Класификация на електрически измервателни уреди, символи на везни за инструменти

За да се контролира правилната работа на електрическите инсталации, тествайте ги, определяйте параметрите на електрическите вериги, записвайте консумираната електрическа енергия и т.н., се правят различни електрически измервания. В комуникационните технологии, както и в съвременните технологии, електрическите измервания са от съществено значение. Устройствата, с които се измерват различни електрически величини: ток, напрежение, съпротивление, мощност и т.н., се наричат ​​електрически измервателни уреди.

Панелен амперметър:

Има голям брой различни електрически измервателни уреди. Най -често при производството на електрически измервания се използват следните: амперметри, волтметри, галванометри, ватметри, електрически измервателни уреди, фазомери, фазови индикатори, синхроскопи, честотомери, омметри, мегоммери, съпротивления на земята, измерватели на капацитет и индуктивност, осцилоскопи, измервателни мостове, комбинирани инструменти и измервателни комплекти.

Осцилоскоп:

Електрически измервателен комплект K540 (включва волтметър, амперметър и ватметър):

Класификация на електрическите инструменти според принципа на действие

Според принципа на действие електрическите измервателни уреди са разделени на следните основни видове:

1. Устройства на магнитоелектрическата системавъз основа на принципа на взаимодействие на бобина с ток и външно магнитно поле, създадено от постоянен магнит.

2. NSинструменти за електродинамична система, базиран на принципа на електродинамично взаимодействие на две намотки с токове, едната от които е неподвижна, а другата е подвижна.

3. Устройства на електромагнитната система, в който се използва принципът на взаимодействие на магнитното поле на неподвижна бобина с ток и подвижна желязна плоча, намагнетизирана от това поле.

4. Термоизмервателни уредиизползвайки топлинния ефект на електрически ток. Нагряваният от тока проводник се удължава, увисва и в резултат на това подвижната част на устройството може да се завърти под действието на пружината, която отстранява получената хлабина в жицата.

5. Устройства на индукционната система, базиран на принципа на взаимодействие на въртящо се магнитно поле с токове, индуцирани от това поле в подвижен метален цилиндър.

6. Устройства на електростатична системавъз основа на принципа на взаимодействие на подвижни и неподвижни метални плочи, заредени с противоположни електрически заряди.

7. Устройства на термоелектрическа система, които са комбинация от термодвойка с някакво чувствително устройство, като магнитоелектрична система. Измереният ток, преминаващ през термодвойката, допринася за появата на топлинен ток, действащ върху магнитоелектрическото устройство.

8. Устройства на вибрационна системавъз основа на принципа на механичния резонанс на вибриращите тела. При дадена честота на тока най -интензивно вибрира едната от котвата на електромагнита, чийто период на естествени трептения съвпада с периода на наложените трептения.

9. Електронни измервателни уреди — устройства, чиито измервателни вериги съдържат електронни компоненти. Те се използват за измерване на почти всички електрически величини, както и неелектрически величини, които са преобразувани в електрически.

По типа на четящото устройство се разграничават аналогови и цифрови устройства. В аналоговите инструменти измерената или пропорционална стойност влияе директно върху положението на движещата се част, върху която се намира четящото устройство. В цифровите устройства движещата се част отсъства и измерената или пропорционалната стойност се преобразува в числов еквивалент, записан с цифров индикатор.

Индукционен електромер:

Отклонението на движещата се част в повечето електрически измервателни механизми зависи от стойностите на токовете в техните намотки. Но в случаите, когато механизмът трябва да служи за измерване на величина, която не е пряка функция на тока (съпротивление, индуктивност, капацитет, фазово изместване, честота и т.н.), е необходимо полученият въртящ момент да зависи от измереното количество и не зависи от захранването с напрежение.

За такива измервания се използва механизъм, отклонението на движещата се част на което се определя само от съотношението на токовете в двете му намотки и не зависи от техните стойности. Устройствата, изградени съгласно този общ принцип, се наричат ​​съотношения. Възможно е да се конструира рациометричен механизъм на всяка електрическа измервателна система с характерна особеност — отсъствие на механичен противодействащ момент, създаден от усукване на пружини или стрии.

Легенда на волтметъра:

Фигурите по -долу показват символите на електрическите измервателни уреди според техния принцип на действие.

Определяне на принципа на работа на устройството

Текущи обозначения на типа

Обозначения за клас на точност, позиция на устройството, якост на изолация, влияещи количества

Класификация на електрическите измервателни уреди по вида на измеримата величина

Електрическите измервателни уреди също се класифицират според естеството на количеството, което измерват, тъй като уредите с един и същ принцип на действие, но предназначени за измерване на различни количества, могат да се различават значително един от друг по своята конструкция, да не говорим за мащаба на уреда .

Таблица 1 показва списък със символи за най -често срещаните електрически измервателни уреди.

Таблица 1. Примери за обозначаване на мерни единици, техните кратни и подмножествени

Име Обозначаване Име Обозначаване Килоампер кА Коефициент на мощност cos φ Ампер А Коефициент на реактивна мощност sin φ Милиампер mA Тераом TΩ Микроампер μA Мегаом MΩ Киловолт kV Kilohm kΩ Волт V Ом Ω Миливолт mV Милиома mΩ Мегават MW Microm μΩ Киловат кВт Миливебер mWb Ват W Микрофарад mF Мегавар MVAR Пикофарад pF Киловар kVAR Хенри З Var VAR Милхенри mH Мегахерц MHz Микрохенри μЗ KHz kHz Температурна скала на градуса по Целзий o° С Херц Hz

Степен на фазов ъгъл φo

Класификация на електрическите измервателни уреди според степента на точност

Абсолютната грешка на устройството е разликата между показанията на устройството и истинската стойност на измерената стойност.

