амперметри

Амперметр - прилад для вимірювання сили струму, оскільки одиницею виміру сили струму є - ампер (А), показання вказуються в амперах. Шкалу амперметрів градуируют в мікроамперах, міліамперах, амперах або кілоампер відповідно до межами вимірювання приладу.

В електричне коло амперметр включається послідовно з тією ділянкою електричного кола, силу струму в якому вимірюють. Тому, чим нижче внутрішній опір амперметра (в ідеалі - 0), тим менше буде вплив приладу на досліджуваний об'єкт, і тим вище буде точність вимірювання. Для збільшення межі вимірювань амперметр забезпечується шунтом (для ланцюгів постійного і змінного струму), трансформатором струму (тільки для ланцюгів змінного струму) або магнітним підсилювачем (для ланцюгів постійного струму).

Загальна характеристика

За конструкцією і способу застосування амперметри діляться: щитові, переносні, стаціонарні і лабораторні.

За конструкцією індикатора діляться:
зі стрілочний вимірювальної головкою без електронних схем;
зі стрілочний вимірювальної головкою з використанням електронних схем;
з цифровим індикатором.

Прилади зі стрілочної головкою
Найбільш поширені амперметри, в яких рухається частина приладу зі стрілкою повертається на кут крену, пропорційний величині вимірюваного струму.
Амперметри бувають магнітоелектричними, електромагнітними, електродинамічними, тепловими, індукційними, детекторними, термоелектричними і фотоелектричними.
Магнітоелектричними амперметрами вимірюють силу постійного струму; індукційними і детекторними - силу змінного струму; амперметри інших систем вимірюють силу будь-якого струму. Найточнішими і чутливими є магнітоелектричні і електродинамічні амперметри.
Прилади зі стрілочної головкою можуть забезпечуватися додатковими електронними схемами для посилення сигналу, що подається на голівку (для вимірювання струмів, істотно менших ніж струм повного відхилення головки, який для більшості магнітоелектричних приладів становить 50 мкА і більше), захисту головки від перевантаження та інше.

Прилади з цифровим індикатором
Останнім часом прилади зі стрілочний вимірювальної головкою стали витіснятися приладами з цифровим індикатором на основі рідких кристалів і світлодіодів.

Принцип дії стрілочний вимірювальної головки

Принцип дії найпоширеніших в амперметрах систем вимірювання:

У магнітоелектричної системі приладу крутний момент стрілки створюється завдяки взаємодії між полем постійного магніту і струмом, який проходить через обмотку рамки (крутний момент). З рамкою з'єднана стрілка, яка переміщається по шкалі. Кут повороту стрілки прямо пропорційний силі струму, тому шкала магнітоелектричного приладу лінійна. Напрямок повороту стрілки залежить від напрямку протікає через рамку струму, тому магнітоелектричні амперметри непридатні для безпосереднього вимірювання сили змінного струму (стрілка буде тремтіти біля нульового значення), і вимагають правильної полярності підключення в ланцюзі постійного струму (інакше стрілка буде відхилятися лівіше нуля).

У електромагнітної системі приладу обертовий момент стрілки створюється між котушкою і рухомим феромагнітним сердечником, до якого прикріплюється вказівний стрілка.

У електродинамічної системі вимірювальна головка складається з нерухомої і рухомої котушок, з'єднаних паралельно або послідовно. Взаємодія між струмами, які проходять через котушки, викликає відхилення рухливої ​​котушки і з'єднаної з нею стрілки.
У всіх вищевказаних системах кут повороту стрілки встановлюється при рівності обертального моменту і моменту опору пружини.

Включення амперметра в електричний ланцюг
В електричному ланцюзі амперметр з'єднується послідовно з навантаженням, а при великих токах - через трансформатор струму, магнітний підсилювач або шунт. Для вимірювання струмів може також застосовуватися мілівольтметр і калібрований шунт (первинні струми шунтів можуть бути обрані зі стандартного ряду, вторинна напруга стандартизовано - найчастіше 75 мВ). При високій напрузі (вище 1000В) - в ланцюгах змінного струму для гальванічної розв'язки амперметрів також застосовують трансформатори струму, а ланцюгах постійного струму - магнітні підсилювачі.