Klasifikácia elektrických meracích prístrojov, symboly prístrojovej stupnice

Za účelom kontroly správnej činnosti elektroinštalácie, ich testovania, určovania parametrov elektrických obvodov, zaznamenávania spotrebovanej elektrickej energie a pod., sa vykonávajú rôzne elektrické merania. V komunikačnej technike, rovnako ako v modernej technike, sú elektrické merania nevyhnutné. Zariadenia, pomocou ktorých sa merajú rôzne elektrické veličiny: prúd, napätie, odpor, výkon atď., sa nazývajú elektrické meracie prístroje.

Panelový ampérmeter:

Existuje veľké množstvo rôznych elektromerov. Pri výrobe elektrických meraní sa najčastejšie používajú: ampérmetre, voltmetre, galvanometre, wattmetre, elektrické meracie prístroje, fázové merače, fázové indikátory, synchroskopy, frekvenčné merače, ohmmetre, megohmmetre, zemné odpory, merače kapacity a indukčnosti, osciloskopy, meracie mostíky, kombinované nástroje a meracie súpravy.

Osciloskop:

Elektrická meracia súprava K540 (obsahuje voltmeter, ampérmeter a wattmeter):

Klasifikácia elektrického náradia podľa princípu činnosti

Podľa princípu činnosti sú elektrické meracie zariadenia rozdelené do nasledujúcich hlavných typov:

1. Zariadenia magnetoelektrického systému založené na princípe interakcie cievky s prúdom a vonkajším magnetickým poľom vytvoreným permanentným magnetom.

2. NStools pre elektrodynamický systém založený na princípe elektrodynamickej interakcie dvoch cievok s prúdmi, z ktorých jedna je stacionárna a druhá je pohyblivá.

3. Zariadenia elektromagnetického systému, v ktorých sa využíva princíp interakcie magnetického poľa stacionárnej cievky s prúdom a pohyblivou železnou platňou zmagnetizovanou týmto poľom.

4. Teplomery využívajúce tepelný účinok elektrického prúdu. Drôt zohriaty prúdom sa vysúva, visí nadol a v dôsledku toho sa pohyblivá časť zariadenia môže otáčať pôsobením pružiny, čím sa odstráni výsledná vôľa drôtu.

5. Zariadenia indukčného systému, založené na princípe interakcie rotujúceho magnetického poľa s prúdmi indukovanými týmto poľom v pohyblivom kovovom valci.

6. Zariadenia elektrostatického systému založené na princípe interakcie pohyblivých a nepohyblivých kovových dosiek nabitých opačnými elektrickými nábojmi.

7. Zariadenia termoelektrického systému, ktoré sú kombináciou termočlánku s nejakým citlivým zariadením, ako je magnetoelektrický systém. Nameraný prúd prechádzajúci termočlánkom prispieva k vzniku tepelného prúdu pôsobiaceho na magnetoelektrické zariadenie.

8.Zariadenia vibračného systému založené na princípe mechanickej rezonancie vibrujúcich telies. Pri danej frekvencii prúdu najintenzívnejšie vibruje jedna z kotiev elektromagnetu, ktorej perióda vlastných kmitov sa zhoduje s periódou uložených kmitov.

9. Elektronické meracie prístroje - prístroje, ktorých meracie obvody obsahujú elektronické súčiastky. Používajú sa na meranie takmer všetkých elektrických veličín, ako aj neelektrických veličín, ktoré boli prevedené na elektrické.

Podľa typu čítacieho zariadenia sa rozlišujú analógové a digitálne zariadenia. V analógových prístrojoch nameraná alebo proporcionálna hodnota priamo ovplyvňuje polohu pohyblivej časti, na ktorej je umiestnené čítacie zariadenie. V digitálnych zariadeniach pohyblivá časť chýba a nameraná alebo proporcionálna hodnota sa prevedie na číselný ekvivalent zaznamenaný digitálnym indikátorom.

