Обзор

Стрелочный амперметр 10 А и стрелочный амперметр 2 А - тест и обзор

     Оглавление:
   1. Внешний вид и конструкция

   2. Тестовые испытания

   3. Окончательный диагноз и рекомендации
 

Предисловие

Несмотря на тотальное наступление цифровых измерительных приборов, стрелочные индикаторы не собираются сдаваться.

Да, цифровые индикаторы - точнее.

Но аналоговые стрелочные приборы тоже имеют массу достоинств, основные из них:

1. Их показания "в первом приближении" мгновенно схватываются глазами: осознать положение стрелки мозг может быстрее, чем величину, отображаемую несколькими цифрами;

2. Достоинство, вытекающее из предыдущего: динамика измеряемой величины (рост, снижение, колебания) лучше понятны и заметны на стрелочном индикаторе;

3. Стрелочные вольтметры и амперметры не требуют внешнего питания: они "питаются" измеряемым напряжением (током) и работают вечно без замены батареек.

В этом обзоре будут представлены и протестированы два стрелочных амперметра: на 10 Ампер и на 2 Ампера постоянного тока.

Цена на дату обзора на AliExpress с доставкой - около $3.5; проверить актуальную цену и/или купить можно здесь. Там же можно купить амперметры на 1 - 50 Ампер в таких же корпусах.

Реклама. ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН 7703380158

Внешний вид и конструкция стрелочных амперметров постоянного тока на 10 А и 2 А

Амперметры пришли из Китая в маленькой картонной коробке, внутри которой дополнительно они были завернуты в полиэтиленовые пакеты вместе со своими комплектами крепежа.

Так выглядят тестируемые стрелочные индикаторы:

Далее детально будем рассматривать стрелочный амперметр на 2 А  постоянного тока, так как приборы - абсолютно идентичные, и различаются только пределом измерений.

Габариты лицевой стороны амперметра - 44.8 x 44.5 мм (Ш x В), полная высота амперметра (длина) - 36 мм, высота части амперметра, расположенной сзади лицевой панели - 27.2 мм (приведены данные измерений).

Вид с лицевой стороны:

На шкале расположены только 20 делений - маловато будет! Никто не мешал сделать между ними промежуточные "маленькие" деления, тогда считывание результата было бы проще и точнее.

Справедливости ради надо сказать, что на стрелочном амперметре на 10 А делений больше, их - 25. Это уже лучше.

Нижняя часть лицевой панели (где расположена механическая часть амперметра) символически закрыта от любопытных глаз "матовой" частью переднего защитного стекла.

"Символически" - поскольку стекло можно снять и посмотреть, что за ним находится. Это будет сделано далее.

В нижней части защитного стекла (которое на самом деле - пластик, разумеется) расположены два винта, которые удерживают его на приборе.

Вид амперметра снизу:

Знаками "+" и "-" обозначены контакты для подключения амперметра в цепь с измеряемым током (резьба М3), а два штыря с резьбой М3 в нижней части фото предназначены для закрепления амперметра на приборной панели.

Знаки  "+" и "-" выполнены в виде рельефного утолщения, и заметны не очень хорошо. Чтобы их различить, может потребоваться "повертеть" прибор, подбирая оптимальное падение внешнего освещения для различения знаков полярности.

Что интересно: обозначения полярности есть только на амперметре на 2 А, а на амперметре 10 А полярность не обозначена. "Угадай-ка - интересная игра". :)

Теперь - вид амперметра в профиль сверху:

Толщина передней части амперметра, которая будет расположена наружу от приборной панели - 8.8 мм.

Теперь - снимаем защитное стекло и смотрим на механизм стрелочного амперметра:

Теперь - то же самое, но немного в другом ракурсе:

Механизм - стандартный, вполне соответствующий типовой схеме на протяжении последних ста лет (примерно).

Теоретически, есть даже возможность подстройки нуля, если он вдруг "уплывёт". Но, чтобы он не "ушел" сам, механизм регулировки застопорен красной краской.

Но одна вещь сделана здесь грубовато.

Обратите внимание на капельку припоя, напаянную на нерабочем конце стрелки (правый нижний угол механизма, примерно под буквой "S" магнитной системы).

Видимо, она напаяна для уравновешивания противоположных частей стрелки, чтобы её положение не менялось при повороте прибора из горизонтального положения в вертикальное и обратно.

Стрелка при этом, действительно, положения не меняет; хотя и достигнуто это не слишком изящным способом. Главное - результат!

И, наконец, снимаем шкалу и совсем оголяем механизм:

Здесь видна ещё одна деталь устройства - шунт, соединяющий внешние выводы прибора. За счет падения напряжения на шунте проходит ток через рамку и отклоняется стрелка.

Напряжение на шунте, соответствующее максимальному отклонению стрелки (2 А), составляет 94 мВ.

Шунт на стрелочном амперметре 10 А , соответственно, должен иметь сечение в 5 раз больше.

