Измерение напряжения на участке цепи

Цели: Активизировать учебный процесс методом сотворения проблемной ситуации. Проверить степень усвоения теоретического материала по теме «Электрический ток», продолжить формирование понятий: сила тока, напряжение; продолжить формирование способностей сборки электрических цепей и использования электроизмерительными инструментами, производить умение без помощи других использовать познания в новых критериях.

Публикация приведена в формате PDF:Скачать/Просмотреть(Для просмотра нужна программка Adobe Reader либо ее случайный аналог).

Развивать речь, кругозор, умение следить, размышлять, делать выводы, отыскивать выход из проблемной ситуации, коммуникативные возможности, познавательный энтузиазм, умение логически излагать свои мысли.

Воспитывать культуру интеллектуального труда, потребность отыскивать область использования приобретенным познаниям, способствовать формированию умений работать в группе при оптимальном разделении труда, пристально слушать учителя и друг дружку; способствовать формированию устойчивого энтузиазма к исследованию физики.

Для учителя: демо набор «Электричество 1», компьютерная программка «Интерактивная модель электрической цепи неизменного тока», таблица «Сборка электрических цепей».

Для учеников: лабораторное оборудование, опорные конспекты (в данной публикации выпущены).

1. Исходный шаг урока

Учитель: Мы с вами, ребята, продолжаем учить тему «Электрический ток». Потому давайте освежим в памяти более принципиальные понятия этой темы.

Начнем с того, что при помощи компьютера вспомним составные части электрической цепи и правила ее сборки.

Задание: при помощи интерактивной модели выполнить схему по фото.

Учитель: Сейчас мы работаем в группах. В ваших опорных конспектах вопросы также распределены по группам. Ответить на вопрос конкурентов можно, только если они не управятся с ним. Участникам групп разрешается советоваться, помогать друг дружке, дискуссировать вопросы.

Техника безопасности при работе с электрическими цепями:

1. Собирай цепь по схеме.

2. Соблюдай правила подключения электроизмерительных устройств и их полярность.

3. Ключ замыкай в последнюю очередь.

4. Не касайся обнаженных частей цепи.

5. Помни, что напряжение выше 12В небезопасно.

2. Основной шаг урока (получение новых познаний, умений, способностей)

Постановка препядствия: Если под линией электропередачи оборванный провод соприкасается с землей и в эту зону случаем попадает человек, то ему необходимо выбираться из небезопасной зоны очень маленькими шажками либо прыгая на одной ноге. Почему?

Ребята выдвигают версии.

Учитель: Оставим выдвинутые вами версии пока без обсуждения и вернемся к ним после выполнения экспериментального задания. Сделайте экспериментальное задание по приведенному в опорных конспектах плану, но не запамятовывайте, что поставленная пред нами неувязка еще не закрыта.

Экспериментальное задание «Измерение напряжения на разных участках электрической цепи».

Цель: измерить общее напряжение на участке цепи, состоящем из последовательно соединенных резистора и лампы, и сопоставить его с суммой напряжений на лампе и резисторе.

Приборы: источник питания, резистор, лампа, вольтметр, ключ, соединительные провода.

Указания к работе:

1) Соберите цепь по фото и зарисуйте ее схему.

2) Определите и внесите в таблицу показания вольтметра на отдельных участках цепи и на общем участке. Сравните общее напряжение с суммой напряжений на лампе и резисторе.

3) По результатам опыта придите к выводу.

Изготовленные вами выводы снова проверим на демонстрационной установке.

Вопрос: Что все-таки нужно выполнить, дабы понизить напряжение последовательного участка, не меняя источника? (Укоротить участок, т. е. взять поближе точки, к которым подключается вольтметр.)

Вспомните проблемную задачку. Как выполнить так, дабы на участке цепи не было напряжения (а означает, и тока)? Придумайте схему, в какой на одном из участков тока не будет.

3. Подведение итогов урока

Подведем итоги урока и выясним:

4. Домашнее задание

Повторить §§37, 39, упр. 16.

Придумать схему опыта «Фехтовальщики».

Резерв времени. Высчитай, сколько нужно лимонов для питания лабораторной лампочки (3.5В), как их необходимо соединить?

Измерение напряжения на участке цепи

Относительная методическая погрешность измерения в данном случае будет:

Набросок 2.8 – Измерение напряжения на участке цепи

После преобразований для относительной методической погрешности получим выражение:

Действительное значение напряжения на резисторе с сопротивлением R2 после введения поправки на методическую погрешность будет:

где UИ – показание вольтметра.

Инструментальная погрешность определяется классом точности и шкалой устройства. Отысканное значение напряжения на R2 будет:

2.3. Программка работы:

2.3.1. Измерение неизменного напряжения (устройствами В7-26, Щ4313)

Измерить ЭДС источника питания устройством В7-26

а) Подготовка вольтметра В7-26 к измерению напряжения.

Включить “Сеть” устройства. Переключатель рода работы установить в положение “+U” либо “-U”. После прогрева (5 15 минут) закоротить (соединить проводником) входы «U» и «*» устройства (рис. 9). Переключатель поддиапазонов измерения напряжения поставить в положение 0,3(0,1)В. Регулировкой “Устан. «0»” достигнуть «0» по шкале «U». Потом перевести переключатель поддиапазонов в положение 3(10)В. Снять закоротку.

б) Включить источник питания и установить нужную величину Э.Д.С. E.

в) Подключить В7-26 к источнику питания (рис.10). Измерить ЭДС.Записать конечное значение шкалы вольтметраUK и его класс точности (указан на лицевой панели).

Измерить ЭДС источника питания устройством Щ4313

а) Подготовка мультиметра Щ4313 к измерению напряжения. Включить «Сеть» устройства Щ4313, избрать род работы «U», выставить “грубую” шкалу.

б) Подключить Щ4313 к источнику питания (рис.14), избрать шкалу и измерить ЭДС. Записать измеренное значение и конечное значение шкалы вольтметра.

Для мультиметра Щ4313 класс точности высчитать по формуле:

, a и b найти из таблицы (см. паспорт устройства).

Измерение силы электрического тока в цепи (устройством Щ4313)

Установить на источнике питания рекомендованное значение напряжения E ,

Обработка результатов измерений

2.4.1. Правила и примеры округления результатов измерений

2.4.1.1. Результаты измерений выражаются числом, содержащим значащие числа. Означающими числятся все числа в числовом итоге, в том числе и нуль, если он находится посреди либо в конце числа.

Пример. Результаты измерения напряжений 121В и 0,00121В содержат три, а 126,05В и 12500В – 5 означающих цифр.

В конечной записи результатов измерений следует соблюдать следующие правила округления.

2.4.1.2 В выражении погрешности удерживается менее 2-ух означающих цифр, причём последняя округляется до нуля либо 5.

Пример. а) Погрешность измерения тока составляет 0,125А. Удерживая одну значащую цифру, значение погрешности округляется до ±0,1А

б) Погрешность измерения напряжения составляет 0,152В. Удерживая две значащие цифру, значение погрешности округляется до ±0,15В.

2.4.1.3 Числовое значение результата измерений должно оканчиваться цифрой либо нулем такого же десятичного знака, что и значение погрешности.

Пример. 125,832 ± 0,15 записывается 125,83 ± 0,15.

2.4.1.4 Если 1-ая отбрасываемая цифра меньше 5, то последняя удерживаемая цифра не меняется.

Пример. (125,721 ± 0,2)В округляется до (125,7 ± 0,2)В.

2.4.1.5 Если 1-ая отбрасываемая цифра больше 5 либо равна 5, то последняя удерживаемая цифра возрастает на единицу.

Пример. 25,268 ± 0,4 округляется до 25,3 ± 0,4;

25,253 ± 0,3 округляется до 25,3 ± 0,3.

2.4.1.6 Если 1-ая отбрасываемая цифра равна 5 и за ней не следует означающих цифр (либо следуют только нули), то округление делается до наиблежайшего четного.

