Как подключить амперметр и вольтметр в машине? это действительно интересно

Измерение тока. Амперметр.

И начнем с измерения тока. Прибор, используемый для этих целей, называется амперметр, и в цепь он включается последовательно. Рассмотрим небольшой пример:

Как видите, здесь источник питания подключен напрямую к резистору, символизирующему полезную нагрузку. Кроме того, в цепи присутствует амперметр, включенный последовательно с резистором. По закону Ома сила тока в данной цепи:

I = \frac{U}{R} = \frac{12}{100} = 0.12

Получили величину, равную 0.12 А, что в точности совпадает с практическим результатом, который демонстрирует амперметр в цепи

Важным параметром этого прибора является его внутреннее сопротивление r_А

Почему это так важно? Смотрите сами — при отсутствии амперметра ток определяется по закону Ома, как мы и рассчитывали чуть выше. Но при наличии амперметра в цепи ток изменится, поскольку изменится общее сопротивление, и мы получим следующее значение:

I = \frac{U}{R_1+r_А}

Если бы амперметр был абсолютно идеальным, и его сопротивление равнялось нулю, то он бы не оказал никакого влияния на работу электрической цепи, параметры которой необходимо измерить, но на практике все не совсем так, и сопротивление прибора не равно 0. Конечно, сопротивление амперметра достаточно мало (поскольку производители стремятся максимально его уменьшить), поэтому во многих примерах и задачах им пренебрегают, но не стоит забывать, что оно все-таки и есть и оно ненулевое.

При разговоре об измерении силы тока невозможно не упомянуть о способе, который позволяет расширить пределы, в которых может работать амперметр. Этот метод заключается в том, что параллельно амперметру включается шунт (резистор), имеющий определенное сопротивление:

R = \frac{r_А}{n\medspace-\medspace 1}

В этой формуле n — это коэффициент шунтирования — число, которое показывает во сколько раз будут увеличены пределы, в рамках которых амперметр может производить свои измерения. Возможно это все может показаться не совсем понятным и логичным, поэтому сейчас мы рассмотрим практический пример, который позволит во всем разобраться.

Пусть максимальное значение, которое может измерить амперметр составляет 1 А. А схема, силу тока в которой нам нужно определить имеет следующий вид:

Отличие от предыдущей схемы заключается в том, что напряжение источника питания на этой схеме в 100 раз больше, соответственно, и ток в цепи станет больше и будет равен 12 А. Напряжение в 1200 В взято исключительно ради примера, сокровенного практического смысла в этом нет ) Итак, из-за ограничения на максимальное значение измеряемого тока напрямую использовать наш амперметр мы не сможем. Так вот для таких задач и нужно использовать дополнительный шунт:

В данной задаче нам необходимо измерить ток I. Мы предполагаем, что его значение превысит максимально допустимую величину для используемого амперметра, поэтому добавляем в схему еще один элемент, который будет выполнять роль шунта. Пусть мы хотим увеличить пределы измерения амперметра в 25 раз, это значит, что прибор будет показывать значение, которое в 25 раз меньше, чем величина измеряемого тока. Нам останется только умножить показания прибора на известное нам число и получим нужное значение. Для реализации задумки мы должны поставить шунт параллельно амперметру, причем сопротивление его должно быть равно значению, которое мы определяем по формуле:

R = \frac{r_А}{n\medspace-\medspace 1}

В данном случае n = 25, но мы проведем все расчеты в общем виде, чтобы показать, что величины могут быть абсолютно любыми, принцип шунтирования будет работать одинаково.

Итак, поскольку напряжения на шунте и на амперметре равны, мы можем записать первое уравнение:

I_А\medspace r_А = I_R\medspace R

Выразим ток шунта через ток амперметра:

I_R = I_А\medspace \frac{r_А}{R}

Измеряемый ток равен:

I = I_R + I_А

Подставим в это уравнение предыдущее выражение для тока шунта:

I = I_А + I_А\medspace \frac{r_А}{R}

Но сопротивление шунта нам также известно (R = \frac{r_А}{n\medspace-\medspace 1}). В итоге мы получаем:

I = I_А\medspace (1 + \frac{r_А\medspace (n\medspace-\medspace 1)}{r_А}\enspace) = I_А\medspace n

Вот мы и получили то, что и хотели. Значение, которое покажет амперметр в данной цепи будет в n раз меньше, чем сила тока, величину которой нужно измерить.

