Краткие теоретические сведения. Приборы программы Multisim не требуют настройки, так как автоматически изменяют диапазоны измерения

Приборы программы Multisim не требуют настройки, так как автоматически изменяют диапазоны измерения. Однако реальные вольтметры и амперметры обычно имеют один ограниченный диапазон. Поэтому возникает необходимость расширять диапазоны их работы, создавая, таким образом, многопредельные электроизмерительные приборы

В одной и той же модели схемы программы Multisim возможно применять несколько аналогичных приборов для контроля токов и напряжений одновременно.

Вольтметры используют для измерения постоянного и переменного напряжений. Они включаются параллельно участку цепи, на которой необходимо измерить напряжение. Полярность вольтметров постоянного тока указана на их корпусе. Если она не совпадает с реальной полярностью напряжения на контролируемом участке схемы, то в окне вольтметра слева от цифрового значения напряжения появляется знак минус.

При двойном щелчке ЛКМ на изображении вольтметра появляется диалоговое окно, в котором отображены параметры этого прибора:

1) величина входного сопротивления;

2) род измеряемого напряжения (режим работы вольтметра).

Параметры в открывшемся диалоговом окне прибора могут быть изменены. Цифровое значение входного сопротивления вольтметра может быть изменено с помощью клавиатуры и путем изменения щелчками ЛКМ производных единиц измерения напряжения от µОм до ТОм. Режим изменяют с помощью ЛКМ, используя выпадающий список режимов работы вольтметра.

При измерении переменного напряжения синусоидальной формы (режим АС) вольтметр будет показывать действующее значение напряжения которое может быть определено и по формуле

где амплитудное значение напряжения.

Входное сопротивление вольтметра по умолчанию равно 10 МОм и в большинстве случаев может не учитываться при анализе работы моделируемых схем. В связи с тем, что сопротивление реальных вольтметров часто имеет значительно меньшее значение, возникает необходимость учета входного сопротивления таких приборов.

Для расширения пределов измерения вольтметров используют добавочные сопротивления, на которых падает часть измеряемого напряжения, что дает возможность добиться необходимой цели.

Амперметры в программе Multisim используют для измерения постоянного и переменного тока. Для этого они включаются в цепь последовательно. Полярность амперметров постоянного тока указана на их корпусе. В случае несовпадения ее с реальным направлением тока в контролируемой цепи модели схемы в окне амперметра слева от цифрового значения тока появляется знак минус.

При двойном щелчке ЛКМ на изображении амперметра появляется диалоговое окно, в котором изображены параметры этого прибора:

1) величина внутреннего сопротивления;

2) род измеряемого тока (режим работы амперметра).

Цифровое значение внутреннего сопротивления амперметра может быть изменено с помощью клавиатуры и путем изменения щелчками ЛКМ производных единиц измерения тока от рОм до ТОм. Режим изменяют с помощью ЛКМ, используя выпадающий список режимов работы амперметра.

При измерении переменного тока синусоидальной формы (режим АС) амперметр будет показывать действующее значение тока , которое также может быть определено по формуле

где амплитудное значение тока.

Внутреннее сопротивление амперметра по умолчанию равно 1 nОм и в большинстве случаев может не учитываться при анализе работы моделируемых схем. В связи с тем, что сопротивление реальных амперметров часто имеет значительно большее значение, то возникает необходимость учета внутреннего сопротивления таких приборов.

Для расширения пределов измерения амперметров используют шунты, по которым протекает часть измеряемого тока, что дает возможность получить расширение пределов измерения этих электроизмерительных приборов.

В зависимости от метода получения результатов все измерения разделяют:

1) на прямые, например измерение тока амперметром;

2) косвенные, например измерение падения напряжения на резисторе и определение тока через него с помощью закона Ома;

3) совокупные, предполагающие использование групп прямых и косвенных измерений, например определение температурного коэффициента сопротивления материалов на основании измерения его сопротивления при различных температурах.

Различают также нулевые и дифференциальные методы. К нулевым методам электрических измерений относятся точные мостовые и компенсационные методы. Еще более высокая точность измерения может быть получена с помощью дифференциальных методов, при которых измеряемая величина уравновешивается известной не полностью, а затем измеряется разность этих величин.

Погрешности измерения делят на абсолютные, относительные и приведенные.

Абсолютная погрешность – это разность между измеренным и действительным значениями контролируемой величины:

.

Например, показания амперметра составляют 10 А, а действительное значение тока, полученное с помощью образцовых приборов, теоретически либо совокупным способом, равно 9,8 А. Тогда

Обычно точность измерения оценивают не абсолютной, а относительной погрешностью.

Относительная погрешность – это выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины:

= ∙ 100 % = (0,2 / 9,8) ∙ 100 % = 2,041 %.

Из-за неудобства использования относительной погрешности для оценки точности собственно показывающих электроизмерительных приборов принято использовать приведенную погрешность.

Приведенная погрешность – это отношение абсолютной погрешности к номинальному значению, соответствующему наибольшему показанию прибора:

∙ 100 %.

Если в рассмотренном примере предел измерения амперметра равен 10А, то приведенная погрешность данного измерения

∙ 100 % = 2 %.

Приведенная погрешность, вносимая самим прибором, называется основной. Дополнительная погрешность обусловлена влиянием изменений температуры окружающей среды относительно нормальной (20 изменений величины, частоты и формы напряжения и тока, воздействием электромагнитных полей, ориентации прибора в пространстве и пр.

Обозначением класса точности прибора служит допускаемая основная погрешность прибора, принадлежащего этому классу: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4.

По принципу действия приборы делят на магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, ферродинамические, индукционные, электростатические, тепловые, электронные непрерывного действия и цифровые и т.д.