Пример. 10,650 ± 0,3 округляется до 10,6 ± 0,3;

10,550 ± 0,3 округляется до 10,6 ± 0,3.

Обработка результатов измерения напряжения

2. 4.2.1. Вычислить инструментальную погрешность и записать итог измерений с ее учетом: .

2.4.2.2. Отыскать методическую погрешность: , где Ri = 5 Ом,

RV B 7-26 = 30 МОм, =1МОм.

2.4.2.3. Найти поправку и погрешность поправки по формулам:

2.4.2.4. Итог с учетом инструментальной и методической погрешности записывается в виде:

Ход работы

Разглядите источник электропитания и обусловьте полярность его выходных гнезд.

Разглядите панель с выключателем и обусловьте:

гнезда для подключения проводов;

какому положению подвижной пластинки ключа соответствует его условное обозначение на схемах.

Разглядите панель с лампой и укажите на ней гнезда для подключения проводов.

Разглядите соединительный провод и обусловьте: -для чего задняя часть штекера имеет отверстие; -для чего железный стержень штекера имеет прорезь.

Разглядите амперметр и обусловьте:

какая из клемм устройства соединяется с положительным полюсом источника электропитания;

какую наивысшую силу тока можно им измерить;

какова стоимость деления его шкалы.

Нарисуйте в тетради схему электрической цепи, изображенной на рисунке 1.

Соберите эту электрическую цепь.

Начинают сборку с того, что все детали электрической цепи располагают на железном планшете в том порядке, как это показано на рисунке 1. Потом соединяют проводом положитель­ный полюс источника электропитания с гнездом амперметра, помеченным знаком «+». Позже ам­перметр соединяют с лампочкой. Дальше лампочку с ключом и, в конце концов, ключ соединяют с отрица­тельным полюсом источника.

Проверьте, как собранная цепь соответствует ее условной схеме, нарисованной в тетра­ди.

Проверьте, разомкнут ли контакт ключа.

Подключите вилку источника электропитания к розетке электросети кабинета, закрепленной на десктопе.

Замкните ключ. По отклонению стрелки амперметра и свечению лампочки удостоверьтесь в том, что собранная цепь работает.

По показанию амперметра обусловьте величину силы то­ка в цепи. Измеренное значение силы тока запишите в тетрадь вблизи с нарисованной схемой.

Разомкните ключ и разберите электрическую цепь. Для этого сначала отключите вилку источника питания от ро­зетки, потом отсоедините провода от гнезд источника электропитания и только после чего окончите разборку остальной части цепи.

Нарисуйте в тетради схему электрической цепи, изобра­женной на рисунке 2. Укажите, в чем отличие этой схемы от предшествующей.

Соберите эту электрическую цепь. Сборку как и раньше начинают от положительного полюса источника питания.

Сделайте деяния, обозначенные в пт с 8 по 13.

Нарисуйте в тетради схему электрической цепи, изображенной на рисунке 3. Укажите, в чем отличие этой схемы от предшествующей.

Соберите эту электрическую цепь и снова сделайте деяния, обозначенные в пт с 8 по 13.

Сравните значения силы тока, приобретенные в 3-х опытах, и сделай­те вывод о величине силы тока в разных участках последова­тельной цепи.

Измерение напряжения на разных участках электрической цепи

Цель работы: измерить напряжение на контактах 2-ух проволочных сопротивлений, соединенных последовательно, и сопоставить его с суммой напряжений на контактах каждого из этих сопротивлений.

Оборудование: источник электропитания, вольтметр, проволочный резистор R1 ,проволочный резистор R2,ключ, соеди­нительные провода, железный план­шет.

Здесь вы сможете бросить комментарий к избранному абзацу либо сказать об ошибке.

Измерения в высокоомных цепях | Пусконаладочные работы при монтаже электроустановок | Архивы

Страница 20 из 56

§ 19. Измерения в высокоомных цепях
Особенности измерений в высокоомных цепях заключаются в тем, что сопротивления обычных приборов, подключаемых к этим цепям в процессе измерения, соизмеримы с сопротивлениями соответствующих участков высокоомной цепи. При этом происходит перераспределение токов в контролируемой цепи, изменяются ее параметры (сопротивления) и возможны большие ошибки и даже промахи, сводящие на нет результаты измерения. Поэтому следует очень тщательно подбирать способы измерения и приборы при измерениях в высокоомных цепях.

Рис. 86. Измерение напряжения на участке электрической цепи:
а — до включения прибора, б —с включенным прибором
Рассмотрим случай, когда требуется измерить напряжение на участке электрической цепи (сопротивлении rz), состоящей из двух последовательно соединенных сопротивлений гх и гг (рис.

86, а). Допустим, что пользоваться будем электроизмерительным прибором с непосредственным отсчетом измеряемой величины. Известно, что сопротивления гх=60000 Ом, г2=30000 Ом, а подведенное к ним напряжение [/=450 В.
Зная эти данные, нетрудно определить, пользуясь соотношениями между напряжениями на последовательно соединенных участках электрической цепи и сопротивлениями этих участков (напряжения прямо пропорциональны сопротивлениям соответствующих участков), истинное напряжение на сопротивлении г2. Оно будет равно 150 В. Возьмем три прибора: Д552, М109 и ампервольтомметр ТТ-3 и используем их поочередно для измерения напряжения на сопротивлении г2. Измерение во всех случаях будем проводить на пределе 300 В.

Из рассмотренного примера следует, что при измерениях в высокоомных цепях возникают трудности, когда для измерения нужно подключать прибор или одну из его обмоток (например, обмотку напряжения ваттметра или счетчика) параллельно одному из участков контролируемой цепи. Особенно часто встречаются с этим при измерении напряжения или мощности. В данном примере к тому же сопротивление контролируемой цепи не особенно велико. Приходится иметь дело и с измерениями в электрических цепях, сопротивление которых На порядок (в 10 раз) и более выше, чем в приведенном примере. Очевидно, для таких цепей следует применять специальные приборы и способы измерения, часть из которых будет рассмотрена ниже. Следует иметь в виду, что в высокоомных цепях переменного тока при подборе измерительного прибора необходимо считаться не только с активным сопротивлением прибора, но и с его входной емкостью, которая должна быть по возможности меньше, особенно при измерениях на повышенных частотах переменного тока.

Непосредственное измерение напряжения. Электромеханическими приборами, например авометрами, можно измерять напряжения в цепях с сопротивлением до нескольких сотен Ом на 1 В рабочего напряжения. В рассмотренном примере сопротивление всей проверяемой цепи равно 90 000 Ом, а напряжение источника питания этой цепи 450 В. Таким образом, сопротивление проверяемой цепи, отнесенное к 1 В рабочего напряжения, составляет 90000:450= 200 Ом. При пользовании прибором ТТ-3, у которого внутреннее сопротивление равно 10000 Ом на 1 В, т. е. в 50 раз больше, чем в проверяемой электрической цепи, погрешность,
вносимая прибором, составила меньше одного процента. Если бы эта цепь питалась от источника с напряжением 4,5 В, то на 1 В рабочего напряжения приходилось бы уже 20000 Ом и тот же прибор ТТ-3 на пределе измерения 3 В имел бы внутреннее сопротивление 30 кОм (те же 10 000 Ом наг 1 В), но погрешность, вносимая прибором в результат измерения, была бы недопустимо большой.
В ряде случаев, в частности при наладке электронной аппаратуры, приходится измерять напряжение в контролируемых цепях, имеющих сопротивления десятки тысяч Ом на 1 В рабочего напряжения (сеточные и анодные цепи электронных ламп, цепи коллекторов полупроводниковых триодов и др.). Для этого применяют приборы с очень большим внутренним сопротивлением, обычно не изменяющимся при работе на разных пределах измерения. К таким приборам относят электростатические вольтметры и электронные вольтметры на электронных лампах и полупроводниковых приборах.
Электростатический вольтметр С50 — однопредельный прибор класса точности 1, предназначен для измерения напряжения в цепях постоянного тока и переменного тока с частотой от 20 Гц до 10 МГц. Приборы выпускают на 30, 75, 150, 300, 450, 600, 1000, 1500 и 3000 В. Входная емкость вольтметров на 30, 75—450 и 600—3000 В соответственно составляет 10,7 и 4 пФ. Активное сопротивление вольтметра не менее 10000 МОм. Прибор имеет шкалу со световым указателем. Осветительное устройство питается от сети 127 и 220 В переменного тока или от источника постоянного тока напряжением 6 В. Резистор, встроенный в корпус прибора, служит для ограничения тока при случайном замыкании его электродов. Аналогично прибору С50 устроены и другие электростатические приборы (С70, С71, С95 и С100), имеющие другие пределы измерения и обладающие очень большим внутренним сопротивлением (не менее 10 000 МОм).

