Содержание:
Чтобы измерить силу тока без влияния на цепь, применяют параллельный элемент с малым номиналом. Его главная характеристика – способность пропускать основную часть нагрузки, оставляя для измерительного прибора лишь малую долю. Например, при работе с 10 А и падении напряжения 50 мВ нужный показатель будет равен 0,005 Ом.
Точность зависит от материала и геометрии проводника. Медные пластины с низкоомным покрытием снижают погрешность до 0,1%. Для мощных систем используют марганцовистые сплавы, сохраняющие стабильность при нагреве. Толщина дорожки должна исключать перегрев: при 5 А и 0,01 Ом выделяемая мощность составит 0,25 Вт.
Параметры подбирают под конкретный измерительный прибор. Если вольтметр рассчитан на 100 мВ, а максимальный ток цепи 20 А, номинал параллельного пути вычисляют как 0,1 В / 20 А = 0,005 Ом. Погрешность снижают калибровкой: сравнивают показания с эталонным амперметром и корректируют сопротивление подстроечными элементами.
Определение параметров токового измерителя
Чтобы подобрать подходящий элемент для замера силы тока, используйте соотношение: R = U / I, где U – падение напряжения, I – максимальный ток в цепи. Например, для цепи на 10 А с допустимым падением 50 мВ потребуется: 0,05 В / 10 А = 0,005 Ом.
Выбор допустимого падения напряжения
Оптимальное значение – 50–100 мВ. При больших токах (свыше 50 А) допустимо 200 мВ. Для точных замеров в слаботочных цепях (до 1 А) ограничьтесь 20–30 мВ.
Пример подбора для амперметра
Если прибор рассчитан на 5 А и имеет шкалу 100 мВ, нужен компонент с номиналом: 0,1 В / 5 А = 0,02 Ом. Мощность рассеивания вычисляется как P = I² × R. Для этого случая: 5² × 0,02 = 0,5 Вт – выбирайте модель с запасом (1–2 Вт).
Факторы, определяющие точность измерения тока
Температурный коэффициент. Металлы меняют проводимость при нагреве. Для манганиновых элементов отклонение не превышает 0.00002 1/°C, у медных – 0.004 1/°C. Используйте сплавы с минимальной зависимостью от температуры.
Геометрия проводника. Длина и поперечное сечение определяют номинальное значение. Погрешность возрастает на 0.1% при отклонении размеров на 0.05 мм. Контролируйте допуски при производстве.
Мощность рассеивания. При превышении 2 Вт на 1 см² возникает локальный перегрев. Для токов свыше 50 А применяйте элементы с принудительным охлаждением.
Контактные соединения. Оксидные пленки на клеммах добавляют до 0.3% погрешности. Зачищайте поверхности перед монтажом и используйте переходные пластины из бериллиевой бронзы.
Магнитные поля. Внешние воздействия искажают результаты на 0.05-0.2%. Экранируйте чувствительные участки пермаллоевыми пластинами.
