Как правило, в схемах измерения тока при выборе шунта радиолюбитель исходит из того, что у него имеется под рукой, т.к. шунт должен быть малого сопротивления и высокой точности. Поэтому просчитаем разные варианты. Например будем использовать шунт сопротивлением 0.2 Ом, максимальное падение напряжения на шунте в этом случае составит V sense = 0.2 Ом * 10 А = 2 В, а тепловые потери мощности на шунте дадут PD = V sense * I LOAD = 2 В * 10 А = 20 Ватт, что является очень большим значением. Значит шунт на 0.2 Ома отбраковываем.
    Попробуем рассчитать для шунта сопротивлением 0.01 Ом. Максимальное падение н апряжения на шунте: V sense = 0.01 Ом * 10 А = 0.1 В, а потери мощности PD = 0.1 В * 10 А = 1 Ватт, что является уже более приемлемым значением.
    Далее, произведем расчет выходного тока: Iout = G t x Vsense
    Для ИС с токовым выходом (на примере ZXCT1008 /ZXCT1009), G t = 0.01 А/В. Следовательно в нашем случае выходной ток ИС будет равен I out = 0.01 А/В * 0.1 В = 1 мА. Т.о. при максимальном токе нагрузки в 10 Ампер и сопротивлении шунта 0.01 Ом, на выходе токового датчика мы получим ток в 1 мА. Нам остается посчитать подходящее значение резистора RG, чтобы на входе АЦП получить нормальный диапазон входного напряжения.
    Т.к. максимальное значение напряжения АЦП составляет 5 Вольт, то мы должны получить данное напряжение при максимальном токе нагрузки в 10 Ампер. Сопротивление рассчитывается очень просто: RG = Vout / I out= 5 В / 0.001 А = 5000 Ом (на схеме ниже ошибочно изображен RG 500 Ом, следует читать 5 кОм), где V out — требуемое выходное напряжение (в нашем случае 5 Вольт).

    При данных номиналах схемы, для тока нагрузки в 5 Ампер мы получим выходное напряжение 2.5 Вольт, а для 1 А соответственно 0.5 Вольт.
    Т.о. становиться очевидным все преимущество специализированных микросхем по сравнению с обычным шунтом: в данном варианте, меняя сопротивление RG мы можем подогнать нужное нам выходное напряжение с ИС под любой диапазон АЦП. Конечно это не все плюсы специализированных микросхем измерения тока. Промышленность выпускает множество самых разнообразных микросхем для измерения тока: бывают двунаправленные мониторы тока, а помимо токового и потенциального выходов, есть ИС с ШИМ, I 2 C, SPI выходами. И многие другие, мы же рассмотрели одни из самых простых и доступных микросхем мониторов тока.
    От практики к реальному устройству
    Необходимо измерять ток нагрузки величиной не более 2А, в диапазоне от 200 мА до 1.5 А. Напряжение питания нагрузки 12 Вольт. Для начала произведем небольшие расчеты. В качестве шунта, я использовал импортное сопротивление номиналом 0.1 Ом, точностью 1% и мощностью 1 Ватт. В качестве микросхемы я использовал ZXCT1010 (PDF).
    Падение напряжения на шунте при максимальном токе нагрузки в 2А: V sense(max) = R S * I LOAD = 0.1 * 2 = 0.2 Вольт. Тепловые потери на шунте при нагрузке в 2А составят: P D = I 2 R = 2 2 *0.1 = 0.4 Ватт. Т.о. мы не выходим за рамки допустимого значения и плюс имеем некоторый запас.
    Вход АЦП нашего микроконтроллера имеет максимально допустимое напряжение 5 Вольт, поэтому при максимальном токе нагрузки в 2А мы не должны превысить это значение.
    Напомню формулу выходного тока: I out(max) = G t x Vsense(max), для ИС ZXCT1010 значение G t составляет 0.01. Следовательно I out(max) = 0.01 * 0.2 = 0.002 А.
    Рассчитаем сопротивление при максимальном токе нагрузки в 2А: R G = V out / I out = 5 В / 0.002 А = 2500 Ом = 2.5 кОм. Ближайшее значение резистора, которое у меня было: 2.4 кОм, для данного значения выходное напряжение с ИС составит: V out = R G * I out = 2400 * 0.002 = 4.8 Вольт.
    А при сопротивлении R G = 2.4 кОм и минимальном токе нагрузке в 200 мА, \»снимаемое\» с ИС напряжение V out = R G * ( G t * R S * I LOAD) = 2400 * (0.01 * 0.1 *0.2) = 0.48 Вольт. Т.о. при токе нагрузки в 200 мА, напряжение, подаваемое на АЦП будет 0.48 Вольт, а при токе нагрузки в 2 А соответственно 4.8 Вольт.
    Хотя в моем устройстве напряжение питания нагрузки будет все время равняться 12 В, в реальной устройстве может встать задача измерения входного напряжения. Делается это намного проще — при помощи обыкновенного делителя напряжения. Чтобы получить 4 В выходного напряжения, с 12 В входного, воспользуемся калькулятором делителя напряжения, номиналы для делителя составят 1 кОм и 500 Ом. Один резистор лучше поставить подстроечный, многооборотный, чтобы в случае необходимости откалибровать схему.