Однако относительно большая входная емкость препятствует их применению при измерениях напряжений высокой частоты (например, в анодных цепях широкополосных усилителей).
Электронные вольтметры, имеющие достаточно высокое сопротивление и малую входную емкость, получили широкое распространение при измерениях в высокоомных и маломощных цепях, преимущественно при испытаниях электронных приборов и устройств.
Электронный вольтметр обычно включает входной делитель напряжения, усилитель мощности и показывающий магнитоэлектрический прибор. Выпускаются разнообразные электронные вольтметры для измерения постоянного и переменного напряжения.
Прибор Ф505 служит для измерения напряжения в цепях переменного тока частотой 45—10000 Гц, имеет класс точности 1,5 и шкалу со световым отсчетом. Пределы измерения 0,75— 1,5—3—7,5—15-30—60—150—300 В. Входное сопротивление на всех пределах 1 МОм. Питание осуществляется от сети переменного тока 127 или 220 В промышленной частоты. Потребляемая мощность 35 В-А. Габариты 250X370X230 мм, масса 10 кг.

Таблица 9
Параметры транзисторного прибора Ф432

Измеряемая величина	Пределы измерения	Класс точности
Переменный ток и напряжение	6 мкА — 3 мА	4
	15—1500 мА	4
	6—600 В	4
Постоянный ток и напряжение	0,06—30 мА	2,5
	6—600 В	2,5
Сопротивление постоянному току	10—100—1000 кОм	1,5

Транзисторный прибор Ф431 служит для измерения малых напряжений в цепях переменного тока частотой до 1 МГц.

Имеет классы точности 2,5 на частотах 20—20 000 Гц, 4 — на частотах 20—100 кГц и 10 —на частотах 100 кГц—1 МГц. Пределы измерения 5—30—100—300—1000 мВ. Входное сопротивление 100 кОм на 1 В. Входная емкость 30—100 пФ. Прибор имеет дополнительный предел, обозначенный «Индикатор», на котором полное отклонение стрелки соответствует потреблению тока 1 мкА при входном сопротивлении 1,5 кОм. Питание осуществляется от встроенной батареи КБС-4 напряжением 4 В. Габариты 110Х X205x84 мм, масса 1 кг.
Транзисторный прибор Ф432 позволяет измерять силу тока и напряжение как постоянного, так и переменного тока частотой 45 Гц — 50 кГц, сопротивление постоянному току и коэффициент передачи. Основные данные о приборе приведены в табл. 9.

Прибор ВК.7-Б универсальный, предназначен для измерения напряжения переменного тока низкой (от 40 Гц до 2 кГц) и высокой частот (от 3 кГц до 400 МГц), напряжения и силы постоянного тока, а также сопротивления постоянному току. Пределы измерения: напряжения постоянного тока 100 мВ — 1—3—10—• 30—100—300—1000 В; напряжения переменного тока 1—3—10— 30—100—300—1000 В; силы постоянного тока 1—10—100 мкА — 1—10—100 мА—1 А, сопротивления постоянному току 1—10— 100—1000—10000—100000 Ом (при использовании внешнего источника постоянного тока напряжением 10—15 В пределы измерения могут быть расширены до 50 МОм). Погрешности при измерении напряжения составляют до 10% на пределе 100 мВ, 4% на остальных пределах для постоянного тока и 6% для переменного тока. Входное сопротивление при измерении напряжения постоянного тока 1 МОм на 1 В для пределов измерения 100 мВ —  1—3—30 В и 30 МОм на 1 В для пределов 100—300 и 1000 В.

Входное сопротивление на частоте 400 Гц для низкочастотного входа и 10 кГц для высокочастотного входа составляет не менее 50 кОм для предела 1 В, не менее 100 кОм — для пределов 3—10 и 30 В и 3 кОм, а на 1 В —для пределов 100—300— 1000 В. Входная емкость для низкочастотных цепей — 80 пФ, для высокочастотного входа (пробника) —2 пФ. Прибор имеет делитель напряжения 1: 10. Погрешность деления делителя — не более 5%, входная емкость делителя — 6 пФ. Источником питания прибора служит батарея из двух элементов БС-0,25, встроенная в прибор. Габариты 215X140X85 мм, масса 2 кг.

Рис. 87. Измерение напряжения в высокоомной цепи двумя вольтметрами
Метод двух вольтметров. Сущность этого метода заключается в том, что напряжение на участке электрической цепи измеряют два раза, используя вольтметры VI и V2 (рис. 87) с разными внутренними сопротивлениями rVi и rv2, величина которых известна. Сначала подключают параллельно контролируемому участку (между точками а и б) один вольтметр, например VI, и записывают его показания Ult затем — параллельно контролируемому участку второй вольтметр V2, переведя переключатель П в нижнее положение, и записывают показания U2 второго вольтметра. После этого истинное напряжение на контролируемом участке Ua6 определяют по формуле
где

Рис. 83. Компенсационный метод измерения напряжения
Очевидно, измерение можно производить не только двумя вольтметрами, но и многопредельным вольтметром на разных пределах измерения и одним однопредельным вольтметром, выполняя им второе измерение с включенным последовательно известным резистором, сопротивление которого соизмеримо с внутренним сопротивлением вольтметра. Методом двух вольтметров можно с допустимой точностью определять напряжение на контролируемом участке а — б
даже при небольших внутренних сопротивлениях используемых вольтметров, если оба измерения проводятся при одном и том же напряжении U, подводимом к проверяемой электрической цепи.

Компенсационный метод.

Рис. 89. Схема измерения силы тока ротора электрической машины
Сущность этого метода измерения заключается в том, что напряжение на контролируемом участке а — б электрической цепи (рис. 88) сравнивают с известным напряжением вспомогательного источника постоянного тока. Установив движок реостата Р в такое положение, чтобы индикатор тока Г (гальванометр) показывал отсутствие уравнительного тока между контролируемым участком а — б электрической цепи и вспомогательным источником Б постоянного тока, снимают показания вольтметра V. Напряжение, показываемое вольтметром V, очевидно, равно в этом случае измеряемому напряжению Ua6 контролируемого участка а — б.

• Назад
• Вперед

Измерение силы тока, напряжения и сопротивления в электрической цепи. Школьный курс физики

Главная | Физика 11 класс | Измерение силы тока, напряжения и сопротивления в электрической цепи

Измерение силы тока.

Для измерения силы тока в проводнике применяют амперметр, который включают последовательно с этим проводником (рис. 1.27)

Рис. 1.27

При этом провод, который идёт от положительного полюса источника тока, соединяют с клеммой прибора со знаком «плюс». Провод, идущий от отрицательного полюса источника, соединяют с клеммой амперметра со знаком «минус».

Угол отклонения стрелки амперметра зависит от силы тока в его измерительном механизме. Включение амперметра не должно вызывать изменения в режиме работы цепи, поэтому сопротивление амперметра должно быть малым по сравнению с сопротивлением цепи.

