Измерение высоких напряжений с помощью мультиметра – Меандр – Занимательная электроника

При покупке подержанного автомобиля необходимо знать, как найти текущие утечки и понять их причину. Возьмите с собой на осмотр автомобиля мультиметр и избавьте себя от неприятных сюрпризов, таких как внезапно севший аккумулятор, скачки напряжения или перегоревшие провода.

Измерение высоких напряжений с помощью мультиметра

Мультиметры и тестеры – это прежде всего приборы для измерения постоянного напряжения, переменного напряжения, постоянного тока, сопротивления, а также для тестирования диодов, транзисторов и проводов.

Каждый электрик знает, как пользоваться мультиметром, но он может понадобиться и обычному человеку. Если вы хотите проверить состояние проводки в доме, радиодетали, силу тока, потребляемого бытовым прибором, ток или напряжение в электрической сети, вам пригодится простой мультиметр, чтобы знать, как его измерить.

Однако верхний предел измерения напряжения стандартного мультиметра обычно не превышает 2000 В. Для того чтобы мультиметр мог измерять гораздо более высокие напряжения, он должен быть дополнен дополнительным устройством в виде высокоомного делителя высокого напряжения. На рисунке ниже показана схема такого делителя. Он состоит из десяти резисторов по 68 мегаом каждый, соединенных последовательно, и одного резистора 68 Ом.

Измерение высоких напряжений с помощью мультиметра

В некоторых случаях необходимо измерять очень высокие напряжения (десятки киловольт). Для этого используются специальные приборы, называемые “киловольтметры”.

Покупка специального киловольтметра имеет смысл только в том случае, если вам нужно измерять “киловольты” довольно часто. Однако в повседневной практике хобби такие измерения встречаются очень редко. В этом случае достаточно простого мультиметра.

Однако верхний предел напряжения стандартного мультиметра обычно не превышает 2000 В. Чтобы мультиметр мог измерять гораздо более высокие напряжения, его необходимо дополнить приставкой в виде делителя с высоким сопротивлением и высоким напряжением. На рисунке ниже показана схема такого делителя. Он состоит из десяти последовательно соединенных резисторов по 68 мегаом каждый и одного резистора 68 Ом.

Высокоомные резисторы образуют одно плечо делителя с общим сопротивлением 680 МОм. Другое плечо образовано резистором 68 Ом. В результате получается делитель напряжения со значением 10 000.

Подключите выход делителя к гнездам “COM” и “VΩmA”, а вход (X1 и X2) – к измеряемой цепи.

Мультиметр установлен в положение “2000 мВ”, где он будет показывать напряжение до 20 Кв, а в положении “20 В” теоретически до 200 Кв. Обратите внимание, однако, что напряжение более 50 кВ не может быть измерено таким способом, так как крепление делителя напряжения может прорваться. Или нужно делать другой декодер, с совершенно другим подходом к изоляции и с большим сопротивлением. Что касается этого крепления, все резисторы должны быть большими, не менее 2 Вт, и крепление должно быть сделано так, чтобы все резисторы были равномерно расположены в линию, чтобы расстояние между клеммами X1 и X2 было не менее 200 мм.

Изоляция должна быть устойчива к высокому напряжению. Схема может быть объемно собрана и помещена в стеклянную трубку, концы которой закрыты резиновыми пробками (через них выпускаются провода). Можно сделать установку на листе органического стекла, на котором закреплены клеммы. В любом случае, установка должна предотвращать токи утечки, а диэлектрические свойства подложки должны соответствовать измеряемому напряжению.

ВНИМАНИЕ! При работе с прибором соблюдайте все меры предосторожности при работе с высоковольтными установками.

Прибор НЕ подходит для измерения напряжения в высоковольтных линиях и промышленных установках.

Измерять можно только напряжения на выходах умножителей, источников импульсов, схем телевизионной развертки и других подобных схем.