    Схема подключается в разрыв нагрузки на High-side стороне, т.е. между питанием и нагрузкой. С выхода \»voltage\» снимается напряжения питания нагрузки, а с выхода \»Current\» снимается напряжение в виде значения тока нагрузки. Общий вывод соединяется с минусом питания и нагрузкой, а также GND пином контроллера.
    Схема была собрана на макетной плате. Т.к. микросхема ZXCT1010 выпускается в корпусе SOT23-5, то на eBay были приобретены универсальные переходники, с одной стороны SOT в DIP8, а с другой SSOP8 в DIP8:

    После запайки микросхемы на переходник получается примерно так:

    Arduino
    В качестве подопытной платы для начала была применена плата Arduino Nano v3, в которой используется микроконтроллер ATmega328P. Для наглядности проекта, я подключил плату к дисплею Nokia 5110, который у меня был в корпусе из под другого проекта:

    Подключение простое: вывод GND от Arduino подключаем к общему выводу схемы измерения. Вывод с делителя напряжения подключаем к аналоговому входу, который задается в программе (Voltage pin). Вывод с ИС токового датчика ZXCT подключаем к аналоговому входу Arduino (Current pin), который также задается в программе. В моем случае это пины А0 и соответственно А1 .
    Подключение дисплея Nokia 5110 расписано в программе (в моем случае подключается в пинам 3-7, питание 3.3В и GND).
    Собранное устройство в корпусе:

    В данном проекте я не использовал какие-либо схемы защиты, т.к. это тестовый проект на макетке. В реальном проекте рекомендуется задействовать защиту ИС и защиту выхода, например при помощи стабилитронов. Более подробно о способах защиты расписано в аппноуте \»AN39 Current measurement applications handbook\» глава \»5.2 Transient protection\» который вы можете скачать ниже в виде PDF.
    Библиотека для Nokia 5110 использована от Adafruit, которую можно взять на GitHub.
    Немного о точности измерений. Как известно, для задания источника опорного напряжения в Arduino предусмотрена функция analogReference(), которая может принимать одно из следующих значений:

    • DEFAULT: опорное напряжение по умолчанию 5В (для 5В плат Arduino) или 3.3В ( для 3.3В плат Arduino ). Смотрите спецификацию вашей платы
    • INTERNAL: встроенный источник опорного напряжения, 1.1В в платах с МК ATmega168/ATmega328 и 2.56В в платах с МК ATmega8 (кроме Arduino Mega)
    • INTERNAL1V1: встроенный источник опорного напряжения 1.1В (только на Arduino Mega)
    • INTERNAL2V56: встроенный источник опорного напряжения 2.56В ( только на Arduino Mega)
    • EXTERNAL: внешний источник опорного напряжения. Подключается к пину AREF (диапазон от 0 до напряжения питания платы 3.3В или 5В).

