用于準(zhǔn)確電流測量的模擬直流電流表基礎(chǔ)知識
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2025-03-18 16:30:28 | 473 次閱讀
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由于PMMC的偏轉(zhuǎn)與電流通過其線圈直接成正比,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,僅用于移動線圈中流動的非常小的電流水平。必須進(jìn)行修改,如果需要測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。可以看出,要測量的一小部分電流通過線圈,其余的通過分流。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,以測量任何所需的電流水平。當(dāng)設(shè)計電流表 以指示(例如)100 A的電流時,對儀表刻度進(jìn)行重新校準(zhǔn)以讀取100 a在FSD和其他點上的比例水平。


示例1
PMMC的線圈電阻為200Ω,當(dāng)線圈電流為750 ?A時,會產(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
\ [v_ {m} = i_ {m} \ times r_ {m} \]
在全尺度撓度下
\ [v_ {m} = i_ {fsd} \ times r_ {m} = 750 \ mu a \ times200 \ omega = 150mv \]
分流電壓是
\ [v_ {s} = v_ {m} = 150mv \]
分流電流
\ [i_ {s} = i-i_ {m} = 1a-750 \ mu a = 999.25ma \]
分流的電阻是
\ [r_ {s} = \ frac {v_ {m}} {i_ {s}} = \ frac {150mv} {999.25MA} \ lot0.15 \ omega \]
電流表阻力 對于Ammeter而言,具有低電阻的重要性很重要,因為它始終與負(fù)載串聯(lián)連接,以測量其電流。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導(dǎo)致負(fù)載電流發(fā)生實質(zhì)性變化,如圖2和示例2所示。

(a)沒有電流表的電路

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,通過電阻計算電流。
解決方案
沒有電流表
\ [i = \ frac {e} {r_ {x}} = \ frac {100v} {4 \ omega} = 25a \]
在電路中使用電流表
\ [i = \ frac {e} {r_ {x}+r_ {a}} = \ frac {100v} {4 \ omega+1 \ omega} = 20a \]
多級式Ammeters
可以簡單地使用帶有旋轉(zhuǎn)開關(guān)的幾個分流電阻值來選擇所需范圍,可以簡單地構(gòu)建多級電流表。圖3(a)顯示了電路布置。當(dāng)以這種方式使用儀器時,必須注意確保分流不會變成開路,即使是短暫的瞬間。否則,很大的電流可能會流過儀器的線圈,可能導(dǎo)致其破壞。 圖3(b)中說明的重新開關(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的可能性。寬端的移動觸點連接到它在失去與先前端子接觸之前切換到的端子。因此,它在與上一個終端接觸之前與下一個終端進(jìn)行接觸。在切換時間內(nèi),兩個分流器與儀器平行,并避免了開路的分流。

(a)多撥動電流電路

圖3。 在多級電流表中,可以選擇幾個分流器中的任何一個。必須始終使用重點開關(guān)來保持低電流PMMC脫落。圖像由Amna Ahmad提供艾爾頓分流 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關(guān)接觸電阻可能會引入誤差。圖4(a)中所示的Ayrton分流器避免了與儀表并行的開關(guān)接觸電阻,并保護(hù)移動線圈儀表免受過度電流流量的可能性。當(dāng)開關(guān)的移動接觸連接到端子B時,并行與儀表并行的分流電阻為(r 1 +r 2 +r 3)。這在圖4(b)中說明了。當(dāng)移動接觸切換到端子C時,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)]。最后,在端子D處的移動觸點時,分流器為電阻r 1,(R 2 +r 3)與儀表串聯(lián)[圖4(d)]。請注意,始終與儀表并行并聯(lián),并且開關(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,它們幾乎沒有效果。

(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)

圖4。Ayrton 分流與PMMC并行幾個相互連接的分流。通過在分流器的一個連接點中選擇一個連接點,可以與PMMC電路并行放置一個或多個分流點,而其他分流器則與儀表串聯(lián)。圖像由Amna Ahmad提供
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