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怎样测量直流电流测量直流电流需要注意哪些事项振动机

发布时间:2020-02-27 18:12:26

一、了解直流电流表及量程

(1)直流电流表及量程的扩展

用来测量直流电流的仪表叫做直流电流表。按所测量的电流范围的不同,可分为千安表、安培表、微安表。常见的是安培表和毫安表,在表面上分别注有A和 mA的字样。直流电流表有固定式与便携式两种,固定式的电流表又有方形和圆形的。

直流电流表由表头和分流器组成的,它们被装在坚固的表壳内。电表有两个接线柱,在接线柱的旁边有+及-的符号。

表头是根据磁电式仪表的测量原理而制成的。这类表头允许通过的电流较小,一般设计为50uA到5mA的量程,测量几毫安以下的直流电流时,可直接利用表头进行测量。测量较大电流的直流电流表都在表头的两端并联附加电阻,这个并联电阻叫做分流器,一般分流电阻装在电表的内部。图5-1为具有分流器的直流电流表电路。

(2)量程的扩展

采用分流器可以扩大电流表的测量范围。这是因为通过表头的电流Ia只是总电流I的一部分,而绝大部分电流 Im通过电阻Rm ,即被测电流I的大部分被电阻Rm所分流,并联电阻 Rm即由此而得名为分流器。显然,并联电阻Rm越小,则分流作用越强,电表的量程越大。对于同一个电流表来说,更换不同的分流电阻,就可以制成不同量程的电流表。通常是转换开关改变分流电阻的大小而选择不同的量程。

多量程的电流表分流电阻的连接方式有两种:

①独立分流表:见图5-2a。不同全程采用不同的分流电阻。这种电路的优点是电路简单,各挡间互不影响;缺点是开关的接触电阻与分流电阻串联,接触电阻影响测量精度。

②闭路抽头分流法见图5-2b。无开关接触电阻,测量精度高,但各挡间有影响,一个电阻损坏,各挡均不能使用。

(3)直流电流的测量:测量直流电流时,必须将直流电流表串接在电路中。连接时要注意以下几点:

①极性应正确,电流表的+端接电路高电位的一端,-端接低电位的一端,电流从电流表的+极流到-极。

②量程要适当,不要将员程选得过小,以防因电流过大而将电流表损坏;不要将量程选得过大,避免因指针偏转角度过小,读数不准,以指针居中为宜。可选得量程大些,再调节转换开关,使指针的偏转角度增大。

③测量高压电路时,将电表接到接近零电位的一端。

二、直流电流的测量方法

1、用模拟式万用表测量直流电流

(1)模拟式万用表的直流电流档一般由微安表头(40μA~100μA)并联分流电阻而构成,量程的扩大通过并联不同的分流电阻实现,这种电流表的内阻随量程的改变而不同,量程越大,内阻越小。

(2)用模拟式万用表测量直流电流时,是将万用表串联在被测电路中,因此表的内阻可能影响电路的工作状态,使测量结果出错,也可能由于量程不当而烧坏万用表,所以,使用时若不知被测电流的大小,则应选择直流电流档的最大档,并注意万用表的极性,在接入被测电路后,再根据被测电流的大小调整电流档,使被测电流的示数尽量大于满量程的2/3,以减小测量误差。

2、用数字式万用表测量直流电流

(1)被测电流Ix经放大器放大后输出电压U0(U0=(1+R2/R3)RNXIX)就可以作为数字式电压表的输入电压来进行测量。并用转换开关S1~S4切换不同的采样电阻,即可得到不同的电流量程,量程越小,取样电阻越大,而输入到数字式电压表的电压不变。

(2)在使用时应注意的是,当数字式万用表串联在被测电路中时,取样电阻的阻值会对被测电路的工作产生一定的影响,使测量产生误差。

3、用并联法测量直流电流

(1)流表与被测电路串联是电流表测量电流的使用常识,但是作为一个特例,当被测电流是一个恒流源,而电流表的内阻又远小于被测电路中某一串联电阻时,电流表可以并联在这个电阻上测量电流。

(2)这种不规范的测量时,一定要概念清楚,分析要正确,否则会造成三极管或电流表的损坏。

4、用间接测量法测量直流电流

(1)有时在测量电子电路的某一支路电流时,要求断开回路后,才能将电流表串联接入,往往比较麻烦,容易造成损坏,不宜采用直接测量法。这时可以利用被测支路内的电阻R,通过测量电阻两端的直流电压U,然后根据欧姆定律求出被测电流I=U/R。这个电阻R一般称为电流取样电阻。由于R上的标称值与实际阻值之间有误差,因此,这种测量误差较大,一般多用于检修或调式电路时估测。