    Однако тут есть небольшая загвоздка в том, что если плата питается от USB, то на его выходе не всегда будет точно 5В. А если питается от внешнего источника питания, то внутренний преобразователь UA78M05 (который стоит в Arduino Nano v3) также не даст точно 5В. По даташиту (PDF) выходное напряжение будет \»гулять\» от 4.8 до 5.2 Вольт. Проведя некоторые эксперименты, при питании от USB, а затем при питании от внешнего аккумулятора 7.2 В, разница при измерении 12В напряжения на нагрузке составила 1 Вольт! Следовательно, лучше использовать встроенный ИОН 1.1В/2.56В, а еще лучше задействовать внешний стабилизированный ИОН, подключаемый к входу AREF.
    Напряжение на нагрузке вычисляется в строке voltage = VoltageValue * (5.0 / 1023.0) * kVD, где — напряжение ИОН (т.к. используется DEFAULT, то у нас оно 5); kVD — коэффициент делителя напряжения, который дает нам он-лайн калькулятор. Либо можно рассчитать самому — просто поделив входное напряжение на выходное.
    Ток нагрузки вычис ляется следующей формулой I LOAD = V out / ( G t * R S * R G )
    В программе за это отвечает строка: current = (CurrentValue * (5.0 / 1023.0)) / kI, где напряжение ИОН 5В, а kI — \»токовый коэффициент\» снимаемый с делителя напряжения ИС, в нашем случае 2.4.
    Все три параметра после расчетов выводится на дисплей Nokia 5110.

    http://cxem.net/arduino/arduino86.php

    ИЗМЕРЕНИЕ БОЛЬШИХ ИМПУЛЬСНЫХ ТОКОВ

    С большими импульсными токами, достигающими десятков и сотен килоампер, приходится встречаться как при исследовании атмосферных процессов (при разрядах молнии), так и при изучении физики плазмы, процессов в сильноточных выпрямителях, высоковольтных выключателях, вентильных разрядниках и нелинейных ограничителях перенапряжений. Для измерения больших импульсных токов обычно применяют низкоомные шунты и воздушные трансформаторы тока (называемые также поясами Роговского).
    Наиболее распространенный способ измерения больших импульсных токов основан на измерении падения напряжения на малом активном сопротивлении, называемом шунтом тока, через который

    Рис. 5.25. Измерение импульсных токов с помощью низкоомного шунта: а — схема подключения осциллографа; б — эквивалентная схема замещения шунта
    протекает измеряемый ток. Схема измерения тока с помощью шунта приведена на рис. 5.25, а. Для того чтобы исключить многократное отражение волн на концах кабеля, его подключают к шунту через резистор R, сопротивление которого равно волновому сопротивлению кабеля. Если предположить, что сопротивление шунта чисто активное, то падение напряжения на нем прямо пропорционально току
    В действительности вокруг шунта имеются электромагнитное и электрическое поля, которые могут быть учтены включением в эквивалентную схему шунта паразитных индуктивности и емкости. Влияние такой емкости, включенной параллельно резистору Rm с малым сопротивлением, незначительно, а учет индуктивности L производится ее включением в эквивалентную схему последовательно с Rm (рис. 5.25, б). В этом случае падение напряжения на шунте:
    причем индуктивная составляющая напряжения на шунте тем больше, чем выше скорость изменения тока. Этой составляющей обычно пренебрегают, если coL
    Рис. 5.26. Кривые падения напряжения на шунте

    Рис. 5.27. Эскиз би- филярного шунта
    Наиболее простыми являются бифилярные конструкции шунтов, одна из которых приведена на рис. 5.27. Шунт содержит бифилярно сложенные ленты 2 из металла с высоким удельным сопротивлением. Ленты изолированы друг от друга тонким слоем диэлектрика [i]3.
    Для включения в токовую цепь предусмотрены медные пластинчатые зажимы 1, между которыми зажимаются ленты шунта, болтами прижимаемые к шинам токовой цепи. Съем напряжения происходит через коаксиальный разъем 4. Он устанавливается так, чтобы в напряжение, снимаемое с шунта, не входило падение напряжения на токовых контактах 1.
    Индуктивность такого шунта может быть оценена по формуле
    и может иметь заметную величину, поскольку петля, образованная шунтом и подводящими измерительными проводниками, пронизывается магнитным потоком, связанным с измеряемым током. Для уменьшения индуктивности шунта, что особенно важно при измерении быстро изменяющихся токов, переходят к коаксиальным шунтам. Наиболее целесообразно выполнять такие шунты в виде цилиндрической конструкции (рис. 5.28), располагая полосы или проволоки 3 из

