A mutatós árammérõ mûszereket hogyan kell bekötni?

Az áram mérése:

A villamos mérõmûszerekkel mért mennyiségek bemeneti jele legtöbbször villamos mennyiség. A elektromechanikus mérõmûszerek általában az áram mágneses hatása alapján mûködnek. Egy állandó mágneses térbe helyezett tekercsen áthaladó áram ellen mágneses teret gerjeszt, és ennek hatására a tekercs elmozdítja a ráerõsített mutatót. A mutató az átfolyó árammal arányosan mozdul el. Az árammérõknél a leolvasott érték az átfolyó árammal arányos. Az idõk folyamán sokféle konstrukció alakult ki. Ezekkel egyen és váltakozófeszültség és áram is mérhetõ. 

A legelterjedtebbek a tûcsapágyazású depree mûszerek, ahol a tekercs állandó mágneses térben egy tengelyt fordít el , és a mutató egy körív mentén mozog. Az erõ egy rugó ellenében hat, és a mûszer mutatóját árammentes állapotban ez az erõ hozza vissza a nulla helyzetbe. A rendszer elõnyös tulajdonsága, a kicsi súrlódás miatt kevés energiát von el a mérõkörbõl ezért minimálisan befolyásolja a mért értéket. A mért érték sajnos mégsem azonos a mért mennyiség valódi értékével, attól többé kevésbé eltérhet. Ennek oka a mûszer a skála , valamint a leolvasási módszer pontatlanságából eredhet. A tartozékok (elõtétek, söntök) hibái is módosíthatják kis mértékben a mutatott értéket. A mûszereknél a hibákat egy összevont számmal jellemzik, ez a pontossági osztály. Az értéke lehet 0.1 , 0.2 , 0.5, 1 , 1.5 , 2, 5 százalék. Ez a szám a maximális eltérést jelenti a mért és mutatott érték között + és – irányban a végértékre vetített százalékos értékben. Tehát például a képen látható 3A-es 2,5% hibahatárú mûszer leolvasott értékének eltérése a mért értéktõl +- 0,075A ( 75mA) lehet. A hibahatárt a skálán látható kis számmal jelölik. A patkó alak jelzi, hogy depree mûszerrõl van szó.
A mért érték általában a leolvasott érték és a skálaállandó szorzata. A mért mennyiséget a skála alatt feltüntetett A mint Amper ( áram ) értékben olvashatjuk le. A skálaállandót a bekapcsolt sönt értékek határozzák meg. Alap esetben ez az érték egy , ha a mûszer közvetlenül van skálázva. Tehát pl. a képen látható mûszer a kapcsaira kötött max. 3A mérésére használható és a mért érték közvetlenül leolvasható. Megfelelõ elõtéttel használható például 30A mérésére is , de akkor a skálán leolvasott értéket 10 -el szorozni kell , tehát a skálaállandó 10.

A mûszer méréstartományát megfelelõ sönt megválasztásával megváltoztathatjuk. A méréstartomány passzív elõtéttel ( sönt ellenállás ) megnövelhetõ , és aktív erõsítõ használatával pedig a mûszer árammérésre érzékenyebbé tehetõ. A sönt ellenállások használatánál számítani kell hogy a nagyobb áramok az elõtétet melegíthetik. A képen különféle ellenállások láthatók. 

Az alacsony értékû ellenállások erre a célra gyártott huzalból is készíthetõk. Általában manganint huzalt használunk, könnyen kezelhetõ és stabil idõben és hõmérsékletben is az ellenállásuk. A manganin fajlagos ellenállása 0,43Ohm*mm2/m . Hõfokegyütthatója 0,2*0.00001 és hõvillamos feszültsége 1 uV / Celzius fok, ha rézdróthoz kapcsoljuk. A megengedett maximális hõmérséklete 300 Cfok . A drót ellenállása az R = ro * L / A képlet szerint számolható, ahol a ro a huzal fajlagos ellenállása, az l a hossza , és az A a huzal keresztmetszete. A huzalgyártók általában ráírják azt is, hogy a huzal egy métere mennyi Ohmos. A mûszerek skálahatárai általában a következõ sor szerint alakulhatnak: 1 – 1.2 – 1.5 – 2.5 – 3.0 – 4.0 – 5.0 – 6.0 – 8.0 és a skála osztás olyan, hogy a szorzókkal a mért érték könnyen kiszámítható legyen. 

Az áramméréshez használhatunk szabványos söntöket is, ezek kapocsfeszültsége általában 60mV-os . Az árammérõ mûszerek alap érzékenységét egy határ áram értékkel és a belsõ ellenállásukkal szokták jellemezni . Az alap müszerek általában 60 vagy 100uA -es méréshatárúak és 60 mV-os kapocsfeszültségûek. Ismeretlen árammérõ mûszer érzékenységét könnyen bemérhetjük. Egy változtatható ellenálláson keresztül ismert feszültséget kötünk a mûszerre. Az ellenállást addig csökkentsük amíg a mûszer pontosan a végkitérésbe jut, közben megmérjük a rajta folyó áramot , és a kapcsain lévõ feszültséget. Ebbõl a mûszer belsõ ellenállása az R= U/I képlettel kiszámítható. A mérés egyszerûbben, egy mûszerrel is elvégezhetõ, ha elfogadjuk a végkitérés értéket, és egy Ohm mérõvel megmérjük a tekercs belsõ ellenállását. A kettõt elosztva megkapjuk az érzékenységet. Sönt ellenállásként lehetõleg pontosabb ellenállást használjunk mint a mûszer pontossági osztálya. Pl egy 5% mûszerhez legalább 1% pontosságú ellenállást használva az eredõ lényegesen nem rontja le az eredeti pontosságot. Az elõtét ellenállás kiszámítását aránypárral végezhetjük. Az érzékenység felfogható úgy, hogy a végkitéréskor a bemenõ áram a belsõ ellenálláson és a söntön eloszlik. A két ellenállás a képen láthatóan, párhuzamosan kapcsolódik. Tehát a sönt ellenállás és a belsõ ellenállás vezetésének aránya megadja a mûszeren és az elõtéten átfolyó áramok arányát .
Ezek szerint Im / Is = 1/Rm / 1/ Rs, ahol az Im a mûszeren végkitérésben átfolyó áram, míg az Is a söntellenálláson átfolyó áram, amelyre igaz , hogy a Mért áram I = Im + Is.
A  kívánt I méréshatárhoz a sönt tehát Rs = 1/Rm * ( Im / I-Im ). A képlet szerint ha a mûszer belsõ ellenállása pl 1Ohm és 3A-os méréshatára van és ki szeretnénk terjeszteni 30A-ra akkor Re = 1 * ( 3 / 30 – 3 ) = 0,111 Ohm az elõtét ellenállás értéke. Egyenáramú mûszer esetén ügyeljünk a helyes polaritásra. A mûszerek általában a méréshatár kétszeresénél nagyobb áramot már nem bírnak ki , túlterhelésnél tönkremehetnek. Ismeretlen áram mérésekor mindig a nagyobb méréstartományú elõtéttel próbálkozzunk , és csak szükség esetén kapcsoljuk a kisebb elõtét értéket. A feszített szálas és lengõ tekercses mûszerek leejtéskor mechanikusan megsérülhetnek. Ezeket általában akkutöltõbe, tápegységbe beépítve használhatjuk. Mozgó , rezgõ gépbe beépítésük nem tanácsos.