Например абсолютната грешка на амперметъра е

δ = Аз — азНС,

където δ (прочетете «делта») — абсолютна грешка в ампери, Аз — отчитане на брояча в ампери, Азд — истинската стойност на измерения ток в ампери.

Ако Аз >Азд, тогава абсолютната грешка на устройството е положителна, и при Аз <Азъ, това е отрицателно.

Корекцията на устройството е стойност, която трябва да се добави към показанията на устройството, за да се получи истинската стойност на измерената стойност.

Азe = Аз — δ = I + (-δ)

Следователно корекцията на устройството е стойността на рабсолютната абсолютна грешка на устройството, но противоположна на него в знак. Например, ако амперметърът показва 1 = 5 А, и абсолютната грешка на устройството е δ= 0,1 а, тогава истинската стойност на измерената стойност е I = 5+ (-0,1) = 4,9 а.

Намалената грешка на устройството е съотношението на абсолютната грешка към възможно най -голямото отклонение на индикатора на устройството (номинално отчитане на устройството).

Например за амперметър

β = (δ / In) 100% = ((Аз — азNS) / В) 100%

където β — намалена грешка в проценти, In е номиналното отчитане на инструмента.

Точността на устройството се характеризира със стойността на максималната му намалена грешка. Според ГОСТ 8.401-80 устройствата са разделени на 9 според степента на тяхната точност класове: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 1,5, 2,5 и 4,0. Ако например това устройство има клас на точност 1,5, това означава, че максималната му намалена грешка е 1,5%.

Електрически измервателни уреди с класове на точност 0,02, 0,05, 0,1 и 0,2, като най -точните, се използват там, където се изисква много висока точност на измерване. Ако устройството има намалена грешка над 4%, то се счита за извън клас.

Инструмент за измерване на фазов ъгъл с клас на точност 2.5:

Чувствителност и константа на измервателното устройство

Чувствителността на устройството е съотношението на ъгловото или линейното движение на показалеца на устройството на единица от измерената стойност. Ако скалата на устройството е еднаква, тогава чувствителността му в цялата скала е еднаква.

Например, чувствителността на амперметър с еднаква скала се определя от формулата

S = Δα / ΔI,

където С — чувствителност на амперметъра в деления на ампер, ΔАз — нарастване на тока в ампери или милиампери, Δα — увеличение на ъгловото изместване на индикатора на устройството в градуси или милиметри.

Ако скалата на устройството е неравномерна, тогава чувствителността на устройството в различни области на скалата е различна, тъй като едно и също увеличение (например ток) ще съответства на различни стъпки на ъгловото или линейното изместване на индикатора на инструмент.

Реципрочната чувствителност на инструмента се нарича константа на инструмента. Следователно константата на устройството е единичната цена на устройството или, с други думи, стойността, с която отчитането на скалата в деления трябва да се умножи, за да се получи измерената стойност.

Например, ако константата на устройството е 10 mA / div (десет милиампера на деление), тогава когато показалецът му се отклони от α = 10 деления, измерената стойност на тока е I = 10 · 10 = 100 mA.

Ватметър:

Схема на свързване на ватметър и обозначения на устройството (феродинамично устройство за измерване на променлива и постоянна мощност с хоризонтално положение на скалата, измервателната верига е изолирана от корпуса и изпитваното напрежение е 2 kV, клас на точност е 0,5):

Калибриране на измервателни уреди — определяне на грешки или корекции за набор от стойности на скалата на инструмента чрез сравняване в различни комбинации на отделни стойности на скалата помежду си. Сравнението се основава на една от стойностите на скалата. Калибрирането се използва широко в практиката на точна метрологична работа.

Най -простият начин за калибриране е да сравните всеки размер с номинално равен (разумно правилен) размер. Това понятие не трябва да се бърка (както често се прави) с градуирането (калибрирането) на измервателните уреди, което е метрологична операция, чрез която на скалните раздели на измервателния уред се дават стойности, изразени в определени мерни единици.

Загуба на енергия в устройствата

Електрическите измервателни устройства консумират енергия по време на работа, която обикновено се преобразува в топлинна енергия. Загубата на мощност зависи от режима във веригата, както и от системата и дизайна на устройството.

Ако измерената мощност е относително малка и следователно токът или напрежението във веригата са относително малки, тогава загубата на мощност на енергия в самите устройства може значително да повлияе на режима на изследваната верига и показанията на устройствата могат имат доста голяма грешка. За точни измервания във вериги, където развитите мощности са относително малки, е необходимо да се знае силата на загубите на енергия в устройствата.

Таблица 2 показва средните стойности на загуби на мощност на енергия в различни системи на електрически измервателни уреди.

Инструментална система Волтметри 100 V, W Амперметри 5A, W Магнитоелектрик 0,1 — 1,0 0,2 — 0,4 Електромагнитен 2,0 — 5,0 2,0 — 8,0 Индукция 2,0 — 5,0 1,0 — 4,0 Електродинамичен 3,0 — 6,0 3,5 — 10 Термичен 8,0 — 20,0 2,0 — 3,0