Для измерения силы тока, превышающей силу тока I_a, на которую рассчитан амперметр, можно воспользоваться этим же амперметром. Для этого необходимо параллельно амперметру подключить резистор так, чтобы сила тока через амперметр не была больше величины I_a. Такой резистор называется шунтом (рис. 1.28).

Рис. 1.28

При шунтировании амперметра измеряемый ток (I) в точке (узле) 1 делится на две части: часть тока проходит через амперметр (I_a), а остальная часть — через шунт (I_ш), т. е.

I = I_a + I_ш

Напряжение между точками 1 и 2 (см. рис. 1.28) будет равно

где R_a — сопротивление амперметра; R_ш — сопротивление шунта.

Из выражения (1) следует, что

Отношение I / I_a (обозначим его буквой n) показывает, во сколько раз расширяется предел измерения силы тока амперметром (с применением шунта), т. е. возрастает цена деления его шкалы. Иначе говоря, при включении шунта чувствительность амперметра уменьшается в n раз: стрелка прибора отклонится на угол, в n раз меньший, чем без шунта. Из выражения (2) с учётом того, что I / I_a = n, найдём сопротивление шунта:

В ряде задач сопротивление амперметра принимается равным нулю. Такой амперметр называют идеальным.

Измерение напряжения.

Напомним, что вольтметр — прибор для измерения напряжения — включается в цепь иначе, чем амперметр. Вольтметр присоединяют к тем точкам цепи, между которыми измеряют напряжение, т. е. параллельно (рис. 1.29).

Рис. 1.29

Для измерения напряжения на зажимах лампы клемму вольтметра со знаком «плюс» соединяют с клеммой лампы, которая соединена с положительным полюсом источника тока, а клемму со знаком «минус» — с клеммой лампы, которая соединена с отрицательным полюсом источника тока.

Напряжение на вольтметре такое же, как и на участке цепи. Однако включение вольтметра в цепь изменяет сопротивление участка, к которому он подсоединён. Оно равно не R, a , где R’ — сопротивление вольтметра. Из-за этого измеряемое напряжение на участке цепи уменьшается. Для того чтобы вольтметр не вносил заметных искажений в измеряемое напряжение, его сопротивление должно быть большим по сравнению с сопротивлением того участка цепи, параллельно которому он включается. В этом легко убедиться, если выражение для R’ преобразовать следующим образом:

Если R_в >> R, то ≈ R / R_в ≈ 0 и R’ ≈ R.

Идеальный вольтметр имеет бесконечно большое сопротивление.

Любой вольтметр рассчитан на измерение напряжения, не превышающего некоторого предела (номинального напряжения) U_в. Однако в ряде случаев измеряемое напряжение U может оказаться больше номинального напряжения используемого вольтметра. Но если к вольтметру присоединить последовательно с ним дополнительный резистор с сопротивлением R_Д (рис. 1.30), то предел измерения напряжения вольтметром расширится.

Рис. 1.30

При включении в цепь вольтметра добавочного сопротивления R_Д измеряемое напряжение U делится на две части: одна часть U_в приходится на вольтметр, а другая U_Д — на дополнительный резистор:

U = U_в + U_Д

Сила тока в цепи вольтметра I_в:

Отсюда

Отношение U / U_в = n показывает, во сколько раз расширяется предел измерения напряжения вольтметром, т. е. возрастает цена деления его шкалы. Иначе говоря, при подсоединении дополнительного резистора чувствительность вольтметра уменьшается в n раз.

Из выражения (3) с учётом того, что U / U_в = n, найдём значение добавочного сопротивления к вольтметру:

Измерение сопротивления амперметром и вольтметром.

C помощью амперметра и вольтметра можно измерить сопротивление R_x резистора, соединив приборы по схемам, показанным на рисунке 1.31.

  

Рис. 1.31

Значение сопротивления R^‘_x участка цепи между точками В и C (рис. 1.31, а) выражается через показания приборов по формуле R^‘_x = U / I. Однако R^‘_x больше искомого сопротивления R_x на сопротивление амперметра, так как вольтметр измеряет сумму напряжений на резисторе и на амперметре. Эту схему следует применять при измерении сопротивлений, значительно больших сопротивления амперметра.

Соединив приборы по схеме, представленной на рисунке 1.31, б, и записав их показания, можно определить значение сопротивления участка цепи ВС: R^»_x = U / I.

Однако R^»_x оказывается меньше искомого сопротивления R_x, так как сила тока, измеряемая амперметром, равна сумме сил токов в резисторе и вольтметре. Эту схему целесообразно использовать при измерении сопротивлений, значительно меньших сопротивления вольтметра.

Вопросы:

1. Для чего используют шунт? Как его включают в цепь?

2. Как можно определить сопротивление шунта?

3. Для чего используют добавочное сопротивление? Как его включают в цепь?

4. Как можно рассчитать значение добавочного сопротивления?

5. Что называют:

а) идеальным амперметром;

б) идеальным вольтметром?

Вопросы для обсуждения:

1. Учащийся при измерении силы тока в электрической лампе по ошибке включил вольтметр вместо амперметра. Что при этом произойдёт с накалом нити лампы?

Учащийся по ошибке включил амперметр вместо вольтметра при измерении напряжения между выводами электрической лампы. Объясните, как изменится сила тока в цепи.

Пример решения задачи

Гальванометром с сопротивлением, равным 50 Ом, можно измерить значение силы тока до 0,1 А. Как следует включить гальванометр в цепь, чтобы он стал:

а) амперметром, измеряющим силу тока до 10 А;

б) вольтметром для измерения напряжения до 100 В?

Для узла А выполняется первое правило Кирхгофа:

Запишем закон Ома для участков цепи:

Приравняем левые части равенств (1) и (2):

Для того чтобы измерить этим гальванометром напряжение , к нему необходимо последовательно подключить добавочное сопротивление R_Д (рис. 1.33).

Рис. 1.33

Запишем закон Ома для участка цепи:

Подставляя числовые данные, получим:

Ответ: R_ш ≈ 0,5 Ом; R_Д = 950 Ом.

Упражнения:

1. Сопротивление вольтметра, предназначенного для измерения напряжений до 30 В, равно 300 Ом. Какое добавочное сопротивление нужно подключить к вольтметру, чтобы измерять напряжение до 220 В?

2. Определите значение добавочного сопротивления, которое следует присоединить к вольтметру, имеющему сопротивление 100 Ом, чтобы цена деления его шкалы увеличилась в 10 раз.

3. Во сколько раз увеличится верхний предел шкалы вольтметра, сопротивление которого 1000 Ом, если последовательно с ним соединить добавочное сопротивление гальванометра 9000 Ом?

4. Гальванометр сопротивлением 0,1 Ом и ценой деления шкалы 1 мА зашунтировали стальной проволокой длиной 10 см и площадью поперечного сечения 1,2 мм². Определите новую цену деления его шкалы.

5. Чувствительность гальванометра, сопротивление которого 260 Ом, необходимо уменьшить в 10 раз. Какой для этого потребуется шунт?

Предыдущая страницаСледующая страница

Как пользоваться мультиметром. Часть 5. Измерение падения напряжения

В течение последнего месяца мы рассмотрели, как использовать мультиметр для измерения напряжения, сопротивления и силы тока. Я объяснил, как это относится к большинству электрических диагностик в автомобиле — как большую часть времени вы либо пытаетесь проверить наличие или отсутствие напряжения на устройстве, либо наличие или отсутствие непрерывности между устройством и источником напряжения. (или грунт). Кроме того, когда вы пытаетесь найти источник паразитного разряда аккумулятора, вы пытаетесь определить, почему измерение тока используется реже.

