пределов измерения (100 мА и выше) сопротивление шунта должно быть единицы и доли ома.

Шунт изготовляют намоткой проволоки из манганина или другого высокоомного сплава на каркас из любого изоляционного материала. При малых сопротивлениях используют толстый провод и бескаркасную намотку. Небольшие шунты размещают внутри футляра прибора. Наружные взаимозаменяемые шунты используют при измерении токов порядка десятков, сотен и тысяч ампер. Они представляют собой отрезок манганиновой ленты, концы которой впаяны в два медных или латунных наконечника с наружными массивными токовыми зажимами для включения в цепь измеряемого тока и внутренними потенциальными зажимами для подключения двумя калиброванными проводниками измерительного прибора.

Многопредельные амперметры имеют несколько шунтов и служат для измерения различных токов. При измерениях нельзя допускать разрыва шунтовой цепи, при котором измеряемый ток, пройдя через прибор, вызовет чрезмерную перегрузку и может его повредить. Наружные шунты переставляют при выключенном питании, а внутренние переключают безобрывным переключателем. Однако нарушение контактов переключателя может вызвать повреждение измерительного прибора.

Наиболее надежной является схема многопредельного амперметра с постоянно подключенным универсальным шунтом, например примененная в комбинированном приборе Ц4315 (рис. 12). При переключении пределов измерений шунтовая цепь не разрывается. На любом пределе часть резисторов включена последовательно измерительному механизму, а остальные-параллельно и служат шунтовыми.

Так, для показанного на рис. 12 положения переключателя на пределе 0,5 мА предельный ток /„ред = 0,5 мА = 500 мкА

R1 R2 R3 М R5 R6 Ю R8 R9

RIO R30 RZd

50МК.А 75 мВ

Рис. 12. Схема многопредельного амперметра с универсальным шунтом

разветвляется на две части. Через измерительный механизм и соединенные с ним последовательно резисторы R9, R10, R30 и R28 проходит ток 1„ - 42,5 мкА, вызывающий полное отклонение стрелочного указателя, а через шунт, в качестве которого служат резисторы R1 + R2 + ... + R8-ток /„ред - /и = 500 -- 42,5 = 457,5 мкА. При другом пределе измерений шунтовые и последовательные резисторы переключаются и ток развет-}ляется так, что в цепи измерительного механизма проходит ГОК полного отклонения /„ = 42,5 мкА.

При измерениях малых токов и напряжений используют гнездо «50 мкА, 75 мВ». Шунтом ДЛя предела 50 мкА служат резисторы R1, R2, R10, R30, R28, суммарное сопротивление которых рассчитывают по приведенной ранее формуле, а каждого из них-учитывая отношение значений используемого предела измерений и предыдущего, как это будет показано ниже.

Пример 4. Рассчитаем сопротивления резисторов универсального шунта многопредельного амперметра, показанного на рис. 12, сопротивление измерительного механизма которого R„ = 706 Ом.

Для предела 50 мкА сопротивление шунта Кц, = R1 + R2 -I-... -1-+ RW + R30 + R28 = 42,5 • 706/(50 - 42,5) = 4000 Ом. Падение напряжения /„R„ = /щКщ = 42,5 706 = 7,5 -4000 = 30 ООО мкВ = 30 мВ. Для получения предела измерений 75 мВ, равного номинальному падению напряжения на наружных калиброванных шунтах, включают резистор R25 = (75 - 30)/0,05 = 900 Ом.

Для предела 100 мкА отношение пределов = 100/50 = 2. Сопротивление резисторов R1 +R2 + ... -f R10 = R/rii = 4000/2 = 2000 Ом. Сопротивление резисторов R30 + R28 = 4000 - 2000 = 2000 Ом.

Для предела 0,5 мА отношение пределов = 500/100 = 5. Сопротивление резисторов R1 + R2+ ... +R8 = R/(ni-п) = 4000/(2-5) = = 400 Ом. Сопротивление резисторов R9-Ь R/0 = 2000 - 400 = = 1600 Ом.

Для предела 1 мА отношение пределов п, = 1/0,5 = 2. Сопротивление резисторов R1+R2 + ...+ R7 = RJ{ninn) = 400О/{2-5-2) = = 200 Ом. Сопротивление резистора RS = 400 - 200 = 200 Ом.

Для предела 5 мА отношение пределов п = 5/1 = 5. Сопротивление резисторов R1-bR2-b...-f R6 = R„,/(п1П2»1з»14) = 4000/(2-5-2-5) = = 40 Ом. Сопротивление резистора R, = 200 - 40 = 160 Ом. Сопроги-вления остальных резисторов рассчитывают аналогично.

§ 11. Измерение постоянного тока электронным микроамперметром

Для измерения очень малых токов используют электронный микроамперметр, состоящий из магнитоэлектрического прибора и усилителя постоянного тока (УПТ) на биполярных транзисторах, который повышает чувствительность, т.е. позволяет уменьшить входной ток полного отклонения 1 = IJK, где

к-коэффициент усиления по току (рис. 13). Так, для измерительного механизма, имеющего параметры 1ц = 50 мкА и Ли = = 2000 Ом, при К = 10 предел измерения /вх = h/K = 50/10 = = 5 мкА, а при К = 25 он равен Ig = 50/25 = 2 мкА. Таким образом, без усилителя прибором измеряют токи от 10 до 50 мкА, а с усилителем при X = 10-от 1 до 5 мкА и при К = = 25-от 0,4 до 2 мкА.

В качестве УПТ наиболее щирокое применение получили балансные (мостовые) схемы, одна из которых была показана на рис. 13. При включении питающего напряжения 9 В в параллельных коллекторных цепях проходят токи, зависящие от сопротивления резисторов смещения R1 и R7.

Так как схема симметрична, коллекторные токи и напряжения транзисторов равны и стрелочный указатель устанавливается на нулевую отметку. При некоторой асимметрии для установки стрелочного указателя на нулевую отметку служит потенциометр R4. Резисторы R2 и R5 являются коллекторными нагрузками. Измеряемый ток создает на базах обоих транзисторов разноименные потенциалы, коллекторный ток и напряжение на коллекторе одного транзистора увеличиваются, а на коллЬкторе другого уменьшаются и образующаяся разность потенциалов вызывает отклонение указателя. Высокая стабильность балансной схемы я незначительная нестабильность нулевого положения указателя объясняются примерно одинаковым влиянием на оба транзистора изменения напряжения питания, температуры и других дестабилизирующих факторов. Резисторы R3 и R6 создают отрицательную обратную связь, которая также стабилизирует работу схемы. Для устойчивой работы схемы и повышения коэффициента усиления УПТ следует предварительно отобрать парные транзисторы с большими коэффициентами передачи тока (порядка 100-120) и малыми обратными коллекторными токами (менее 1 мкА).

Оценку электронного микроамперметра производят по входному току /вх, вызывающему полное отклонение стрелочного указателя измерительного прибора и входному сопротивлению Rbx- Если к входным зажимам подвести напряжение Ubx = вх вх, входной ток /вх вызовет полное отклонение указателя. Следовательно, прибор можно использовать также для измерения напряжений.

Параметры электронного микроамперметра 11%, Rx и вх = tBx/bx определяют опытным путем, для чего собирают схему, показанную на рис. 14. Плавно изменяя потенциометром Ri постоянное напряжение U, подают его на делитель на-