用于電流測(cè)量的模擬直流電流表基礎(chǔ)知識(shí)
于PMMC的偏轉(zhuǎn)與電流通過(guò)其線圈直接成正比,因此該儀器本質(zhì)上是電流表。但是,它只能直接用作電流表,僅用于移動(dòng)線圈中流動(dòng)的非常小的電流水平。必須進(jìn)行修改,如果需要測(cè)量較大電流的電流表。
在圖1(a)所示的直流電流表中 ,稱為分流器的電阻與PMMC并行連接。圖1(b)顯示了完整儀器的等效電路,包括線圈電阻r m 和分流電阻r s??梢钥闯?,要測(cè)量的一小部分電流通過(guò)線圈,其余的通過(guò)分流。從了解線圈電阻和儀表全尺度撓度(FSD)電流的情況下,可以確定分流的電阻,以測(cè)量任何所需的電流水平。當(dāng)設(shè)計(jì)電流表 以指示(例如)100 A的電流時(shí),對(duì)儀表刻度進(jìn)行重新校準(zhǔn)以讀取100 a在FSD和其他點(diǎn)上的比例水平。
(a)電流表由PMMC和一個(gè)分流組成
(b)電流表等效電路
圖1。 在電流表中,低電阻分流會(huì)導(dǎo)致大多數(shù)電路電流在低電流PMMC周?chē)@過(guò)。該儀器測(cè)量總電流的一部分,并指示其規(guī)模的總電流。圖像由Amna Ahmad提供示例1顯示了確定分流電阻值的過(guò)程。
示例1
PMMC的線圈電阻為200Ω,當(dāng)線圈電流為750 ?A時(shí),會(huì)產(chǎn)生全尺度偏轉(zhuǎn)。確定該儀器充當(dāng)FSD = 1 A的電流表所需的分流電阻值。
解決方案
從圖1(b)中,儀表電壓為
vm=我m×rm在全尺度撓度下vm=我fsd×rm=750μ一個(gè)×200ω=150mv
分流電壓是
vs=vm=150mv分流電流
rs=vm我s=150mv999.25m一個(gè)≈0.15ω對(duì)于Ammeter而言,具有低電阻的重要性很重要,因?yàn)樗冀K與負(fù)載串聯(lián)連接,以測(cè)量其電流。如果電流表電阻不明顯低于載荷電阻,則包括電路中的電流表會(huì)導(dǎo)致負(fù)載電流發(fā)生實(shí)質(zhì)性變化,如圖2和示例2所示。
(a)沒(méi)有電流表的電路
(c)電流表阻力增加了電路電阻
圖2。Ammeter 應(yīng)該具有非常低的電阻,以免它顯著增加電路中的總電阻并在測(cè)量中引入誤差。圖像由Amna Ahmad提供示例2
電阻為1Ω的電流表應(yīng)用于測(cè)量從100 V源提供給4Ω電阻的電流。在連接電流表并將其包含在電路中之前,通過(guò)電阻計(jì)算電流。
解決方案
沒(méi)有電流表
我=ERx=100V4Ω=25一個(gè)在電路中使用電流表
我=erx+r一個(gè)=100v4ω+1ω=20一個(gè)
多級(jí)式Ammeters
可以簡(jiǎn)單地使用帶有旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)的幾個(gè)分流電阻值來(lái)選擇所需范圍,可以簡(jiǎn)單地構(gòu)建多級(jí)電流表。圖3(a)顯示了電路布置。當(dāng)以這種方式使用儀器時(shí),必須注意確保分流不會(huì)變成開(kāi)路,即使是短暫的瞬間。否則,很大的電流可能會(huì)流過(guò)儀器的線圈,可能導(dǎo)致其破壞。
圖3(b)中說(shuō)明的重新開(kāi)關(guān)的設(shè)備可保護(hù)設(shè)備免受分流器在多零件電流表中敞開(kāi)的可能性。寬端的移動(dòng)觸點(diǎn)連接到它在失去與先前端子接觸之前切換到的端子。因此,它在與上一個(gè)終端接觸之前與下一個(gè)終端進(jìn)行接觸。在切換時(shí)間內(nèi),兩個(gè)分流器與儀器平行,并避免了開(kāi)路的分流。
(a)多撥動(dòng)電流電路
(b)在突破開(kāi)關(guān)之前
圖3。 在多級(jí)電流表中,可以選擇幾個(gè)分流器中的任何一個(gè)。必須始終使用重點(diǎn)開(kāi)關(guān)來(lái)保持低電流PMMC脫落。
由于電流管的電阻值較低,因此與圖3所示電路中的儀表并行的開(kāi)關(guān)接觸電阻可能會(huì)引入誤差。圖4(a)中所示的Ayrton分流器避免了與儀表并行的開(kāi)關(guān)接觸電阻,并保護(hù)移動(dòng)線圈儀表免受過(guò)度電流流量的可能性。當(dāng)開(kāi)關(guān)的移動(dòng)接觸連接到端子B時(shí),并行與儀表并行的分流電阻為(r 1 +r 2 +r 3)。這在圖4(b)中說(shuō)明了。當(dāng)移動(dòng)接觸切換到端子C時(shí),分流器變?yōu)椋≧ 1 +R 2),電阻R 3 現(xiàn)在與儀表串聯(lián)[圖4(c)]。,在端子D處的移動(dòng)觸點(diǎn)時(shí),分流器為電阻r 1,(R 2 +r 3)與儀表串聯(lián)[圖4(d)]。請(qǐng)注意,始終與儀表并行并聯(lián),并且開(kāi)關(guān)接觸電阻不屬于儀表/分流平行組合的一部分。分流電阻通常比低電流儀的電阻小得多,以至于直接與儀表串聯(lián)時(shí),它們幾乎沒(méi)有效果。
(a)艾爾頓分流和儀表
(b)電阻r 1 +r 2 +r 3 與儀表并聯(lián)
(c)r 1 +r 2 與儀表并聯(lián)
(d)r 1 與儀表并聯(lián)
圖4。Ayrton 分流與PMMC并行幾個(gè)相互連接的分流。通過(guò)在分流器的一個(gè)連接點(diǎn)中選擇一個(gè)連接點(diǎn),可以與PMMC電路并行放置一個(gè)或多個(gè)分流點(diǎn),而其他分流器則與儀表串聯(lián)。