Последняя стрелка, которая вам понадобится в вашем колчане электрической диагностики, — это измерение падения напряжения. Он используется для диагностики отказов с высоким сопротивлением. Люди иногда говорят об измерении падения напряжения приглушенным благоговейным тоном, как будто это ключ ко всей электрической диагностике, и, зная это, вы вступаете в ряды иллюминатов. Это не так уж важно. Конечно, это не панацея от всех проблем с электрикой. Но время от времени это удобно.

Теория измерения падения напряжения

Вот в чем дело. Как мы обсуждали в прошлом месяце в статье о том, как работает электричество, закон Ома говорит вам, что напряжение равно силе тока, умноженной на сопротивление (V = I * R). Это также можно записать как ток равен напряжению, деленному на сопротивление (I = V / R). Обычно напряжение составляет постоянные 12 вольт, сопротивление проводов ничтожно мало, электрическое устройство в цепи (лампочка или двигатель или что там еще) имеет интегральное сопротивление, а вместе напряжение и сопротивление определяют величину ток, который действительно течет.

Но везде, где есть соединение — например, провод с кольцевой клеммой, привинченный к кузову автомобиля для заземления, лепестковая клемма, надетая на наконечник, или даже соединения между клеммами аккумулятора и штыри аккумулятора — возможно образование коррозии. Коррозия имеет высокое электрическое сопротивление, которое может привести к падению напряжения, что, в свою очередь, приводит к падению величины протекающего тока. Что еще хуже, эти видимые клеммные соединения — не единственные места, где коррозия может вызвать падение напряжения. Это может произойти внутри переключателя или реле. Сопрягаемые поверхности представляют собой просто небольшие кусочки металла, которые создают и разрывают электрический контакт. Со временем они могут покрыться язвами и подвергнуться коррозии, а результирующее сопротивление приводит к падению напряжения, что, в свою очередь, препятствует протеканию тока.

Падение напряжения больше всего влияет на устройства, потребляющие большой ток. В верхней части этого списка находятся электродвигатели. Безусловно, самый большой электродвигатель в вашем автомобиле — это стартер. Поэтому, когда вы поворачиваете ключ и слышите Ррррррр… Ррррррр , и когда вы убедились, что ваша батарея исправна, виновником может быть коррозия, вызывающая падение напряжения между аккумулятором и стартером или между стартером и землей.

Итак, вы, наверное, думаете, что в этом такого? Если вы подозреваете коррозию между аккумулятором и стартером, почему бы просто не измерить сопротивление? Мы рассмотрели, как выполнить измерение сопротивления. У вас есть мультиметр. Почему бы просто не проверить это?

Ответ двоякий. Во-первых, очень небольшое сопротивление может иметь очень большое влияние на величину протекающего тока. Большинство мультиметров не очень точно измеряют малые значения сопротивления. Кроме того, вы все равно не знаете, что такое «хорошие» и «плохие» показания сопротивления.

Во-вторых, даже если бы вы могли точно измерить сопротивление при обесточенной цепи, фактическое значение сопротивления, когда через цепь протекают сотни ампер тока, может сильно отличаться.

Теперь вы, вероятно, думаете: «Хорошо, вы говорите, что я не могу напрямую измерять сопротивление, но я могу напрямую измерять ток. Почему бы просто не измерить его и не посмотреть, низкий ли он?» Ну, возможно. Первая проблема та же самая, о которой мы упоминали при измерении сопротивления: вы действительно не знаете, каковы на самом деле «хорошие» и «плохие» значения тока. Но другая проблема заключается в том, что стартер потребляет сотни ампер, а это слишком большой ток для измерения с помощью мультиметра. Помните, что для измерения силы тока вам нужно включить счетчик последовательно с цепью. Весь ток в цепи должен протекать через измеритель, чтобы зафиксировать измерение. Если вы попытаетесь таким образом измерить ток стартера в сотни ампер, вы взорвете свой счетчик или, по крайней мере, его внутренний предохранитель за две секунды.

Однако из-за прекрасной взаимосвязи между напряжением, током и сопротивлением, определяемой законом Ома, вы можете довольно точно измерить падение напряжения на соединении и использовать его, чтобы сделать вывод о наличии сопротивления на этом соединении. На самом деле довольно аккуратно. Наука!

Измерение падения напряжения

Чтобы настроить мультиметр для измерения падения напряжения, его необходимо настроить так же, как и любое другое измерение напряжения:

1. Вставьте черный щуп в гнездо с надписью «COM», что означает «общий», то есть общий для всех измерений. Как только он появится, его никогда не нужно будет перемещать.
2. Вставьте красный щуп в гнездо с буквой V. Почти наверняка это тот, который также помечен символом омега (Ω) для обозначения сопротивления.
3. Поверните большую поворотную ручку на настройку напряжения постоянного тока, которая представляет собой букву V со сплошной линией над ней. Это не тот, на котором есть волнистая линия; это для напряжения переменного тока (электрический ток в доме). Если у вас нет измерителя с автоматическим выбором диапазона, выберите диапазон напряжения для измерения небольшого напряжения, например 2 В.

Затем поднесите щупы к соединению, где вы пытаетесь измерить падение напряжения, и включите цепь.

Чем отличается обычное измерение напряжения? Отличие заключается в том, что вместо того, чтобы подключать красный провод щупа к «+» стороне цепи, а черный провод щупа к отрицательной (заземляющей) стороне, вы подключаете красный и черный выводы щупа к двум разным точкам на одной стороне. цепи, между двумя плюсами или двумя минусами. Это секретный соус. Ничего экзотического. Только кетчуп и майонез, правда.

Например, если ваш стартер работает медленно, когда вы проворачиваете его, для измерения падения напряжения в положительном кабеле аккумулятора держите красный щуп на положительном полюсе аккумулятора, держите черный щуп на стержне на соленоиде стартера, чтобы Положительный кабель аккумуляторной батареи подключается, затем попросите кого-нибудь попытаться завести автомобиль, пока вы смотрите на счетчик.

Основы измерения падения напряжения, когда оба щупа измерителя располагаются на одной стороне цепи (здесь показано между положительной клеммой аккумуляторной батареи и положительным полюсом соленоида стартера).

Если в кабеле нет падения напряжения, напряжение на клемме соленоида стартера будет таким же, как и на положительной клемме аккумуляторной батареи, а счетчик покажет ноль. Но если там — это измеримое падение напряжения, измеритель скажет вам, что это такое. Затем вы можете использовать измеритель, чтобы определить, где находится падение (например, расположить щупы между положительным полюсом батареи и положительной клеммой батареи, затем между положительной клеммой батареи и кольцевым разъемом на другом конце кабеля, затем между кольцевой разъем и стартовый столб). Если вы не обнаружите падения на положительной стороне, вы можете провести тот же тест на отрицательной стороне, проверяя между отрицательным полюсом аккумулятора и корпусом стартера, а затем оттачивая отдельные соединения.

Если вам нужно сделать это самостоятельно, вы можете использовать зажимы, чтобы удерживать щупы на месте, пока вы проворачиваете стартер и смотрите на счетчик. Еще лучше, если ваш измеритель имеет функцию минимального/максимального значения, вы можете зафиксировать данные за несколько секунд, а затем измеритель сообщит вам, каким было максимальное напряжение.

Насколько допустимо падение напряжения? Это помогает развить ощущение, измеряя падение напряжения на здоровых хорошо работающих соединениях. На моих автомобилях я обычно вижу сквозное падение менее 300 мВ (0,3 В) между положительным полюсом аккумулятора и пусковым стержнем (или отрицательным полюсом аккумулятора и корпусом стартера).

Вы можете найти опубликованные таблицы, в которых утверждается, что для стартера допустимо сквозное падение напряжения до 800 мВ (0,8 В), но это для любого отдельного соединения (например, между положительным полюсом аккумулятора). и положительную клемму аккумулятора) оно не должно превышать 100 мВ (0,1 вольта). Этот последний пункт имеет решающее значение. Я не могу сказать вам, сколько раз я поворачивал ключ на старинной машине, и он выдавал Рррррррр или просто щелкал , очищал положительный полюс аккумулятора, и машина заводилась сразу. Это случается так часто, что я обычно отказываюсь от измерения падения напряжения и иду прямо к очистителю постов, но если бы я измерял, я бы увидел большое падение напряжения между положительным полюсом батареи и положительной клеммой батареи.