    Рис. 5.28. Эскиз коаксиального шунта тока
    материала с высоким удельным сопротивлением по образующим диэлектрического цилиндра 2 и припаивая их по концам к контактным медным фланцам 4 и 6. Напряжение между фланцами 4 и 6 подается на вход осциллографа с помощью стержня 5, соединенного с фланцем 4 и расположенного по оси шунта.
    Вследствие того, что измеряемый ток создает практически равномерный токовый слой по поверхности диэлектрической трубы, магнитное поле внутри шунта отсутствует, и измеряемое напряжение равно и = Ri.
    Такой шунт вносит дополнительную индуктивность в силовой контур установки, что иногда недопустимо. Этот недостаток можно устранить, если поместить токовый шунт в медную трубку 1 и организовать по ней протекание обратного тока. Проводники 1 и 2 имеют близкие диаметры и поэтому образуют малоиндуктивный коаксиал.
    Для измерения больших импульсных токов широко применяется также воздушный трансформатор тока, часто называемый поясом Роговского. Пояс Роговского представляет собой тороидальную катушку, которая охватывает провод основного контура. Протекающий по этому проводу ток создаст электромагнитное поле, силовые линии которого пронизывают витки катушки. Если пренебречь диаметром витка катушки по сравнению с расстоянием от его центра до токоведущего провода, то можно считать, что напряженность магнитного поля постоянна для всех точек в площади витка. При этом магнитный поток через сечение витка 5 (рис. 5.29) равен

    где а — угол между вектором напряженности поля Н и нормалью к сечению S.
    Потокосцсплсние с витками пояса Роговского, расположенными на длине ell, равно
    где w — число витков пояса; / — длина _ „
    Рис. 5.29. Эскиз
    средней линии, м. Потокосцепление со пояса Роговского всеми витками пояса
    По закону полного тока J Н cos adl = ij, где г) — измеряемый
    ток, т. е. полный ток, заключенный внутри контура интегрирования. Тогда
    При разомкнутом поясе напряжение на его выводах, индуктируемое потокосцеплением Ч^, пропорционально производной измеряемого тока и
    di /dt.
    При замыкании выводов пояса накоротко в витках возникает ток /2, который создает потокосцепление самоиндукции ЧЭ = /лд, где L —индуктивность пояса. Поток, образованный током /2, уравновешивает поток, создаваемый измеряемым током /), поэтому
    Поскольку диаметр пояса значительно больше диаметра витка, индуктивность пояса может быть рассчитана как индуктивность тороидальной катушки длиной /:
    т. е. измеряя ток в обмотке пояса Роговского, можно определить ток в проводе главной цепи, охватываемом этим поясом.
    Для измерения тока в витках пояса Роговского его выводы замыкают на резистор с малым сопротивлением Rm, являющийся шунтом тока (рис. 5.30). Условие соГ»/?ш должно соблюдаться для всех частот измеряемого тока. Реально таким способом удается регистрировать только короткие импульсы длительностью 1-10 мкс.