С измерениями тока в цепи все понятно, давайте перейдем к следующему вопросу, а именно определению напряжения.

Амперметр. Измерение силы тока — видео

Водители легковых и грузовых автомобилей интересуются, как подключить амперметр и вольтметр в машине. Необходимость установки этих индикаторов объясняется желанием иметь полный контроль над состоянием аккумуляторной батареи и генераторной установки. Большинство современных машин и ранее выпущенных не имеют таких индикаторов установленных заводом изготовителем. Правда, в автомобилях с бортовыми компьютерами, имеется возможность контроля напряжения в цепях машины, в остальных моделях установкой приборов занимаются владельцы.

Как подключить амперметр и вольтметр в машине

особенно интересен для владельцев авто с пробегом, так как многие узлы и агрегаты, в том числе и генераторная установка, уже порядком поизносились, поэтому могут работать с нарушениями. Контрольная лампа сигнализирует только об отсутствии бортового напряжения, а этого явно недостаточно. Так, например, если вовремя не заметить повышенное напряжение зарядки аккумулятора, это может привести к выходу его из строя.

О выполняемых функциях этих указателей

Каждый контрольный или измерительный прибор, установленный в панели приборов машины, информирует водителя о работоспособности определённой системы автомобиля. Это позволяет эксплуатировать машину без ущерба для её технического состояния. Однако система электроснабжения многих автомобилей лишена возможности для такого контроля. Владельцы машин пытаются самостоятельно решить такие проблемы установкой амперметра или вольтметра, а некоторые владельцы устанавливают оба этих указателя.

Амперметр, установленный в электрическую цепь, будет показывать потребляемый системой электрический ток. По этим данным можно судить о процессе зарядки аккумулятора и своевременно выявить и устранить возникшие проблемы. Вольтметр также позволяет держать этот процесс под контролем водителя, чем повышается срок службы электрооборудования. Вот основные причины установки этих приборов на автомобиль.

Какие изделия используют?

Некоторое время назад найти и установить такой прибор, было большой проблемой. Автолюбители устанавливали на свои машины амперметры от грузовых автомобилей, а те водители, которые были на «вы» с радиоэлектроникой, сами подбирали измерительные приборы. Первыми отечественными машинами, у которых вольтметр занял своё постоянное место на приборном щитке, была ВАЗ 2105, а несколько позже они появились и на других моделях.

Сегодня такой проблемы не существует, так как имеется большой выбор таких изделий в торговых сетях. Можно установить в панель электронные часы, которые одновременно с текущим временем показывают напряжение бортовой сети. Встречаются электронные тахометры, которые после нажатия нужной кнопки выполняют функции вольтметра. Такие устройства особых проблем не вызывают у владельцев.

Также сегодня в продаже имеются автомобильные амперметры и вольтметры, а отдельные водители самостоятельно подгоняют приборы, которые применяют в радиоэлектронных устройствах. Установка таких указателей сопряжена с некоторыми трудностями, так как нужно подбирать шунты к ним, производить калибровку или изготовление новых шкал. Поэтому на этом останавливаться не будем.

Как установить такие индикаторы?

Будем считать, что вам удалось приобрести амперметр или вольтметр предназначенные для применения в автомобилях, теперь рассмотрим процесс их установки. Следует напомнить особенности подключения их в электрические цепи.

Амперметр подключается только последовательно между источником тока и потребителями, при этом обязательно соблюдается полярность подключения, плюс от источника к плюсу прибора и так далее. Вольтметр подключается только параллельно к источнику питания, также при соблюдении полярности.

Принципиальная схема амперметра и вольтметра

В амперметрах ток, протекающий через прибор, создает вращающий момент, который заставляет его подвижную часть отклоняться на угол, зависящий от этого тока. Этот угол смещения используется для определения текущего значения амперметра.

