Razvrstitev električnih merilnih instrumentov, simboli lestvice instrumentov

Za kontrolo pravilnega delovanja električnih inštalacij, njihovo testiranje, določanje parametrov električnih tokokrogov, beleženje porabljene električne energije itd., se izvajajo različne električne meritve. V komunikacijski tehnologiji, tako kot v sodobni tehnologiji, so električne meritve bistvenega pomena. Naprave, s katerimi se merijo različne električne veličine: tok, napetost, upor, moč itd., Imenujemo električni merilni instrumenti.

Panelni ampermeter:

Obstaja veliko število različnih električnih števcev. Pri izdelavi električnih meritev se najpogosteje uporabljajo: ampermetri, voltmetri, galvanometri, vatmetri, električne merilne naprave, fazometri, fazni indikatorji, sinhronoskopi, frekvencmetri, ohmmetri, megaommetri, zemeljski uporniki, merilniki kapacitivnosti in induktivnosti, osciloskopi, merilni mostički, kombinirana orodja in merilni seti.

Osciloskop:

Električni merilni set K540 (vključuje voltmeter, ampermeter in vatmeter):

Razvrstitev električnih orodij po principu delovanja

Glede na načelo delovanja so električne merilne naprave razdeljene na naslednje glavne vrste:

1. Naprave magnetoelektričnega sistema, ki temeljijo na principu interakcije tuljave s tokom in zunanjim magnetnim poljem, ki ga ustvarja trajni magnet.

2. NStools za elektrodinamični sistem, ki temelji na principu elektrodinamične interakcije dveh tuljav s tokom, od katerih je ena mirujoča, druga pa gibljiva.

3. Naprave elektromagnetnega sistema, v katerih se uporablja princip interakcije magnetnega polja stacionarne tuljave s tokom in premične železne plošče, magnetizirane s tem poljem.

4. Termomerilne naprave, ki uporabljajo toplotni učinek električnega toka. Žica, segreta s tokom, se razteza, visi navzdol in posledično se lahko gibljivi del naprave vrti pod delovanjem vzmeti, ki odstrani nastalo ohlapnost žice.

5. Naprave indukcijskega sistema, ki temeljijo na principu interakcije rotirajočega magnetnega polja s tokovi, ki jih inducira to polje v premičnem kovinskem valju.

6. Naprave elektrostatičnega sistema, ki temeljijo na principu interakcije premičnih in nepremičnih kovinskih plošč, nabitih z nasprotnimi električnimi naboji.

7. Naprave termoelektričnega sistema, ki so kombinacija termočlena z občutljivo napravo, kot je magnetoelektrični sistem. Izmerjeni tok, ki teče skozi termočlen, prispeva k pojavu toplotnega toka, ki deluje na magnetoelektrično napravo.

8.Naprave za vibracijski sistem, ki temeljijo na principu mehanske resonance nihajočih teles. Pri določeni tokovni frekvenci najmočneje vibrira ena od armatur elektromagneta, katere obdobje lastnih nihanj sovpada z obdobjem vsiljenih nihanj.

9. Elektronske merilne naprave - naprave, katerih merilna vezja vsebujejo elektronske komponente. Uporabljajo se za merjenje skoraj vseh električnih veličin, pa tudi neelektričnih veličin, ki so bile pretvorjene v električne.

Glede na vrsto naprave za odčitavanje ločimo analogne in digitalne naprave. Pri analognih instrumentih izmerjena ali proporcionalna vrednost neposredno vpliva na položaj gibljivega dela, na katerem se nahaja odčitavalna naprava. V digitalnih napravah gibljivi del ni in izmerjena ali proporcionalna vrednost se pretvori v numerični ekvivalent, zabeležen z digitalnim indikatorjem.

Indukcijski števec:

Odklon gibljivega dela v večini električnih merilnih mehanizmov je odvisen od vrednosti tokov v njihovih navitjih. Toda v primerih, ko mora mehanizem služiti za merjenje količine, ki ni neposredna funkcija toka (upor, induktivnost, kapacitivnost, fazni zamik, frekvenca itd.), je potrebno, da je nastali navor odvisen od izmerjene količine in neodvisno od napajalne napetosti.

Za takšne meritve se uporablja mehanizem, katerega odstopanje gibljivega dela je določeno samo z razmerjem tokov v njegovih dveh navitjih in ni odvisno od njihovih vrednosti. Naprave, izdelane po tem splošnem načelu, se imenujejo razmerja.Možno je sestaviti razmerjemetrični mehanizem katerega koli električnega merilnega sistema z značilnostjo - odsotnostjo mehanskega nasprotnega momenta, ki ga ustvari torzija vzmeti ali strij.