(2)当然,当被测支路无现成的电阻可利用时,也可以人为地串入一个取样电阻来进行间接测量,取样电阻的取值原则是对被测电路的影响越小越好,一般在1~10Ω之间,很少超过100Ω。

三、万用表测量直流电流说明

使用万用表测量直流电流,将转换开关拨至“mA”挡适当位置上。在测量之前要将被测电路断开,然后把万用表串联到被测电路中。绝对不能将两表笔直接跨接在电源上,否则,万用表会因通过短路电流而立刻烧毁。同时应注意正负极性,若表笔接反了,表针会反转,容易使表针碰弯。测量低电阻电路中的电流时,仪表量程的内阻与电路串联连接,会使电阻部分的电流减少。电路的电阻越小,其影响越大。因此,应尽量选择较大的电流量程,以降低万用表内阻,减小对被测电路工作状态的影响。

万用表的使用

(1)熟悉表盘上各符号的意义及各个旋钮和选择开关的主要作用。

(2)进行机械调零。

(3)根据被测量的种类及大小,选择转换开关的挡位及量程,找出对应的刻度线。

(4)选择表笔插孔的位置。

(5)测量电压:测量电压(或电流)时要选择好量程,如果用小量程去测量大电压,则会有烧表的危险;如果用大量程去测量小电压,那么指针偏转太小,无法读数。量程的选择应尽量使指针偏转到满刻度的2/3左右。如果事先不清楚被测电压的大小时,应先选择最高量程挡,然后逐渐减小到合适的量程。

a交流电压的测量:将万用表的一个转换开关置于交、直流电压挡,另一个转换开关置于交流电压的合适量程上,万用表两表笔和被测电路或负载并联即可。

b直流电压的测量:将万用表的一个转换开关置于交、直流电压挡,另一个转换开关置于直流电压的合适量程上,且“+”表笔(红表笔)接到高电位处,“-”表笔(黑表笔)接到低电位处,即让电流从“+”表笔流入,从“-”表笔流出。若表笔接反,表头指针会反方向偏转,容易撞弯指针。

(6)测电流:测量直流电流时,将万用表的一个转换开关置于直流电流挡,另一个转换开关置于50uA到500mA的合适量程上,电流的量程选择和读数方法与电压一样。测量时必须先断开电路,然后按照电流从“+”到“-”的方向,将万用表串联到被测电路中,即电流从红表笔流入,从黑表笔流出。如果误将万用表与负载并联,则因表头的内阻很小,会造成短路烧毁仪表。其读数方法如下:实际值=指示值×量程/满偏

(7)测电阻:用万用表测量电阻时,应按下列方法操作:

a机械调零。在使用之前,应该先调节指针定位螺丝使电流示数为零,避免不必要的误差。

b选择合适的倍率挡。万用表欧姆挡的刻度线是不均匀的,所以倍率挡的选择应使指针停留在刻度线较稀的部分为宜,且指针越接近刻度尺的中间,读数越准确。一般情况下,应使指针指在刻度尺的1/3~2/3间。

c欧姆调零。测量电阻之前,应将2个表笔短接,同时调节“欧姆(电气)调零旋钮”,使指针刚好指在欧姆刻度线右边的零位。如果指针不能调到零位,说明电池电压不足或仪表内部有问题。并且每换一次倍率挡,都要再次进行欧姆调零,以保证测量准确。

d读数:表头的读数乘以倍率,就是所测电阻的电阻值。

万用表的注意

a在测电流、电压时,不能带电换量程

b选择量程时,要先选大的,后选小的,尽量使被测值接近于量程

c测电阻时,不能带电测量。因为测量电阻时,万用表由内部电池供电,如果带电测量则相当于接入一个额外的电源,可能损坏表头。

d用毕,应使转换开关在交流电压最大挡位或空挡上。

e注意在欧姆表改换量程时,需要进行欧姆调零,无需机械调零。

四、使用直流稳压电源时的注意事项

1、直流稳压电源的基本功能

直流稳压电源一般具有多路输出:比如提供一路固定输出为5V、2A;提供二路(A路、B路)可调输出为0~24V、0~1A。可调输出一般都具有稳压、稳流两种工作方式,这两种工作方式随负载变化而进行自动转换,并由仪器前面板上的发光二极管显示出CV、CC方式,一般绿灯表示CV(稳压)、红灯表示CC(稳流)。有些稳压电源还同时提供A路和B路串联工作和主从跟踪工作方式。若A路是主路,B路是从路,在跟踪工作方式时,从路的输出电压随主路而变化,这对于需要对称双极性电源的场合较为适用。若A、B二路串联工作时可输出0~48V、0~1A直流电源;在串联跟踪工作方式时,可输出0~±24V、0~1A直流电源。