Рисунок 1: Схема подключения амперметра и вольтметра

Чтобы определить напряжение на клеммах приемника или генератора энергии, соедините его клеммы с клеммами вольтметра так, чтобы напряжение на приемнике (генераторе) было равно напряжению на вольтметре (рис. 1).

Сопротивление вольтметра должно быть большим по сравнению с сопротивлением приемника энергии (или генератора), чтобы его включение не влияло на измеряемое напряжение (работу схемы).

Рисунок 2: Схема включения вольтметра

Если на одном приемнике напряжение U1=80 В, а на втором – U2=40 В.

Если параллельно первому приемнику подключить вольтметр с сопротивлением rv=2000 Ом для измерения напряжения на его клеммах, то напряжения на первом и втором приемниках будут равны U1=U2=60 В.

Поэтому включение вольтметра вызвало изменение напряжения на первом приемнике с U1 = 80 В до U ‘ 1 = 60 В, т.е. ошибка в измерении напряжения, вызванная включением вольтметра, равна ((60 В – 80 В)/80 В) х 100% = -25%.

Поэтому сопротивление вольтметра должно быть высоким и тем выше, чем больше номинальное напряжение. При номинальном напряжении 100 В сопротивление вольтметра составляет rv = (2000 – 50000) Ом. Из-за высокого сопротивления вольтметра потери мощности вольтметра невелики.

При номинальном напряжении вольтметра 100 В потеря мощности P v = (Uv 2 /rv) Va.

Из вышесказанного следует, что амперметр и вольтметр могут иметь измерительные механизмы одного и того же устройства, отличающиеся только параметрами. Но амперметр и вольтметр по-разному подключаются к измеряемой цепи и имеют разные внутренние (измерительные) цепи.

Подробные технические данные Подробные технические характеристики цифрового вольтметра DVA приведены в следующих таблицах. Подробная расшифровка обозначений, габаритов, установочных размеров и схем подключения вольтметров/амперметров серий YB27VA и YB4835 приведена ниже таблиц с подробными техническими характеристиками.

О выполняемых функциях этих указателей

Способы подключения амперметра в автомобиле

На практике встречаются три варианта установки. В каждом случае используется своя схема оптимального подключения нештатного амперметра в электрическую цепь автомобиля. Перед проведением монтажных работ необходимо внимательно ознакомиться с инструкцией и характеристиками.

Для первого варианта подключения в схему «Генератор-АКБ» потребуется популярный амперметр с плюсовой полярностью. Этот прибор сможет мониторить ток, направляемый к батарее от генератора. Недостатком схемы является невозможность получения показания о разряде АКБ.

Подключение амперметра осуществляется по такому алгоритму:

откидываем провод, подключенный к плюсовой клемме;
в образовавшийся разрыв подключается, согласно полярности, шунт;
на концы шунта подводится провода амперметра;
подводим для питания бортовое напряжение.

Все неизолированные участки заливаем изоляцией, чтобы избежать возможного короткого напряжения. Иногда разрыв по такой схеме делается непосредственно около АКБ.

Второй схемой является вариант «АКБ-Потребители». Её используют реже, так как подключить амперметр по ней будет немного сложнее, а также потребуется амперметр, работающий в двух направлениях. Применяется шунт для плюсовой схемы.

Алгоритм соединения следующий:

от плюсового контакта АКБ откидываем все провода, кроме того, который ведёт к стартеру;
в образовавшийся разрыв цепи подсоединяем шунт по установленной производителем полярности;
далее соединяем проводку измерителя силы тока с шунтом;
к бортовой сети подсоединяем амперметр;
изолируем соединения.

Использование в схеме двустороннего прибора позволит получать больше информации о токе. Если вмонтировать таким образом одностороннюю модель, то часть данных будет теряться.

Третьим способом подключения амперметра в цепь с АКБ является монтаж измерителя на минусовую клемму. Этот вариант доступен лишь в том случае, если модель измерителя силы тока поддерживает подобный функционал.

