Výpočet bočníkového odporu ampérmetru. Super online kalkulačka: AutoMotoGarage

Vybavení / Elektrické nářadí, elektrikáři a online kalkulačky / Výpočet bočníkového odporu ampérmetru. Super online kalkulačka.

Pro řízení velikosti proudu se používá zařízení zvané ampérmetr. Z praxe mohu říci, že přístroj s požadovaným rozsahem měření není vždy po ruce. Rozsah je obvykle malý nebo velký. Zde se podíváme na to, jak změnit pracovní rozsah ampérmetru. Ampérmetry pro vysoké proudy od 20 ampér a výše obsahují externí bočníkový rezistor. Je zapojen paralelně s ampérmetrem. Na obrázku 1 je schéma zapojení ampérmetru s bočníkem.

Jako příklad bude v experimentech použit ampérmetr M367 se stupnicí do 150 ampér, při tomto proudu je použit ampérmetr s externím bočníkovým odporem.

Pokud odstraníte bočníkový odpor, stane se z ampérmetru miliampérmetr s maximálním vychylovacím proudem jehly 30 mA (níže bude vysvětleno, odkud se tato hodnota vzala). S použitím různých odporů bočníku tedy můžete vyrobit ampérmetr s téměř jakýmkoliv rozsahem měření.

Podívejme se blíže na stávající měřicí zařízení. Z jeho označení se můžete dozvědět následující. Označení v pravém horním rohu (číslo 1 na obrázku). Měřicí hlava model M367. Vyrobeno v závodě na měřicí přístroje Krasnodar (to lze určit podle diamantu s písmeny náhradní díly). Rok výroby 1973. Výrobní číslo 165266.

Označení v levém dolním rohu (číslo 2 na obrázku). Zleva doprava. Přístroj je určen k měření stejnosměrného proudu. Magnetoelektrické zařízení s pohyblivým rámem. Napětí mezi pouzdrem a magnetoelektrickým systémem by nemělo překročit 2 kV. Pracovní poloha stupnice přístroje je vertikální. Třída přesnosti zařízení je 1,5 procenta. GOST 8711-60. Měřicí hlavice je určena k měření proudu do 150 ampér pomocí externího bočníkového odporu navrženého pro úbytek napětí na ní o nominální hodnotě 75 milivoltů.

To je tedy maximum, co jsme se mohli naučit ze značení ampérmetrů. Nyní přejdeme k výpočtům. Odpor bočníku je určen vzorcem:

kde:
Rsh je odpor bočníku;
Rin – vnitřní odpor ampérmetru;
Iarrib je maximální měřitelný proud ampérmetrem bez bočníku;
Irab – maximální měřitelný proud bočníkem (požadovaná hodnota)

Pokud jsou k dispozici všechna data pro výpočet, můžete zahájit samotný výpočet. Pro usnadnění můžete použít níže uvedenou online kalkulačku:

V našem případě vzorec ukazuje, že není dostatek dat. S bočníkem známe pouze maximální měřitelný proud. Tedy to, co chceme vidět v případě maximální výchylky ručičky ampérmetru.

Z označení zařízení se nám podařilo zjistit úbytek napětí na bočníku. A to už je něco. Z tohoto parametru je zřejmé, že když se na zařízení přivede napětí 0,075 voltu (75 mV), ručička se vychýlí do krajní hodnoty na 150 ampérové ​​stupnici. Ukazuje se tedy, že maximálního vychýlení jehly přístroje dosáhneme přivedením napětí 75 mV. Zdá se, že stále není dostatek dat pro výpočty. Je nutné zjistit odpor zařízení a proud, při kterém se ručička vychýlí na maximální hodnotu bez bočníkového rezistoru. Dále nabízím několik způsobů, jak určit potřebné parametry a problém vyřešit.

Metoda jedna. Pomocí napájecího zdroje zjistíme maximální odchylku šipky v proudu a napětí bez bočníku. V našem případě je napětí již známé. Nebudeme to měřit. Měříme proud a výchylku jehly. Protože nebyl po ruce zdroj, musel jsem použít velmi vybitou AA baterii. Proud, který mohla baterie ještě dodat, byl 12 mA (podle údajů multimetru). Při tomto proudu se ručička přístroje vychýlila na hodnotu na číselníku 60A. Dále určíme cenu dělení a vypočítáme celkovou (maximální) odchylku šipky. Vzhledem k tomu, že stupnice číselníku ampérmetru je vyznačena rovnoměrně, není těžké zjistit (vypočítat) proud maximální výchylky ručičky.

Divizní cena zařízení se vypočítá podle vzorce:

kde:
x1 – menší hodnota,
x2 – větší hodnota,
n – počet mezer (segmentů) mezi hodnotami

Pro usnadnění můžete použít níže uvedenou online kalkulačku:

Výpočet ukázal, že cena dělení zařízení na standardní stupnici je 5 ampér. Při proudu 12 mA se jehla vychýlila na hodnotu 60 A. Cena jedné divize bez bočníku je tedy 1 mA. Celkem je 30 dílků, resp. maximální odchylka šipky na hodnotu 150A bez bočníku je 30 mA.

Dále pomocí Ohmova zákona zjistíme odpor zařízení. 0,075/0,03 = 2,5 Ohm

Výpočet:
Rsh=Rarrib*Iarrib/(Irab-Iarrib)=2,5*0,03/(10-0,03)=0,00752 Ohm pro maximální měřítko 10A
Rsh=Rarrib*Iarrib/(Irab-Iarrib)=2,5*0,03/(5-0,03)=0,01509 Ohm pro maximální měřítko 5A
Rsh=Rarrib*Iarrib/(Irab-Iarrib)=2,5*0,03/(3-0,03)=0,02525 Ohm pro maximální měřítko 3A

Pro zjednodušení můžete použít online kalkulačku odporu bočníku výše.

Druhá možnost. Přesným multimetrem změříme odpor ampérmetru a poté pomocí Ohmova zákona (při znalosti napětí maximální výchylky jehly) zjistíme proud maximální výchylky jehly. Měření byla provedena pomocí přesných multimetrů Mastech MS8218 a Uni-t UT71E. Při měření odporu ampérmetru byla u přístroje UT2,50E hodnota 2,52-71 Ohm a u přístroje MS2,52 2,53-8218.

Vzorec pro výpočet vychylovacího proudu jehly na maximální hodnotu:

Pro zjednodušení výpočtu maximální proudové výchylky jehly ampérmetru můžete použít níže uvedený kalkulátor:

Dále, stejně jako v první možnosti, vypočítáme odpor bočníkového rezistoru (kalkulátor výše). Pro výpočet byl vzat průměrný odečet naměřeného odporu ampérmetru se dvěma multimetry Racc = 2,52 Ohm

Výpočet:
Rsh=Rarrib*Iarrib/(Irab-Iarrib)=2,52*0,02976/(10-0,02976)=0,00752 Ohm pro maximální měřítko 10A
Rsh=Rarrib*Iarrib/(Irab-Iarrib)=2,52*0,02976/(5-0,02976)=0,01508 Ohm pro maximální měřítko 5A
Rsh=Rarrib*Iarrib/(Irab-Iarrib)=2,52*0,02976/(3-0,02976)=0,02524 Ohm pro maximální měřítko 3A

Porovnáme-li výpočty obou metod mezi sebou, dostaneme shodu údajů až na čtvrté desetinné místo, v některých případech dokonce až na pět desetinných míst.

O složitosti výroby bočníkového rezistoru vám povím v dalším článku: Jak vyrobit bočník (odpor) pro ampérmetr. Nejjednodušší způsob výběru.