Если под рукой нет дополнительного трансформатора. Просто подайте напряжение сети 200 В на вторичную обмотку, измерьте напряжение первичной обмотки, а затем разделите одно на другое – это и есть коэффициент трансформации. Если вы умножите вторичное напряжение на 1,3, то получите анодное напряжение.

Как измерить высокое напряжение

Я использую самодельный высоковольтный измеритель – 0. 5000 В,
Потому что тестер AVO-5 врет как лошадиная задница.
Установка нового высоковольтного делителя на AVO-5 не удалась.
Погрешность измерения высокого напряжения 200. 300 вольт для меня недостаточно.
В усилителе на лампах GS-35B, GU-43B разница в высоком напряжении есть только тогда, когда лампа либо сгорает, либо работает хорошо в течение многих лет.

Измеритель высокого напряжения может быть выполнен как часть высоковольтного источника питания или как отдельное устройство.
Компоненты измерительной цепи:
Резисторы R27…R36 – 1 мегаом каждый – дополнительные резисторы.
PV1 – это измерительная головка, которая расположена на передней панели источника питания.
Сопротивление Rдоп. входит в общее сопротивление дополнительных резисторов, которое составляет 10 МОм.
Если используется другая измерительная головка, общее сопротивление дополнительных резисторов можно легко пересчитать.
Высоковольтный измеритель необходимо откалибровать только один раз, используя эталонный измеритель.

Я подал на анодный трансформатор 22 вольта, измерил обычным китайским тестером и умножил на 10.

Когда у вас нет под рукой дополнительного трансформатора. Просто подайте напряжение сети 200 В на вторичную обмотку, измерьте первичное напряжение, затем разделите одно напряжение на другое – вот коэффициент трансформации, полученное вторичное напряжение, умноженное на коэффициент 1,3, даст значение анодного напряжения.

Я подал на анодный трансформатор напряжение 22 вольта, измерил его обычным китайским тестером и умножил на 10.

Для определения коэффициента трансформации дополнительный низковольтный трансформатор совсем не нужен. Просто подайте напряжение сети 200 В на вторичную обмотку, измерьте первичную, а затем разделите одно напряжение на другое. Это не может быть проще.
=
CHACK вы неправильно поняли. rv6fp измерил анод => постоянная =Exc (не Uxc).
Он не измерил его правильно, как в случае с балластным грузом.
не тот же результат.
____________________ __________

Он подал 22 вольта на анодный трансформатор, измерил обычным китайским тестером и умножил на 10

Мне нравится этот вариант. Спасибо за идею.

Я подключил 22 В к анодному трансформатору, измерил китайским тестером и умножил на 10.

Мне это нравилось. Спасибо за идею.
Высоковольтный высокоомный резистор типа КЭВ-5. Измерьте ток, протекающий через него.

Разделите два резистора по 200 КОм 2Вт. Это уже зависит от собственного сопротивления вольтметра. Нижнее сопротивление с вольтметром должно быть равно верхнему сопротивлению, источнику напряжения +. Умножьте показания вольтметра на 2. Нет необходимости проводить измерения в течение длительного времени. Это относится к измерениям до 2000 В. Для более высоких напряжений необходим соответствующий делитель. Точность показаний составляет около 10%.

Следует использовать только высоковольтные резисторы, так как максимально допустимое напряжение для MLT составляет всего 500 В. Сбой возможен и дальше по течению!
Если V/V недоступно, необходимо последовательно соединить несколько типов MLT.

Вторичные обмотки соединены таким образом, что во время первого полуцикла переменного тока i 2 вторичный активный ток i2w2 в первом сердечнике противоположен первичному активному току i 1w2 1, а во втором сердечнике первичный и вторичный активные токи совпадают. Во второй половине периода, наоборот, в первом ядре направления n.c. Второй будет иметь противоположные направления.

Измерение больших токов и больших напряжений

Измерение больших токов и высоких напряженийИзмерение постоянных токов до 6000 А обычно осуществляется с помощью шунтирующих магнитоэлектрических устройств.