Для устройств, которые потребляют меньший ток, чем стартер, вы можете найти опубликованные таблицы, в которых утверждается, что между проводом и его обжимным разъемом вообще не должно быть измеримого падения напряжения, не более 100 мВ (0,1 В) между разъемом. и терминал, на который он нажат, и не более 300 мВ (0,3 вольта) на переключателе.

Есть. Теперь вы знаете, как выполнить измерение падения напряжения. Теперь вы можете щеголять среди автомобильных людей. Черт, отправь иллюминатов домой. Скажите им, что вы заставили свет работать без них.

Как измерить ток и напряжение

07.07.2022 | General, Knowledge

Ток и напряжение являются наиболее фундаментальными характеристиками электрической цепи. Без знания этих величин было бы невозможно производить смартфоны, телевизоры и даже холодильники. Именно по этой причине мы хотим вернуться к основам электротехники и объяснить вам, как производить измерения тока и напряжения.

Основы – параллельное и последовательное соединение

В электротехнике различают два типа цепей: Параллельные и последовательные соединения. Вы можете увидеть эти два типа цепей здесь:

Параллельное (слева) и последовательное (справа) соединение

Конечно, вы сейчас спросите: В чем разница между параллельными и последовательными цепями и почему это важно для измерения тока и напряжения?

В последовательной схеме два компонента (в нашем случае две лампы) последовательно подключаются к источнику питания. Характеристика последовательного соединения заключается в том, что везде присутствует один и тот же ток, независимо от того, в какой точке вы измеряете. Это можно представить себе как водопроводную трубу: если вода втекает в трубу с одного конца, такое же количество воды должно выйти с другого конца. Такой же поток воды преобладает и везде в трубе.

Однако электрическое напряжение не везде одинаково в последовательной цепи. Часть напряжения теряется на первой лампе (это называется падением напряжения), а еще часть напряжения теряется на второй лампе. Чем больше компонентов вы соедините последовательно, тем меньше напряжения останется для последнего компонента.

Напротив, в параллельной цепи падение напряжения одинаково для всех компонентов. Причиной этого является расположение компонентов: они расположены рядом друг с другом, а не непосредственно друг за другом. Но это также означает, что ток во всей цепи неодинаков. Здесь снова уместна аналогия с водопроводной трубой. Если водопроводная труба делится на две меньшие трубы, через каждую трубу протекает только часть первоначального общего тока.

Но теперь мы достаточно утомили вас основами. Так как же работает измерение тока и напряжения?

Измерение тока

Для измерения тока и напряжения используются так называемые амперметры и вольтметры. Устройства, которые могут измерять ток, а также напряжение (и, как правило, другие величины), называются мультиметрами или анализаторами мощности.

Если вы хотите измерить ток, вы подключаете амперметр последовательно к компонентам. Почему в сериале? Потому что только тогда, как объяснялось выше, через амперметр и компонент протекает один и тот же ток. Если бы амперметр был подключен параллельно компоненту, измерялся бы другой ток.

При этом амперметр должен иметь очень низкое внутреннее сопротивление. Благодаря этому низкому внутреннему сопротивлению измерительное устройство почти не влияет на цепь. Если бы внутреннее сопротивление было большим, то (согласно закону Ома) в цепи протекал бы и меньший ток. В этом случае измерение повлияет на систему. Из-за этого низкого внутреннего сопротивления использовать параллельно амперметр снова очень плохая идея. В этом случае через амперметр может протекать большой ток. Этот сверхток вызовет срабатывание внутренней защиты от перегрузки по току и, как минимум, перегорит предохранитель. Затем амперметр перестанет работать, пока не будет заменен предохранитель.

Амперметр в электрической цепи

Однако не всегда возможно разомкнуть цепь для установки амперметра. В этих случаях предпочтительнее косвенное измерение тока. Это означает, что вы измеряете не сам ток, а сопутствующие эффекты течения тока. Отсюда можно рассчитать электрический ток. Примером устройства косвенного измерения тока являются токоизмерительные клещи. Он измеряет магнитное поле, создаваемое током, и, таким образом, делает вывод о протекании тока в проводнике. Вы можете найти сообщение в блоге о текущих зажимах здесь.

Измерение напряжения

Измерение напряжения работает в точности наоборот измерению тока. Измеритель напряжения (вольтметр) подключается параллельно компоненту, падение напряжения которого необходимо измерить. Параллельно потому, что в параллельной цепи в обеих ветвях преобладает одинаковое напряжение. Вы также можете подумать о том, что произойдет, если вы установите счетчик неправильно, т.е. в последовательном соединении. В этом случае на самом счетчике упадет напряжение, и результат измерения будет неправильным.

Для точного измерения напряжения вольтметр должен иметь очень высокое внутреннее сопротивление. Желательно, чтобы это сопротивление было намного выше, чем сопротивление компонента, на котором вы хотите измерить падение напряжения. Это необходимо, потому что в противном случае изменился бы ток в цепи и, следовательно, падение напряжения на компоненте. Таким образом, в этом случае вольтметр будет иметь прямое влияние на ток в цепи.

Вольтметр в электрической цепи

Косвенное измерение тока возможно и также очень распространено, но косвенное измерение напряжения невозможно. Однако возможно бесконтактное измерение напряжения с помощью электрометров и подобных измерительных приборов. Однако в области электротехники эти методы используются редко.

Измерение тока и напряжения с высочайшей точностью – DEWETRON

Нет идеальных амперметров, вольтметров или мультиметров. Каждое из этих измерительных устройств имеет погрешность измерения, которая может варьироваться в зависимости от области применения и типа устройства. Погрешность измерения зависит, например, от частоты переменного напряжения или от разрешающей способности (указывается в битах) прибора. Величина напряжения и тока также может вызывать проблемы. Многие измерительные устройства имеют ограниченный диапазон измерений и теряют точность уже на краю этого диапазона измерений.

DEWETRON является производителем высокоточных измерительных приборов со штаб-квартирой в Австрии и занимается именно такими проблемами. Мы производим ряд измерительных приборов, которые выделяются своей превосходной точностью. Например, наш анализатор мощности смешанных сигналов имеет погрешность измерения менее 0,03%. В сочетании с разрешением до 18 бит и частотой дискретизации 10 000 кГц/с этот анализатор мощности идеально подходит для точного анализа тока и напряжения.

Кроме того, наше запатентованное программное обеспечение для измерения OXYGEN, предварительно установленное на каждой системе DEWETRON, упрощает измерение. Просто подключите свой счетчик к цепи, а все остальное — на одном дыхании. Например, вы можете настроить свой собственный экран измерений — именно так, как он лучше всего соответствует вашим потребностям.

Вы можете найти все наши системы сбора данных, включая наши выдающиеся анализаторы мощности, на веб-сайте DEWETRON. Там вы также найдете ряд других материалов, таких как технические документы, вебинары или видеоуроки. Кроме того, вы можете подписаться на нас в Twitter, LinkedIn или YouTube.

Как выбрать регистратор данных для измерения напряжения | Измерение напряжения | Основы сбора данных

К приборам, используемым для измерения напряжения, относятся осциллографы, высокоскоростные регистраторы сигналов (Memory HiCorders) и регистраторы данных. Существует множество типов каждого из этих инструментов, поэтому сложно выбрать идеальный инструмент для конкретного измерения, а для сравнения и рассмотрения этих инструментов требуется много времени.
На протяжении многих лет компания KEYENCE поставляет регистраторы данных большому количеству научно-исследовательских и производственных площадок. На основе наших накопленных знаний в этом разделе объясняются ключевые моменты выбора идеальных приборов — с основным акцентом на регистраторы данных — для измерения напряжения. В этом разделе также представлены характеристики регистраторов данных KEYENCE, которые являются компактными, легкими, масштабируемыми, и совместимы с ПК.