Indukčný merač:

Vychýlenie pohyblivej časti vo väčšine elektrických meracích mechanizmov závisí od hodnôt prúdov v ich vinutiach. Ale v prípadoch, keď mechanizmus musí slúžiť na meranie veličiny, ktorá nie je priamou funkciou prúdu (odpor, indukčnosť, kapacita, fázový posun, frekvencia a pod.), je potrebné, aby výsledný krútiaci moment závisel od meranej veličiny resp. nezávislý od napájacieho napätia.

Na takéto merania sa používa mechanizmus, ktorého odchýlka pohyblivej časti je určená len pomerom prúdov v jeho dvoch vinutiach a nezávisí od ich hodnôt. Zariadenia postavené podľa tohto všeobecného princípu sa nazývajú pomery.Je možné skonštruovať pomerový mechanizmus akéhokoľvek elektrického meracieho systému s charakteristickou vlastnosťou — absenciou mechanického protichodného momentu vznikajúceho krútením pružín alebo strií.

Legenda voltmetra:

Na obrázkoch nižšie sú zobrazené symboly elektromerov podľa princípu ich činnosti.

Stanovenie princípu činnosti zariadenia

Aktuálne typové označenia

Označenia pre triedu presnosti, polohu zariadenia, pevnosť izolácie, ovplyvňujúce veličiny

Klasifikácia elektrických meracích prístrojov podľa druhu meranej veličiny

Elektromery sa tiež klasifikujú podľa povahy veličín, ktoré merajú, keďže prístroje s rovnakým princípom činnosti, ale určené na meranie rôznych veličín, sa môžu navzájom značne líšiť svojou konštrukciou, nehovoriac o stupnici na prístroji.

Tabuľka 1 zobrazuje zoznam symbolov pre najbežnejšie elektromery.

Tabuľka 1. Príklady označenia meracích jednotiek, ich násobkov a podmnožín

Názov Označenie Názov Označenie Kiloampér kA Účiník cos φ Ampér A Reaktívny účinník sin φ Miliampér mA Teraohm TΩ Mikroampér μA Megaohm MΩ Kilovolt kV Kilohm kΩ Volt V Ohm Ω Millivolt mV Miliohm mΩ Kilowatt Watt Micro WmΩ Kilowatt Watt W F Megavar MVAR Picofarad pF Kilovar kVAR Henry H Var VAR Milhenry mH Megahertz MHz Microhenry µH KHz kHz Teplotná stupnica stupne Celzia o° C Hertz Hz

Stupeň fázového uhla φo

Klasifikácia elektrických meracích prístrojov podľa stupňa presnosti

Absolútna chyba prístroja je rozdiel medzi údajom prístroja a skutočnou hodnotou nameranej hodnoty.

Napríklad absolútna chyba ampérmetra je

δ = I – aiH,

kde δ (čítaj "delta") — absolútna chyba v ampéroch, Az — údaj merača v ampéroch, Azd — skutočná hodnota nameraného prúdu v ampéroch.

Ak I > Azd, tak absolútna chyba zariadenia je kladná a ak I < I, je záporná.

Korekcia prístroja je hodnota, ktorá sa musí pripočítať k údaju prístroja, aby sa získala skutočná hodnota nameranej hodnoty.

Aze = I – δ = I + (-δ)

Korekcia prístroja je teda hodnota rabsolútnej absolútnej chyby prístroja, ale opačne ako v znamienku. Napríklad, ak ampérmeter ukazuje 1 = 5 A a absolútna chyba zariadenia je δ= 0,1 a, potom skutočná hodnota nameranej hodnoty je I = 5+ (-0,1) = 4,9 a.

Redukovaná chyba prístroja je pomer absolútnej chyby k najväčšej možnej odchýlke indikátora prístroja (nominálny údaj prístroja).

Napríklad pre ampérmeter

β = (δ / In) 100 % = ((I – INS) / In) 100 %

kde β – znížená chyba v percentách, In je nominálna hodnota prístroja.

Presnosť zariadenia je charakterizovaná hodnotou jeho maximálnej redukovanej chyby. Podľa GOST 8.401-80 sú zariadenia rozdelené do 9 podľa stupňa ich tried presnosti: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 1,5, 2,5 a 4,0. Napríklad, ak má toto zariadenie triedu presnosti 1,5, znamená to, že jeho maximálna znížená chyba je 1,5 %.