Шунты для больших токов становятся громоздкими, тяжелыми и дорогими, например, шунт типа 75CS 6000 A весит 24 кг. Кроме того, использование шунтов для больших токов не обеспечивает достаточной точности, а потери мощности в них велики, например, в упомянутом выше шунте при номинальном напряжении 75 мВ потери мощности составляют 6 000 А х 0,075 В = 450 Вт. Поэтому для измерения больших постоянных токов используются трансформаторы постоянного тока, которые изготавливаются на номинальные первичные токи от 7,5 до 70 кА с вторичным током 5 А.

Трансформатор тока B6 - номинальный ток 1A - 15kA - падение напряжения 100mV

Как и в цепях переменного тока, первичная обмотка подключается к измеряемому току (деление провода), а вторичная обмотка подключается к источнику синусоидального напряжения последовательно с нагрузкой. Они создают ЭДС, величина которой зависит от первичного тока. Вторичный ток пропорционален первичному току, если сопротивление нагрузки намного меньше индуктивного сопротивления обмоток.

Схема трансформатора постоянного тока показана на рисунке 2.

Трансформатор постоянного тока состоит из двух одинаковых замкнутых сердечников, каждый из которых имеет две обмотки. Сердечники изготовлены из пермаллоя.

Измеренный постоянный ток протекает через первичные обмотки, соединенные последовательно. Две вторичные обмотки, соединенные последовательно (или параллельно), подключаются к сети переменного тока через выпрямитель.

Вторичные обмотки соединены таким образом, что во время первого полуцикла переменного тока i 2 вторичная обмотка i2w2 в первом сердечнике имеет направление, противоположное направлению первичной обмотки i 1w2 1, а во втором сердечнике направления первичной и вторичной обмоток совпадают. Во втором полупериоде, наоборот, в первом ядре направления н.к. совпадают, а во втором ядре они будут иметь противоположные направления.

Принципиальная схема трансформатора постоянного тока

Рис. 2 Принципиальная схема измерительного трансформатора постоянного тока

При наличии постоянного тока в первичной цепи трансформатора тока во вторичной цепи протекает переменный ток с прямоугольной формой волны, а в диагональной цепи выпрямительного моста, в который встроено измерительное устройство, протекает постоянный ток. Изменение величины измеряемого тока приведет к изменению значения первичного тока F= i1 wl.

Измерив вторичный ток и умножив его на фактический коэффициент трансформации, мы получим фактическое значение первичного тока.

Характеристики трансформатора тока

Рисунок 3: Характеристики трансформатора тока: a – кривая намагничивания; b – кривая вторичного тока; c – кривая тока счетчика.

Измерение больших переменных токов обычно производится с помощью амперметров электромагнитных, ферродинамических, электродинамических систем, подключенных через трансформаторы тока, которые изготавливаются на номинальные первичные токи до 25 кА.

В некоторых случаях амперметры могут быть подключены непосредственно к шине или кабельному узлу (без трансформаторов тока) при напряжении свыше 500 В, что обеспечивает безопасную работу и простоту наблюдения за показаниями. Амперметры в таких случаях часто изолируют от земли, устанавливая их на изоляторы.

В цепях высокого напряжения, независимо от рода тока и частоты, следует позаботиться о включении амперметра в участок цепи с потенциалом, равным или близким к потенциалу земли, так как в противном случае возникает опасность для экспериментатора и обслуживающего персонала, могут возникнуть дополнительные ошибки от электрического поля и создаются неблагоприятные условия для работы изоляции, которая в этом случае должна быть совместима с рабочим напряжением измеряемой цепи.

В высоковольтных цепях постоянного тока напряжение можно измерить с помощью:

1) магнитоэлектрические вольтметры, которые выпускаются на номинальное напряжение до 6 кВ,

2) вольтметры электростатических систем, которые выпускаются на номинальное напряжение до 100 кВ,

3) Трансформаторы постоянного напряжения.