«Измерение напряжения» — в этом руководстве опубликовано все, от базовых знаний до передовых методов!

В этом руководстве представлены доступные методы, начиная от основных методов измерения и заканчивая выбором цикла выборки и установкой триггера.

Получить PDF для более подробной информации

Ключевые моменты при выборе регистратора данных для измерения напряжения

В этом разделе описаны основные типы приборов, используемых для измерения напряжения, их характеристики и области применения.

Используется для наблюдения за формами высокоскоростных электрических сигналов, например, при проверке сигналов от электронных схем и при проверке свойств электронных компонентов. Осциллографы подходят для краткосрочного наблюдения, например, для точного измерения времени, в течение которого происходит изменение. Осциллографы предлагают различные типы запуска; в основном предназначены для скорости дискретизации, отображения формы сигнала и прямого действия; и дороги.

Цикл отбора проб	10 МГц Несколько ГГц и выше
Количество каналов	от 2 до 8
Разрешение	8 бит (полная шкала × 1/256)
Примечания	Не подходит для длительной непрерывной записи

Щелкните здесь, чтобы просмотреть примеры измерений аналогового выхода.

В основном используется для наблюдения или записи сигналов, которые изменяются на средней скорости, таких как аналоговые сигналы (например, вибрации) и сигналы управления оборудованием (логические сигналы). Эти регистраторы многофункциональны (например, у них есть изолирующие входы), и многие из них специально разработаны для измерения напряжения, вибрации, управляющих сигналов и подобных приложений. Если сбор данных является вашей основной целью, эти регистраторы могут иметь чрезмерную производительность и быть слишком дорогими по сравнению с регистраторами данных.

Цикл отбора проб	Несколько кГц Несколько МГц
Количество каналов	От нескольких до 16
Разрешение	от 12 до 14 бит
Примечания	Некоторые высокоскоростные регистраторы сигналов имеют встроенные принтеры формата A4 с возможностью многоканальной печати и жесткие диски и подходят для средне- и долгосрочного наблюдения за формой сигналов и сохранения данных. Во многих случаях единицы измерения поставляются в виде плат (печатных плат), которые необходимо вставлять. Связь с ПК сложна и требует знаний и опыта.

Во многих случаях регистраторы общего назначения используются для наблюдения за низкоскоростными изменениями, такими как температура. Эти инструменты называются просто «диктофоны». Регистраторы общего назначения редко используются для приложений с несколькими входами, таких как напряжение и логические сигналы. Они чаще используются для простого низкоскоростного наблюдения за данными.

Цикл отбора проб	100 мс или более
Количество каналов	от 1 до 64 и более
Разрешение	от 14 до 16 бит
Примечания	Не подходит для таких областей, как электрические схемы, полупроводники и ЖК-экраны, из-за низкой скорости. Кроме того, его совместимость с ПК является низкой, и многие регистраторы общего назначения не подходят для анализа полученных данных и создания отчетов.

Возможность одновременного и точного сбора различных типов данных, таких как напряжение и температура, от низкой до средней и высокой скорости с использованием нескольких каналов.
Этот регистратор обладает высокой масштабируемостью в сочетании с единицами измерения и способен собирать надежные данные, используя функцию межканальной изоляции, что является большим отличием от регистраторов общего назначения.

Регистратор данных KEYENCE серии NR

Цикл выборки	10 Гц 1 МГц
Количество каналов	от 4 до 576 или больше
Разрешение	от 14 до 16 бит
Примечания	Пользователи могут собирать смешанные данные, такие как напряжение и температура, комбинируя единицы измерения. Многие регистраторы данных имеют упрощенные дисплеи и кнопки управления на основных блоках, а также менее совместимы с ПК. Ключевым моментом при выборе является эффективность работы во время измерения и после сбора данных. Другие важные моменты включают наглядность и удобство работы на основном блоке, совместимость с ПК, простоту обработки данных, наличие анализа и других необходимых функций.

Регистраторы данных KEYENCE

, которые удовлетворяют последние потребности и решают проблемы с обычными регистраторами данных, позволяют:

• Используйте полезные функции отображения и анализа, встроенные в основной блок.
• Общайтесь с ПК по беспроводной сети или отправляйте данные на высокой скорости за счет сжатия файлов CSV.
• Обработка собранных данных вплоть до анализа с использованием специального программного обеспечения.

В настоящее время большое внимание уделяется регистраторам данных, которые обладают высокой совместимостью с ПК и позволяют резко повысить эффективность последующей работы.

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о регистраторах данных KEYENCE.

Получить PDF для более подробной информации

При использовании регистратора данных для измерения напряжения напряжение и количество каналов, которые могут быть измерены, варьируются в зависимости от типов объединяемых единиц измерения.
Одним из преимуществ регистратора данных является его способность поддерживать высокое напряжение и многоканальные измерения за счет выбора и комбинации единиц измерения, идеально подходящих для ваших целей. Для надежного измерения напряжения даже при наличии нескольких каналов важно также учитывать наличие «функции межканальной изоляции».

Если в будущем может потребоваться больше каналов, регистратор данных позволит вам легко увеличить количество каналов, просто добавив единицу измерения. Это экономично, потому что вам не нужно заменять весь инструмент.
Кроме того, по сравнению с расширением канала с помощью высокопроизводительного и высокоскоростного регистратора сигналов (Memory HiCorder), регистратор данных выгоден своей расширяемостью при более низкой цене за единицу канала при сохранении высокой скорости дискретизации и высокого разрешения.

При одновременном измерении нескольких каналов также важно учитывать наличие функции «межканальной изоляции (межканальной изоляции или изолятора)», которая может снизить влияние шума.
Поскольку большинство самописцев общего назначения не оснащены этой функцией изоляции, на них могут повлиять сдвиги измеренных значений или шум от других входов во время одновременного измерения напряжения. В качестве контрмеры против этих проблем мы рекомендуем вам выбрать регистратор данных, оснащенный функцией межканальной изоляции.

Исключительная масштабируемость и надежность даже при компактной и легкой конструкции

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о регистраторах данных KEYENCE.

Связанная страница: Влияние межканальной изоляции

Получить PDF для более подробной информации

«Точность» может быть определена и понята по-разному и может по-разному восприниматься разными людьми. В этом разделе разъясняются важные типы и способы учета точности при проверке требуемых характеристик регистратора данных в каталогах продукции.

Необходимо уточнить, является ли точность требуемых измеренных значений, то есть «точность», «минимальной отображаемой цифрой» (минимальной цифрой, которую вы хотите прочитать) или «абсолютными значениями». Спецификации, необходимые для инструмента, варьируются в зависимости от этого.

• Минимальная отображаемая цифра = «Разрешение экрана»
• Абсолютные значения, от которых не происходит дальнейшего отклонения = «Абсолютная точность»

После выяснения этого обратитесь к «точности измерения (точности)» для прибора, чтобы проверить требуемые характеристики.
В таблице ниже приведены примерные характеристики.

		Измеряемый диапазон	Разрешение экрана
Диапазон измерения	±1000 В	от −1000,00 В до +1000,00 В	50 мВ
	±500 В	от −550,00 В до +550,00 В	20 мВ
	±200 В	от −220,00 В до +220,00 В	10 мВ
	±100 В	от −110 000 В до +110 000 В	5 мВ
	±50 В	от −55 000 В до +55 000 В	2 мВ
	±20 В	от −22 000 В до +22 000 В	1 мВ
	±10 В	от −11,0000 В до +11,0000 В	0,5 мВ
	±5 В	от −5,5000 В до +5,5000 В	0,2 мВ
	±2 В	от −2,2000 В до +2,2000 В	0,1 мВ
Точность измерения		±0,1% от полной шкалы

«Ф. С.» в строке Точность измерения относится к «полной шкале». В приведенной выше таблице измеряемый диапазон для диапазона измерения ± 5 В составляет от -5,5 до 5,5 В, поэтому F.S. составляет 11 В. Как видно, точность измерения составляет ±0,1% x 11 В.