    Рис. 5.30. Схема включения пояса с использованием шунта тока

    Рис. 5.31. Кривые напряжения на шунте тока
    В качестве примера на рис. 5.31 приведены кривые напряжения на шунте /?ш. Здесь м0 — кривая падения напряжения для идеального пояса, когда отсутствуют искажения, и — для пояса со следующими параметрами: w = 280 — число витков; диаметр 43 мм; длина 1,0 м; медный провод с диаметром 1,0 мм; L = 143 мкГн — индуктивность; /?о = 0,86 Ом — активное сопротивление обмотки и R = 1 Ом — сопротивление шунта. Видно, что для затухающего синусоидального тока с частотой 25 кГц наблюдается существенная ошибка при измерении первой амплитуды Дм и фазовое искажение ЧЛ
    Более универсальным, обеспечивающим измерение импульсов длительностью до нескольких миллисекунд является способ интегрирования напряжения, снимаемого с разомкнутых выводов пояса Роговского с помощью /?С-цепочки (рис. 5.32).
    Рис. 5.32. Схема пояса с интегрирующей цепочкой
    Между проводом с током /, проходящим по оси тороида, и катушкой коэффициент взаимной индукции равен
    где (10 =4л-10 _7 Гн/м — магнитная постоянная; S — площадь витка, м 2 ; / — длина средней линии тороида, м; w — число витков в катушке.
    ЭДС взаимной индукции на разомкнутых зажимах катушки
    С учетом паразитных параметров катушки схема замещения может быть представлена так, как показано на рис. 5.33. Здесь: е — ЭДС взаимной индукции; Ln, Rn, С„ — индуктивность, сопротивление и емкость обмотки соответственно; /?д — демпферное сопротивление; Ск — емкость кабеля; Rc — согласующее сопротивление. Интегрирование осуществляется цепочкой, состоящей из R + Rc и Ск+С.

    Рис. 5.33. Схема замещения пояса Роговского с RС интегратором
    Импульс ЭДС е, индуктируемый в поясе Роговского, возбуждает колебательный процесс в контуре Lu -С„. Эти паразитные колебания сильно искажают фронт импульса и с на выходе интегрирующей цепочки. Для их устранения параллельно поясу подключено демпфирующее сопротивление /?д, равное половине волнового сопротивления колебательного контура Ln — Сп.
    Для снижения помех, связанных с наводками на соединительный кабель Z, интегрирующий конденсатор С и согласующее сопротивление Rc = 50 Ом расположены непосредственно около осциллографа и находятся в экране. В целях развязки паразитной индуктивности пояса Lu и емкости Ск соединительного кабеля Z интегрирующий резистор R включен между поясом и кабелем. Этим повышается собственная частота пояса и обеспечивается регистрация более крутых фронтов импульсов тока.
    После интегрирования напряжение, снимаемое с емкости С и подаваемое на осциллограф, равно

    Рис. 5.34. Кривые напряжения на емкости С
    При расшифровке осциллограмм удобно пользоваться крутизной преобразования К,:
    которая определяется расчетным путем и проверяется экспериментально.
    Для уменьшения влияния на измерительную цепь внешних полей один конец обмотки пояса пропускают в обратном направлении по осям витков.
    Для сравнения на рис. 5.34 приведены те же кривые напряжения, что и на рис. 5.31, и для того же пояса Роговского. Видно, что как погрешность в измерении амплитуды тока, так и фазовые искажения в случае применения R — С интегратора при R = 1430 Ом и С = 0,1 мкФ существенно меньше, чем при применении L — R интегратора.
    При измерениях высоких напряжений из соображений безопасности и удобства обслуживания электронный осциллограф устанавливают, как правило, на некотором расстоянии от испытуемого объекта. Удаление осциллографа способствует уменьшению непосредственного электромагнитного влияния на него цепи высокого напряжения испытательной установки, но увеличивает вероятность такого влияния на провода, соединяющие делитель или шунт тока с осциллографом. Ток испытательной установки / (рис. 5.35, а) создает изменяющееся во времени магнитное поле, которое пронизывает измерительные цепи. Индуктированное в этих цепях напряжение накладывается в виде помех на измеряемый сигнал. Одновременно через паразитную емкость С в измерительную цепь проникает электрическое поле, вызывающее помехи.