Используется индикатор, к которому подводится отдельное электропитание. Приводим пошаговую инструкцию для установки:

откидываем минусовую клемму;
в образовавшийся разрыв цепи монтируем шунт;
в комплектах с моделями амперметров идут специальные размыкатели;
на слаботочные контакты подкидываем проводку от амперметра;
благодаря DC-DC интерфейсу подключаем питание измерителю;
на финальной стадии открытые контакты закрываем изоляцией.

Стоит учитывать, что не во всех комплектах присутствует размыкатель. Иногда его можно купить отдельно. Подбирать такое дополнение необходимо с такими характеристиками, чтобы выдерживалось напряжение.

Сообщества › ВАЗ: Ремонт и Доработка › Блог › установка вольтметра совместно с амперметром на автомобили ВАЗ

тема подготовлена по материалам журналов-путеводителей и несколько отредактирована мной. Подготовил и выкладываю эту тему по просьбе каких-то Драйвовцев (не помню, кто просил, долго готовился)

На большинстве автомобилей ВАЗ для проверки работы системы питания используется лампа заряда, не проверяющая состояние АКБ, зарядный ток, напряжение в бортовой сети, а также не позволяющая обнаружить неисправность серия неисправностей в цепях. Полную информацию о работе генератора и аккумулятора можно получить, оснастив автомобиль амперметром и вольтметром. Амперметр можно подключить к клеммам «B +» генератора и «+» аккумулятора, а вольтметр – к клемме «15» выключателя зажигания и «массе”.Амперметр должен иметь двухстороннюю шкалу “30… 0… 30” A. Вы можете использовать амперметры электромагнитной или магнитоэлектрической системы, такие как те, которые используются в автомобилях, и производимые промышленностью для других целей (например, амперметры типов M2001 и M4233).Вольтметр должен быть магнитоэлектрической системой с диапазоном измерения 0… 20 В. Вы можете использовать автомобильный вольтметр или вольтметр общего назначения (например, M2001, M4231.27 или M423133).Комбинация амперметра и вольтметра позволяет определить практически любую неисправность в системе питания. Если при включении зажигания и потребителей (например, дальнего света) амперметр ничего не показывает или показывает всплеск тока разряда, то неисправность (обрыв или короткое замыкание) очень велика в цепях, соединяющих аккумулятор и потребитель.После запуска двигателя амперметр характеризует режим заряда АКБ и работу генератора. Если стрелка амперметра медленно отклоняется в сторону заряда при запуске двигателя, водяной ремень генератора может проскальзывать. Мерцание стрелки амперметра указывает на то, что контактные кольца, вероятно, загрязнены в генераторе или щетки изношены.Вольтметр при работающем двигателе характеризует работоспособность генераторной установки. Если показания вольтметра малы, это означает, что регулятор напряжения смещен или неисправен в генераторе. Высокое напряжение, показываемое вольтметром, указывает на то, что регулятор напряжения неправильно отрегулирован или что соединения в цепи регулятора напряжения генератора нарушены.

Схема подключения амперметра и вольтметра: 1 – аккумуляторная батарея; 2 – генератор; 3 – монтажный блок; 4 – выключатель зажигания; 5 – световой индикатор заряда аккумуляторной батареи, расположенный на панели приборов; 6 – амперметр; 7 – вольтметр

почти четыре года назад

Теоретическая справка

Данный раздел предназначен для тех, кто не имеет должного представления о том, как работает амперметр. Далее будет представлена теоретическая информация об устройстве этого прибора, которая позволит лучше уяснить дальнейший материал. Если вы хорошо ориентируетесь в теме, можете пропустить этот раздел и сразу начать читать следующий.

Автомобильный амперметр состоит из двух элементов:

Токовый шунт — небольшой проводник с фиксированным сопротивлением, которое получается путем подбора материала и сечения. Для калибровки шунта на нем делаются пропилы, благодаря чему увеличивается сопротивление.
Сам прибор — по сути (да и конструктивно тоже), это простой вольтметр, откалиброванный под определенный шунт.

