Разширяване на обхвата на измерване на напрежението
За да използвате измервателния уред за измерване на напрежения, които надвишават горната стойност на обхвата на измерване на напрежението, към него трябва да бъде свързан последователно подходящ допълнителен резистор (фиг. 1). В резултат на това получаваме измервателен уред (волтметър) с повишено вътрешно (входно) съпротивление.
Фиг. 1. Схема за разширяване на обхвата на измерване на напрежението.
Допълнителен резистор е калибрирано, термостабилно устройство (продукт) с две клеми (клеми), което има технически и метрологични характеристики:
- граница на допустимата грешка и др.
Допълнителни резистори могат да бъдат инсталирани вътре в измервателния уред или извън него.
Вътрешните допълнителни резистори често се наричат допълнителни съпротивления, тъй като те са елементи на електрическата верига на измервателния уред. Тези допълнителни резистори (съпротивления) могат да се използват само с измервателния уред (метър), с който са били калибрирани (проверени).
Външните допълнителни резистори, които са самостоятелни измервателни уреди, оборудвани с две клеми, със съответните технически и метрологични характеристики, могат да се използват с всеки от измервателните уреди, за които са предназначени.
Грешката на измерване има редица компоненти. Най-голям принос за тази грешка на измерване има грешката на измервателните уреди.
Грешката на измервателните уреди, изразена под формата на относителна грешка, зависи от стойността на измереното количество.
Тази грешка на измервателните уреди приема най-малка стойност, когато стойността на измерваното количество е равна на стойността на горната граница на диапазона на измерване.
Следователно, когатоПри избора на характеристиките на разширения диапазон на измерване на напрежението е необходимо приблизително да се знае максималната възможна стойност на измереното напрежениеUM.
Стойностите на горните граници на диапазоните на измерванеUPREDсе избират от редица нормализирани (стандартни) числа.
Нека обозначим горната граница на началния диапазон на измерване на измервателния уредULIM1,и горната граница на разширения диапазон на измерванеULIM2.
Измереното напрежениеUMтрябва да бъде близо до стойността на горната граница на разширения обхват на измерване на напрежението, но не трябва да го надвишава, т.е.UM£UPeV2.
Нека разгледаме случая, когато измереното напрежение е равно на стойността на горната граница на разширения диапазон на измерване на напрежението, т.е.UM=UPAL2.
Чрез последователна верига, състояща се от измервателен уредI с вътрешно съпротивлениеRВНи допълнителен резистор със съпротивлениеRDOB,, максимално допустимият ток за този измервателен уредI, равен на
(1)
което кара стрелката на измервателния уред да се отклони до крайната маркировка на скалата на измервателния уред. Този токIсъздава спад на напрежението:
Според втория закон на Кирхоф
,
(2)
Тъй като същият токIпротича през измервателния уред и допълнителния резистор, съгласно закона на Ом и като се вземат предвид (1) и (2), получаваме
(3)
В точката, съответстваща на стойността на горната граница на обхвата на измерване на напрежението, границата на относителната грешка на използвания измервателен уред еdMEM= 1,5%, което съответства на класа на точност 1,5, посочен в неговата скала (виж GOST 8.401-80).
Граница на допустимата грешка на измервателен уред с разширен диапазон на измерване на напрежение d *MEAS(впроцент) се определя по формулата:
,
къдетоdOBе границата на относителната допустима грешка на допълнителния резистор (в проценти).