    Рис. 5.35. Влияние высоковольтной цепи на осциллограф при применении: а — измерительных проводов;
    6 — коаксиального кабеля
    Для сравнительно медленно меняющихся напряжений уменьшение помех может быть достигнуто бифилярным расположением подводящих проводов и экранированием измерительных цепей от помех. В случае быстро изменяющихся процессов заметно снизить помехи можно, выполнив коаксиальными подводящие к осциллографу измерительные цепи. Чаще всего такие цепи изготавливают в виде коаксиальных кабелей (рис. 5.35, б). Тогда помеха, проникающая через емкость, может быть исключена, так как силовые линии электрического поля между проводом с током и измерительной цепью заканчиваются
    на заземленной оболочке кабеля. Экранирование магнитной составляющей представляет собой более сложную задачу. Электромагнитное поле наводит в оболочке кабеля вихревые токи, которые создают встречное поле, и помеха, приходящая к осциллографу по кабелю, существенно уменьшается.
    Обычные немагнитные оболочки коаксиальных кабелей не экранируют постоянные магнитные поля и плохо экранируют переменные магнитные поля низкой частоты. Однако это не имеет существенного значения, поскольку и помехи в кабеле также пропорциональны частоте измеряемого явления. Соответственно при малых частотах напряжение помех невелико и не требует экранирования. С увеличением частоты экранирующее действие для магнитных полей возрастает. Для дополнительного уменьшения электромагнитных наводок, возникающих в контуре «оболочка кабеля — земля», кабель помещают в стальную трубу, которая практически не пропускает магнитные силовые линии к оболочке кабеля. В некоторых случаях высокочастотные помехи могут быть снижены, если часть кабеля намотать на сердечник из магнитомягкого материала или на кабель одеть ферритовые кольца.
    Поле, создаваемое высоковольтной установкой, может проникать внутрь осциллографа сквозь его корпус и вызывать искажения измеряемого сигнала, оказывая непосредственное воздействие на отклоняющие пластины. Это воздействие может быть уменьшено, если осциллограф поместить в металлическую кабину.
    При быстро изменяющихся процессах в испытательной установке происходит перезарядка паразитных емкостей между элементами установки и окружающими заземленными предметами. Токи перезарядки этих емкостей могут достигать значительной величины и вызывать падение напряжения на сопротивлении заземления установки (рис. 5.36, а). Возникают скачки потенциала на заземленных элементах испытательной установки. По этим элементам (в том числе и по оболочкам измерительных кабелей) протекают уравнительные токи, вызывающие помехи на экране осциллографа.

    Рис. 5.36. Смещение потенциала заземления испытательной установки: а — неэкранированной — экранированной
    Существенное снижение помех достигается в том случае, если вся испытательная установка размещена внутри металлического экрана (в клетке Фарадея). Токи перезарядки паразитных емкостей (рис. 5.36, б) замыкаются по стенке экрана, минуя сопротивление заземления Zj. Между отклоняющими пластинами осциллографа и его блоком питания имеется гальваническая и электромагнитная связь. Поэтому возможно также появление наводок, приходящих по цепям питания осциллографа. Для борьбы с ними применяют разделительные трансформаторы, т. е. трансформаторы с коэффициентом трансформации, близким к единице. Изоляция его обмоток рассчитана на несколько киловольт, между обмотками расположен металлический заземленный экран. Такая конструкция разделительного трансформатора устраняет гальваническую связь блока питания осциллографа с питающей сетью и существенно уменьшает емкостную связь между ними. Помехи, связанные с питающей сетью, устраняются также с помощью специальных фильтров, которые состоят из двух емкостных и одного индуктивного элементов, включенных по П-образной схеме.
    Иногда бывает достаточно намотки сетевого подводящего провода на ферритовый сердечник.
    В настоящем пособии рассмотрены лишь наиболее распространенные методы измерения высоких напряжений и больших импульсных токов. Ими не исчерпывается вес многообразие измерительных устройств и схем измерения, которые применяются в научных исследованиях, а также при проведении приемо-сдаточных и профилактических испытаний высоковольтных изоляционных конструкций.

    http://m.studme.org/140159/tehnika/izmerenie_bolshih_impulsnyh_tokov

    Добавить комментарий

    1serdce.pro
    Adblock detector