На рис. 4 показана схема измерительного трансформатора постоянного напряжения. Первичная обмотка трансформатора, соединенная последовательно с импульсным резистором, подключается к измеряемому напряжению. Вторичные обмотки, соединенные параллельно, подключаются к сети переменного тока через выпрямитель. На диагонали схемы выпрямителя находится измерительный механизм.

Принципиальная схема измерительного трансформатора постоянного напряжения

Рис. 4 Принципиальная схема измерительного трансформатора для измерения постоянного напряжения

Электростатический киловольтметр

Рис. 5. Электростатический киловольтметр

В высоковольтных цепях переменного тока измерение напряжения обычно производится вольтметрами с номинальным напряжением 100 В, подключенными через трансформаторы напряжения. Это, с одной стороны, устраняет сложность изготовления приборов непосредственно для высокого напряжения и, с другой стороны, исключает опасность для персонала при работе с приборами, подключенными непосредственно к высоковольтным кабелям.

В высоковольтной технике для измерения высоких напряжений часто используются специальные электростатические вольтметры, измерители грозовых разрядов и электронные осциллографы. Последние два из этих устройств в основном используются для измерения импульсов напряжения.

Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ссылкой на нее в социальных сетях. Это поможет нашему сайту развиваться!

Микросхема LMC555 компании National Semiconductor представляет собой КМОП-версию популярного универсального таймера 555. В описанной здесь схеме таймер используется в цепи автоколебательного мультивибратора, частота которого зависит от тока, протекающего от источника измеряемого высокого напряжения.

Как упростить высоковольтные измерения

Для измерения напряжения 10 кВ и выше обычно требуется высоковольтный вольтметр со специальным оборудованием или цифровой мультиметр с делителем высокого напряжения. Кроме того, необходимо соблюдать соответствующие меры предосторожности. Эта простая альтернативная схема, основанная на недорогом КМОП-таймере, позволяет напрямую измерять высокие напряжения с не худшей точностью.

Вебинар

Микросхема LMC555 компании National Semiconductor представляет собой КМОП-версию популярного универсального таймера 555. В описываемой здесь схеме таймер используется в цепи автоколебательного мультивибратора, частота которого зависит от тока, протекающего от источника измеряемого высокого напряжения.

В высоковольтной схеме (см. рисунок) используется автоматический генератор LMC555, измерительный преобразователь тока в напряжение с резистором R1 сопротивлением 100 мегаом с допуском по напряжению 15 кВ, прецизионный металлопленочный резистор R2 (сопротивление 1 кОм, допуск 1%) и конденсатор C1 емкостью 1 нФ. Конденсатор C1 заряжается током от источника измерительного напряжения и разряжается резистором R2. Таким образом, R2 также влияет на частоту выходного сигнала.

Эта простая схема, состоящая из микросхемы КМОП-таймера и нескольких пассивных элементов, позволяет измерять постоянное напряжение до 15 кВ с высокой точностью.

Измеренное напряжение V преобразуется в ток [V – VC(t)]/R1, заряжая конденсатор C1, где VC(t) – напряжение на конденсаторе. Для простоты, при измерении высоких напряжений, VC(t) можно игнорировать. Частота мультивибратора на LMC555 ограничена величиной порядка 30 кГц, что позволяет использовать для подсчета импульсов вход любого микроконтроллера. Кроме того, многие современные мультиметры могут измерять частоту.

Поскольку ток потребления таймера LMC555 составляет менее 5 мА, для питания измерителя можно использовать любую батарею от 3 В до 12 В, обеспечивая надежную изоляцию таймера от измеряемого напряжения.

Резистор R1 является, вероятно, самым важным компонентом, окружающим LMC555. Он должен быть рассчитан на работу под высоким напряжением и приобретен у надежного поставщика с хорошей репутацией. Например, подойдет металлооксидный резистор ROX200 компании Vishay с рабочим напряжением 15 кВ. Резисторы выпускаются в диапазоне сопротивлений от 1 кОм до 1 Ом, с допусками 1%, 2%, 5% и 10% и стандартным TCR ±200 ppm/°C. Высоковольтный резистор способен эффективно рассеивать тепло.