Амперметр, вопреки всеобщему заблуждению, определяет именно вольты (а не амперы). Сила тока определяется самим прибором, за счет подобранной особым образом шкалы (или алгоритма в случае с цифровыми моделями).

Работает прибор так. Шунт ставится в разрыв провода, по которому требуется сделать измерения. В шунте есть небольшое сопротивление (сотые доли ома), следовательно, напряжение немного снижается (пропорционально установленному сопротивлению). На разных концах провода получается разное напряжение. Благодаря этой разности и знанию сопротивления шунта, амперметр “подсчитывает” текущую силу тока (по закону Ома). Полученные значения выводятся на экран устройства с точностью до десятых, или даже сотых долей ампера.

В теории вычислить силу тока в конкретной цепи можно и без использования амперметра. Сделать это можно следующим образом:

Обесточить сеть и выяснить сопротивление проводника на измеряемом участке (измеряется в Омах).
Подключить ток и измерить падение напряжения на концах исследуемого участка.
Вычислить силу тока с помощью закона Ома, то есть, напряжение разделить на сопротивление провода.

Однако описанный метод, во-первых, неудобный, а во-вторых, точность измерений будет минимальна. Сопротивление в большинстве случаев ничтожно мало и простые приборы (вроде обычного мультиметра) не дают необходимой точности. Специальные автомобильные амперметры в сотни раз более чувствительны, поэтому с высокой точностью измеряют даже малейшую разность напряжения.

Приборы для измерения силы тока

Амперметр – это устройство для определения силы как постоянного, так и переменного тока в электрической цепи. Исходя из предназначения приборов для определенных величин тока, различают амперметры, миллиамперметры и микроамперметры.

В зависимости от принципа действия и особенностей применения, различают следующие виды амперметров. Рассмотрим детально их специфику и основные параметры:

аналоговые амперметры, в которых предусмотрена магнитоэлектрическая система. Они производятся на базе катушки из тонкой проволоки, вращающейся между магнитными полюсами. В процессе прохода тока через катушку она фиксируется под воздействием вращающего момента, значение которого пропорционально величине тока. В устройстве предусмотрена специальная пружина, которая препятствует повороту катушки, а упругость пружины пропорциональна углу вращения. При установлении баланса данные моменты выравниваются, а стрелка устанавливается на значении, пропорциональном величине тока на данный момент.

Преимуществом аналоговых приборов является то, что нет необходимости в обеспечении независимого питания для определения результата, поскольку в процессе измерения используется питание непосредственно электроцепи, которая замеряется. Также плюсом выступает повышенная чувствительность. Среди минусов следует назвать длительное время для фиксации стрелки в устойчивом положении.

электромагнитные – разработаны в виде механизмов с зафиксированной катушкой, по которой проходит ток. Также предусмотрено несколько сердечников на оси. Приборы предназначены для фиксации измерительными щупами постоянного тока. Элементами устройств являются измеритель и шкала с промаркированными делениями.

Несомненными плюсами такого типа приборов является возможность измерения силы переменного и постоянного тока, а также удобство использования. Недостатками считаются низкая чувствительность, вследствие чего они используются в сферах, где нет необходимости в сверхточных показателях;

электродинамические приборы – их принцип действия базируется на взаимодействии магнитных полей напряжения, протекающего по зафиксированной и вращающейся катушками. В устройствах применяется одновременное и попеременное включение катушек, использоваться прибор может при повышенных частотах до 200 Гц. Приборы обладают чувствительностью к посторонним магнитным полям, поэтому измерения не отличаются высокой точностью, причем замеры рекомендуется проводить в отдалении от прочих источников магнитного поля;
ферродинамические – являются одними из наиболее современных и используемых типов амперметров, поскольку практически не реагируют на прочие магнитные поля и отличаются прочностью. Элементами устройства выступают замкнутый магнитопроводник из ферромагнитного материала, сердечник в основании и зафиксированная катушка. Основная сфера использования приборов такого вида – оборона и комплексы обеспечения безопасности, поскольку они обеспечивают высокую точность полученного результата измерений;
цифровые амперметры – современные модернизированные устройства, имеющие высокую популярность благодаря удобству использования и точности показателей. Благодаря устойчивости цифрового мультиметра к внешним условиям, температуре и изменениям давления, его можно использовать в условиях вибрации и тряски. Также они подлежат использованию в горизонтальном и вертикальном положениях, что не отражается на точности результата.