Кроме шунта, здесь хорошо видно кольцо вокруг магнитной системы прибора (точнее - цилиндр). Его назначение - защита от внешних магнитных полей (экранирование).

Контакты рамки подключены непосредственно к шунту. Из этого проистекает отсутствие термокомпенсации (обычно делается в виде дополнительного резистора, но часто стрелочные приборы производятся без термокомпенсации).

К точности механических компонентов есть претензии.

Я попробовал аккуратно подёргать стрелку прибора вперёд-назад, и обнаружилась её "болтанка" (люфт) примерно на 0.3 - 0.5 мм. Многовато будет!

В комплект амперметра входит также необходимый крепёж, и даже немного сверх необходимого:

На фото в правой стороне - 4 комплекта гаек М3 с необходимыми дополнениями для подключения амперметра к цепи и его монтажа на приборной панели; а в левой стороне - 2 комплекта гаек М4 с дополнениями, которые к прибору никак не подходят (да и не требуются).

Ладно, пусть будут: в кулацком хозяйстве всё пригодится! :)
 

Испытания стрелочных амперметров постоянного тока на 10 А и 2 А

Тестовый стенд состоял из следующих компонентов: лабораторного блока питания, охлаждаемого водой резистора, тестируемого амперметра и цифрового мультиметра, установленного на предел измерений 10 А. Все составные части были соединены последовательно.

Температура окружающей среды - 19 градусов.

Так эта конструкция выглядела в сборе (вид сверху):

При расчётах погрешности считаем показания цифрового мультиметра истинными (его погрешностью пренебрегаем и всю её "сваливаем" на стрелочный индикатор).

Сначала испытываем стрелочный амперметр на 2 А.

Проверка проходила при двух значениях тока: при отклонении стрелки на 1 А и на 2 А.

Вот результат для тока с отклонением стрелки на 1 А:

Погрешность - большая, 13.6%.

Следующий результат - для тока с отклонением стрелки на 2 А:

Здесь ситуация с погрешностью - получше: 6.4%; хотя и это - далеко не идеал.

Переходим к стрелочному амперметру на 10 Ампер.

Проверка производилась при токах с отклонением стрелки на 4 А, 6 А, 10 А.

Результат для тока с отклонением стрелки на 4 А:

Результат - почти абсолютно точный; погрешность - 0.25%.

Далее - результат для тока с отклонением стрелки на 6 А:

Погрешность - 1.2%, очень неплохо.

И, последний результат, для показаний в 10 А:

Погрешность - 4.1%, приемлемо.

В заключение этой главы надо напомнить, что протестированный стрелочный прибор не имеет системы термокопенсации, и его показания будут сильно зависимы от температуры окружающей среды.

Это связано с тем, что сопротивление обмотки из медной проволоки на рамке прибора имеет температурный коэффициент около 0.4% на градус. Соответственно, при изменении температуры на 10 градусов погрешность увеличится на 4%.

А если прибор будет установлен на аппаратуре с сильным нагревом, то погрешность увеличится ещё больше.

Кстати, некоторые древнесоветские недорогие стрелочные приборы тоже строились без термокомпенсации, и факт увеличения погрешности отражался в инструкциях по эксплуатации.

Например, страница инструкции на сверхпопулярный в 1960-х и начале 1970-х годов прибор Ц-20 (нужная часть обведена красной рамкой):

Кстати, нормальной для этого прибора была указана температура +20±5 градусов, а весь допустимый диапазон температур составлял от +10 до +35 градусов.
 

Окончательный диагноз стрелочных амперметров на 2 А и 10 А

Точность протестированных приборов оставляет желать лучшего.

Но, по большому счету, они и не предназначены для точных измерений.

Стрелочные приборы, предназначенные для точных измерений, выглядят совсем по-другому. Это - приборы с крупной шкалой со множеством делений (а не 20 и 25 делений, как у протестированных приборов).

Часто в профессиональных стрелочных приборах делается ещё и "зеркальная" шкала для повышения точности считывания показаний (смотреть на шкалу надо так, чтобы стрелка и её отражение визуально совпали).

А протестированные стрелочные приборы предназначены лишь для приблизительной оценки тока в испытуемой цепи и проверки общего функционирования контролируемой аппаратуры.

Вот с последней задачей они вполне в состоянии справиться.

Что же касается погрешности измерений, то определённая в обзоре погрешность приборов относится именно к протестированным экземплярам приборов; и может рассматриваться только как ориентир, а не как окончательное значение.

Где купить: можно здесь. Там же можно купить амперметры на 1 - 50 Ампер в таких же корпусах (для высоких токов > 10 А дополнительно потребуется шунт).

Реклама. ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН 7703380158

  Ваш Доктор.
 25 февраля 2021 г.

Обзоры других измерительных приборов - здесь.

Весь раздел DIY электроника - здесь.

Вступайте в группу SmartPuls.Ru  Контакте! Анонсы статей и обзоров, актуальные события и мысли о них.

  Комментарии вКонтакте:

При копировании (перепечатке) материалов ссылка на источник (сайт SmartPuls.ru) обязательна!