Как правило, существует компромисс между скоростью выборки (циклом) и разрешением. Даже при том же диапазоне измерений более низкое разрешение приводит к более низкой точности измерения. Поэтому важно выбирать разные инструменты для разных целей измерения. Также обратите внимание, что прибор, который удовлетворяет требованиям как по точности, так и по скорости выборки, обычно имеет более высокую цену.

Скорость дискретизации и разрешение, удовлетворяющие различным требованиям к измерениям

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о регистраторах данных KEYENCE.

Связанная страница: Размышление о разрешении и точности

Получить PDF для более подробной информации

Обычно регистраторы данных используются несколькими людьми в компании, поэтому важно, чтобы эти регистраторы данных были простыми в обращении и не слишком специализированными. Поэтому важно выбрать регистратор данных, который обеспечивает высокую эффективность работы в различных областях: настройки, эксплуатация, работа после сбора данных, связь с ПК, анализ данных и создание отчетов. Вы также должны принять во внимание эффективность защиты от ошибок, понимания состояния во время измерения и работы после измерения.

Большинство регистраторов данных имеют только простые индикаторы на основных блоках и минимальное количество кнопок управления. Поскольку предполагается, что настройки и операции выполняются на ПК, состояние измерения обычно трудно понять на основном блоке. Это иногда приводит к таким проблемам, как продолжение тестирования, когда никто не узнает, что измерение не было начато.
Вы можете предотвратить ошибки по невнимательности и повысить эффективность своей работы, выбрав регистратор данных, который позволит вам проверять статус измерения и измеренные данные на мониторе основного блока, а также позволяет легко настраивать параметры и выполнять операции без ПК.

A: Блок беспроводной локальной сети NR-XW1

Также возможно беспроводное подключение
без подключения через корпоративную сеть

Также необходимо учитывать способ подключения регистратора данных к терминалам, таким как ПК и планшеты. Необходимо учитывать, будет ли использоваться только проводное соединение с кабелями USB и Ethernet, или может потребоваться дистанционное управление с ноутбуков и планшетных терминалов через беспроводные локальные соединения.
Например, при сборе данных о двигателе автомобиля бортовым способом регистратор данных, поддерживающий беспроводное соединение, позволяет не только сэкономить время и усилия, необходимые для сложной проводки, но и значительно снизить риск возникновения проблем с проводкой.

Также важен способ сохранения полученных данных. Данные можно сохранять не только на встроенном в подключенный ПК накопителе (например, на жестком диске или твердотельном накопителе), но и на карте памяти CF большой емкости, вставленной в регистратор данных.
Одновременно сохраняя данные как на ПК, так и в регистраторе данных (зеркальное сохранение), вы также можете повысить безопасность и надежность сохранения данных.

Большинство регистраторов данных в основном предназначены буквально для «регистрации данных». Это означает, что постобработка с помощью ПК, такая как сбор и анализ данных, иногда требует времени и усилий. Однако вы можете значительно сократить рабочее время, выбрав регистратор данных, который хорошо совместим с ПК и Excel.

Регистраторы данных KEYENCE

были разработаны для максимальной совместимости с ПК с учетом эффективности работы.

• Обеспечивает простое подключение и отображение подробных данных в специальном программном обеспечении.
• Уменьшает объем данных с помощью функции сохранения в сжатом формате CSV. Значительно сокращает время отправки данных на ПК.
• Значительно повышает эффективность анализа на ПК с помощью специального программного обеспечения для анализа.
• Значительно повышает эффективность работы, включая прямую запись данных в Excel.

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о регистраторах данных KEYENCE.

Получить PDF для более подробной информации

Регистраторы данных

используются для измерения данных в различных местах, и в некоторых случаях регистраторы данных предъявляют особые требования к размеру и портативности. Другим важным моментом при выборе является возможность работы регистраторов данных от батареи в среде, где они не могут быть подключены к источник питания 100 В переменного тока.

• Используется ли регистратор данных только в определенном месте установки
• Можно ли перемещать регистратор данных в другое место
• Можно ли использовать регистратор данных в среде, где нет источника питания 100 В переменного тока
• Может ли регистратор данных работать от батареи

Если возникает необходимость переместить регистратор данных для использования в другом месте, возникает проблема переносимости больших или тяжелых регистраторов данных. Кроме того, важным становится вопрос о том, может ли питание подаваться не только от источника переменного тока, но и от батареи.

Широкий модельный ряд, который можно использовать в различных условиях

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о регистраторах данных KEYENCE.

Получить PDF для более подробной информации

Требуемая конфигурация прибора различается, если предполагается одновременное измерение нескольких элементов данных, отличных от напряжения, таких как температура, ток, искажение и ускорение.
В этом разделе описываются проблемы, возникающие в зависимости от выбора устанавливаемого прибора, решения этих проблем и преимущества использования регистратора данных с несколькими входами.

Проблемы с традиционным методом
Установка и использование нескольких приборов
Один из методов измерения данных, отличных от напряжения, заключается в использовании внешнего оборудования для преобразования этих данных в напряжение и использовании специальных регистраторов данных для каждой из других частей данных. этот метод очень дорог, потому что необходимо установить несколько инструментов. Это также вызывает такие проблемы, как сложные системы и проводка, разнообразные причины дефектов, а также много усилий и человеко-часов, необходимых для управления и обработки множества фрагментов данных после измерения.

Решение с использованием регистратора данных
Пакетный сбор нескольких типов данных с помощью одного устройства
Рекомендуется выбрать регистратор данных с несколькими входами, если он может одновременно измерять данные, отличные от напряжения.
Один регистратор данных, который может собирать несколько типов данных, как правило, дороже, чем инструменты, записывающие только один тип данных. Однако, если принять во внимание покупку нескольких преобразователей и специализированных регистраторов, установка обойдется почти в одинаковую стоимость.
Хотя стоимость установки практически одинакова, регистратор данных с несколькими входами имеет следующие преимущества.

• Сокращение человеко-часов после измерения благодаря пакетному сбору и анализу нескольких типов данных.
• Уменьшает количество линий электропроводки, которые могут вызвать проблемы, за счет концентрированного оборудования.
• Предлагает в основном унифицированный метод использования, а также простую настройку и устранение неполадок.
• Простота получения поддержки, поскольку один и тот же производитель предоставляет различные устройства ввода.

Плавное измерение смешанных данных с помощью одного устройства

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о регистраторах данных KEYENCE.

Получить PDF для более подробной информации

До сих пор в этом разделе объяснялось, как выбрать регистратор данных для измерения напряжения. Важные моменты выбора можно резюмировать следующим образом.

(1) Масштабируемость, стоимость и функциональность количества каналов
Учитывайте масштабируемость при расширении каналов. Также важно использовать изоляцию, чтобы принять меры против потенциальных проблем.

(2) Точность и скорость выборки
Уточните определения точности и разрешения, чтобы проверить требуемые характеристики.

(3) Удобство использования, совместимость с ПК и эффективность постобработки
Простота настройки, эксплуатации и чтения. Простое подключение к ПК, функции передачи/анализа данных и совместимость с Excel напрямую влияют на количество человеко-часов постобработки.

(4) Портативность и условия электропитания
Всегда ли доступен источник питания переменного тока и может ли потребоваться работа от батареи.

(5) Одновременное измерение нескольких типов данных
Является ли конфигурация системы простой и надежной при одновременном измерении данных, отличных от напряжения.

Система сбора данных с несколькими входами KEYENCE серии NR отличается компактным дизайном, превосходной портативностью, но при этом обеспечивает высокую масштабируемость и надежность.