Полученные данные в цифровом виде позволяют отслеживать и контролировать показатели автоматически даже при отсутствии оператора.

Разбираясь в вопросе, для чего нужен прибор амперметр, следует отметить, что его ключевой и единственной функцией является измерение силы постоянного и переменного тока на конкретном участке электрической цепи. На основании полученных данных можно делать научные выводы, а на практике приборы применяются для повышения эффективности и производительности различных устройств на основании полученных данных.

Амперметры широко используются на промышленных предприятиях, осуществляющих выработку и распределение электро- и тепловой энергии

Также предназначение прибора немаловажно в сферах:

электролаборатории;
автомобилестроительная отрасль;
точные науки;
строительная сфера.

Также приборы широко используются в быту. К примеру, специалисты, занимающиеся ремонтом автомобилей, замеряют при помощи амперметра значения электропотребления различных устройств.

Подсоединение цифрового вольтамперметра

Как правильно подключить электросчетчик к проводам

Существует интересный цифровой модуль для постоянного тока, совмещающий функции вольтметра и амперметра в одном устройстве. Вольтамперметрам под силу одновременно показывать и ток, и напряжение при правильном подсоединении.

Пример такого прибора – модель DSN—VS288, состоит из:

самого измерительного устройства;
2-проводного кабеля (вход и выход амперметра);
3-проводного кабеля (питание прибора и измерение напряжения).

Вольтамперметр DSN-VS288

Измеряемый диапазон ампервольтметра:

от 0 до 100 В по напряжению,
от 0 до 10 А по току.

Так как питающее напряжение прибора – 3,5-30 В, схема его включения различается:

При необходимости подсоединить прибор в цепь, напряжение которой лежит в пределах между 3,5 и 30 В, общее питание одновременно используется и для прибора. Черный провод 2-проводного кабеля идет к «минусу», красный – к нагрузке и от другого вывода нагрузки к «плюсу». На 3-проводном кабеле: желтый и красный – соединяются вместе на «плюсе» источника, а черный – остается свободным;
Если напряжение ИП больше или меньше диапазона питания прибора, то вольтамперметр надо подсоединить к индивидуальному ИП. Двухпроводный кабель подключается аналогично, у трехпроводного –красный и черный – идут на «плюс» и «минус» своего ИП, а желтый – на «плюс» основного ИП.

Схемы присоединения DSN-VS288

Каждый тип амперметра подключается по одному принципу, но с обязательным учетом количественного значения измеряемого тока и выбором для этого соответствующих приборов и приспособлений.

Как подключить амперметр, чтобы снять показания

Электрические цепи стали неотъемлемым атрибутом современной жизни. Они пронизывают практически все, и люди даже не задумываются, что стоит исчезнуть электрическому току, и наш мир будет подвержен серьезной опасности. Что же такое ток, можно ли его измерить и что дадут эти показания для обычного человека?

Законы поведения тока изучают в школе, и, в принципе, каждый старшеклассник знает о направленном движении заряженных частиц. Это перемещение электронов внутри проводника и получило название электричества. Но любое движение в природе – пусть то движение воды в реке, перемещение воздушных масс или зарядов, может совершать определенную полезную работу. А это уже интересно с практической точки зрения. Зная мощность, продолжительность воздействия, направление приложения любой силы, можно использовать ее в решении определенных жизненных вопросов.

Поэтому ученые так заняты изучением окружающего и созданием приборов, позволяющих все измерить и просчитать. Для получения представлений о токе был изобретен прибор амперметр. Он позволяет определить количество заряженных частиц, которые за единицу времени проходят сквозь известное сечение проводника, то есть силу тока.