Elektromery s triedami presnosti 0,02, 0,05, 0,1 a 0,2 ako najpresnejšie sa používajú tam, kde sa vyžaduje veľmi vysoká presnosť merania. Ak má zariadenie zníženú chybu o viac ako 4 %, považuje sa za mimo triedy.

Prístroj na meranie fázového uhla s triedou presnosti 2,5:

Citlivosť a konštanta meracieho zariadenia

Citlivosť zariadenia je pomer uhlového alebo lineárneho pohybu ukazovateľa zariadenia na jednotku nameranej hodnoty.Ak mierka zariadenia je rovnaká, potom je jeho citlivosť v celej škále rovnaká.

Napríklad citlivosť ampérmetra s rovnakou stupnicou je určená vzorcom

S = Δα / ΔI,

kde C — citlivosť ampérmetra v ampérových dielikoch, ΔAz — zvýšenie prúdu v ampéroch alebo miliampéroch, Δα — zvýšenie uhlového posunu indikátora zariadenia v stupňoch alebo milimetroch.

Ak je mierka zariadenia nerovnomerná, potom je citlivosť zariadenia v rôznych oblastiach stupnice odlišná, pretože rovnaké zvýšenie (napríklad prúd) bude zodpovedať rôznym krokom uhlového alebo lineárneho posunu indikátora nástroj.

Recipročná citlivosť prístroja sa nazýva prístrojová konštanta. Konštanta zariadenia je teda jednotková cena zariadenia, alebo inými slovami, hodnota, ktorou sa musí vynásobiť údaj na stupnici v dielikoch, aby sa získala nameraná hodnota.

Napríklad, ak je konštanta zariadenia 10 mA / div (desať miliampérov na dielik), potom keď sa jeho ukazovateľ odchyľuje od α = 10 dielikov, nameraná hodnota prúdu je I = 10 · 10 = 100 mA.

Wattmeter:

Schéma zapojenia wattmetra a označenie prístroja (ferodynamický prístroj na meranie premenlivého a konštantného výkonu s horizontálnou polohou stupnice, merací obvod je izolovaný od puzdra a skúšané napätie je 2 kV, trieda presnosti je 0,5):

Kalibrácia meracích prístrojov — určenie chýb alebo opráv pre sadu hodnôt stupnice prístroja porovnaním rôznych kombinácií jednotlivých hodnôt stupnice medzi sebou. Porovnanie je založené na jednej z hodnôt stupnice.Kalibrácia je široko používaná v praxi presnej metrológie.

Najjednoduchší spôsob kalibrácie je porovnať každú veľkosť s nominálne rovnakou (primerane správnou) veľkosťou. Tento koncept by sa nemal zamieňať (ako sa to často robí) s delením (kalibráciou) meracích prístrojov, čo je metrologická operácia, pri ktorej sú dieliky stupnice meracieho prístroja dané hodnoty vyjadrenými v určitých meracích jednotkách.

Strata energie v zariadeniach

Elektrické meracie prístroje spotrebúvajú počas prevádzky energiu, ktorá sa zvyčajne premieňa na tepelnú energiu. Strata výkonu závisí od režimu v obvode, ako aj od konštrukcie systému a zariadenia.

Ak je nameraný výkon relatívne malý, a preto je prúd alebo napätie v obvode relatívne malé, potom môže strata energie v samotných zariadeniach výrazne ovplyvniť režim skúmaného obvodu a hodnoty zariadení môžu mať dosť veľká chyba. Pre presné merania v obvodoch, kde sú vyvinuté výkony relatívne malé, je potrebné poznať silu strát energie v zariadeniach.

Tabuľka 2 ukazuje priemerné hodnoty strát energie v rôznych systémoch elektromerov.

Prístrojový systém Voltmetre 100 V, W Ampérmetre 5A, W Magnetoelektrické 0,1 — 1,0 0,2 — 0,4 Elektromagnetické 2,0 — 5,0 2,0 — 8,0 Indukčné 2,0 — 5,0 1 ,0 — 4,0 Elektrodynamické 3,0 — 5,0 6,0. 3.0