2、使用注意事项

1)、根据所需要的电压,先调整“粗调”旋纽,再逐渐调整“细调”旋纽,要做到正确配合。例如需要输出12V电压时,需将“粗调”旋纽置在15V档,再调整“细调”旋纽调置12V,而“粗调”旋纽不应置在10V档。否则,最大输出电压达不到12V。

2)、调整到所需要的电压后,再接入负载。

3)、在使用过程中,如果需要变换“粗调”档时,应先断开负载,待输出电压调到所需要的值后,再接入负载。

4)、在使用过程中,因负载短路或过载引起保护时,应首先断开负载,然后按动“复原”按钮,也可重新开启电源,电压即可恢复正常工作,待排除故障后再接入负载。

5)、将额定电流不等的各路电源串联使用时,输出电流为其中额定值最小一路的额定值。

6)、每路电源有一个表头,在A/V不同状态时,分别指示本路的输出电流或者输出电压。通常放在电压指示状态。

7)、每路都有红、黑两个输出端子,红端子表示“+”,黑端子表示“-”,面板中间带有接“大地”符号的黑端子,表示该端子接机壳,与每一路输出没有电气联系,仅作为安全线使用。经常有人想当然的认为“大地”符号表示接地,“+”“-”表示正负两路电源输出去给双电源运放供电。

8)、两路电压可以串联使用。绝对不允许并联使用。电源是一种供给量仪器,因此不允许将输出端长期短路。

2、为什么在使用直流稳压电源时,电流调不上去或者电压调不上去?

现象1:输出有电压而无电流、或者有电流而无电压

无论是上述那一种情况,电源都巳正常工作,操作者应检查自己的负载是否接触良好,负载是否被短路或开路、负载是否符合规范等等。从极端情况来讲,如果电源有电压输出(恒压状态),而负载线又断了,自然输出电流就等于零了。同样如果电源有电流输出(恒流状态),而负载又短路了,自然输出电压就等于零了。

现象2:在调解电压时,发现空载电压调不上去。

有些操作者喜欢把“电流调节”电位器左旋到头,至使电源空载电压也调不起来。这说明他对“电流调节”缺乏实质性的理解。因为电源即使处于空载也要消耗一点点电流,而你把“电流调节”关到零,连一点点小电流都不放出来,当然空载电压也升不起来了。所以“电流调节”一般不要调到零(向右调到四分之一圈左右就不会发生以上情况了)。

一般操作方法:作稳压源输出电压时,应将电流调节旋钮顺时针旋到底,并保持。调节电压调节旋钮控制输出的直流电压值。作稳流源输出电流时,应将电压调节旋钮顺时针旋到底,并保持。调节电流调节旋钮控制输出的直流电流值。

现象3:电源有电压输出也有电流输出,但是再调电压,电压就调不上去了。或者电源有电压输出也有电流输出,再想把电流调大点,电流就调不大了。

这是由于操作者对“恒压”、“恒流”的概念不甚清楚的原因。如果“恒压”灯亮,说明电源工作在恒压状态(可以认为电压占主动地位),这时的输出电流大小,是由负载决定的,而不是由操作者调出来的(可以说电流是占被动地位),如果这时去右旋“电流调节”旋钮,电流是不会增大的。但这时去右旋“电压调节”旋钮,输出电压是会升高,输出电流也会随之升高的。(电压是主,电流是从)。

同理,如果“恒流”灯亮,说明电源工作在恒流状态,这时的输出电压也不是“调”出来的,而是由负载决定的。只有去调节“电流调节”旋钮,输出电流才会改变,输出电压也随之变化。(这里电流是主,电压是从)

总之,要弄清主从关系。电源处于“恒流”状态时去调电流,处于“恒压”状态时去调电压,才能改变负载上的电压和电流。

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