Не менее важно качество резистора R2 и конденсатора C1. Резистор R2 – это металлопленочный резистор со значением 1kΩ и допуском 1%. Например, резисторы CCF60 компании Vishay выпускаются с рабочим напряжением 500 В и допустимой рассеиваемой мощностью 0,5, 0,75 и 1 Вт. TCC резистора составляет ±100 ppm/°C, а огнестойкое эпоксидное покрытие обеспечивает дополнительную защиту от высоких напряжений.

Конденсатор C1 емкостью 1 нФ должен обладать хорошей температурной стабильностью, с диэлектриком NP0 или C0G.

Дополнительными элементами в схеме измерения высокого напряжения являются диод D1, стабилизатор D2 и конденсатор C2. Диоды, предназначенные для изоляции и защиты, должны иметь низкие токи утечки для обеспечения высокой точности измерений.

Особенно обратный ток диода D1 влияет на точность измерения, поскольку ток утечки даже в 3 пА уже может привести к ошибкам измерения для высоких напряжений. Ток утечки стабилитрона D2 не столь критичен и не должен превышать 100 пА.

Стабилитрон D2 включен для дополнительной защиты цепи синхронизации и может не устанавливаться, если нет повышенных требований к безопасности.

C2 обеспечивает дополнительную изоляцию между частотомером и таймером LMC555. Это совершенно некритичный элемент, которым может быть любой керамический конденсатор с допустимым напряжением, по крайней мере, равным максимальному измеряемому напряжению. Фактически, счетчик будет работать без этого конденсатора. Для обеспечения надежной защиты подключенных цепей конденсатор C2 может быть заменен оптопарой.

Конечно, схема измерительного прибора во многом напоминает цифровой мультиметр, состоящий из источника питания, источника опорного напряжения, аналого-цифрового преобразователя и дисплея. Однако без специального делителя напряжения мультиметр не может измерять напряжение выше 1000 В.

Этот простой измерительный прибор имеет очень низкую погрешность благодаря всего двум компонентам: высококачественному резистору R1 и точному таймеру LMC555. Различные защитные элементы надежно защищают цепи от высокого напряжения, а также предотвращают утечку из-за коронного разряда, тем самым повышая точность измерений, уровень безопасности оператора и проверяемых цепей.

Автор: владимир 332
Создан 3 декабря 2019 года.

Последние просмотренные 0 пользователей

Эту страницу не просматривал ни один зарегистрированный пользователь.

Популярные темы

  • День
  • Неделя
  • Месяц
  • Год
  • Все время

Автор: AtaVist
Создано 11 августа 2017 года

Владимир 332
Создано 3 декабря 2019 года

By: AtaVist
Создано 11 августа 2017 года

Автор: Роман Быков
Создано 31 октября

By: Владимир 332
Создано 3 декабря 2019 года

По: Геометр
Создан 27 февраля 2017 года

By: berkut008
Создан 16 января 2019 года.

By: AtaVist
Создан 11 августа 2017 года.

By: berkut008
Создано 16 января 2019 года

By: vladimir 332
Создано 3 декабря 2019 года

By: BulbaPower
Создано 26 октября

Автор: JerryO
Создан 2 сентября

By AtaVist
Создано 11 августа 2017 года

By: berkut008
Создано 16 января 2019 года

By: EDSKA
Создан 23 ноября 2020 года

Автор: Metrolog-sever
Создан 2 июля 2014 года

Автор: владимир 332
Создан 3 декабря 2019 года.

By AtaVist
Создан 11 августа 2017 года.

Автор: berkut008
Создано 16 января 2019 года

По: Metrolog-sever
Создан 2 июля 2014 года

По: ЕЭК ООН
Создан 8 декабря 2016 года.

By: efim
Создано 20 ноября 2012 года

  • Компания
  • Каталог СИ
  • Новости
  • Каталог
  • Сообщество
  • Работа

© 2009 – 2021 Metrologu.com 18+

Читайте далее:
Сохранить статью?