Legenda voltmetra:

Spodnje slike prikazujejo simbole električnih števcev glede na njihov princip delovanja.

Določitev principa delovanja naprave

Trenutne oznake tipa

Oznake za razred točnosti, položaj naprave, izolacijsko trdnost, vplivne veličine

Razvrstitev električnih merilnih naprav glede na vrsto merjene veličine

Električni števci so razvrščeni tudi glede na naravo količine, ki jo merijo, saj se lahko instrumenti z enakim principom delovanja, vendar namenjeni merjenju različnih veličin, med seboj zelo razlikujejo po svoji konstrukciji, da o lestvici na napravi niti ne govorimo.

Tabela 1 prikazuje seznam simbolov za najpogostejše električne števce.

Tabela 1. Primeri označevanja merskih enot, njihovih večkratnikov in podmnožic

Ime Oznaka Ime Oznaka Kiloamper kA Faktor moči cos φ Amper A Faktor jalove moči sin φ Miliamper mA Teraohm TΩ Mikroamper μA Megaohm MΩ Kilovolt kV Kilohm kΩ Volt V Ohm Ω Milivolt mV Miliohm mΩ Megavat MW Mikrom μΩ Kilovat Milliweber mWb Watt W Mikrofarad mF Megavar MVAR Picofarad pF Kilovar kVAR Henry H Var VAR Milhenry mH Megahertz MHz Microhenry µH KHz kHz Temperaturna lestvica stopinj Celzija o° C Hertz Hz

Stopnja faznega kota φo

Razvrstitev električnih merilnih instrumentov glede na stopnjo točnosti

Absolutna napaka naprave je razlika med odčitkom naprave in resnično vrednostjo izmerjene vrednosti.

Na primer, absolutna napaka ampermetra je

δ = I - aiH,

kjer je δ (beri "delta") — absolutna napaka v amperih, Az — odčitek števca v amperih, Azd — dejanska vrednost izmerjenega toka v amperih.

Če je I > Azd, je absolutna napaka naprave pozitivna, če je I < I, pa negativna.

Popravek naprave je vrednost, ki jo je treba dodati odčitku naprave, da dobimo pravo vrednost izmerjene vrednosti.

Aze = I — δ = I + (-δ)

Zato je popravek naprave vrednost absolutne absolutne napake naprave, vendar v nasprotju s predznakom. Na primer, če ampermeter kaže 1 = 5 A, absolutna napaka naprave pa je δ = 0,1 a, potem je prava vrednost izmerjene vrednosti I = 5+ (-0,1) = 4,9 a.

Zmanjšana napaka naprave je razmerje med absolutno napako in največjim možnim odstopanjem indikatorja naprave (nazivni odčitek naprave).

Na primer za ampermeter

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

kjer je β zmanjšana napaka v odstotkih, In je nominalni odčitek instrumenta.

Natančnost naprave je označena z vrednostjo njene največje zmanjšane napake. V skladu z GOST 8.401-80 so naprave razdeljene na 9 glede na stopnjo njihovih razredov točnosti: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 1,5, 2,5 in 4,0. Na primer, če ima ta naprava razred točnosti 1,5, to pomeni, da je njena največja zmanjšana napaka 1,5 %.

Električni števci razredov točnosti 0,02, 0,05, 0,1 in 0,2 kot najbolj natančni se uporabljajo tam, kjer je zahtevana zelo visoka merilna natančnost. Če ima naprava zmanjšano napako več kot 4%, se šteje, da ni v razredu.

Instrument za merjenje faznega kota z razredom točnosti 2,5:

Občutljivost in konstanta merilne naprave

Občutljivost naprave je razmerje med kotnim ali linearnim premikanjem kazalca naprave na enoto izmerjene vrednosti.če lestvica naprave je enaka, potem je njegova občutljivost na celotni skali enaka.

Na primer, občutljivost ampermetra z isto lestvico je določena s formulo

S = Δα / ΔI,

kjer je C - občutljivost ampermetra v amperskih enotah, ΔAz - povečanje toka v amperih ali miliamperih, Δα - povečanje kotnega premika indikatorja naprave v stopinjah ali milimetrih.

Če je lestvica naprave neenakomerna, je občutljivost naprave na različnih območjih lestvice različna, saj bo enako povečanje (na primer tok) ustrezalo različnim korakom kotnega ali linearnega premika indikatorja instrument.

Recipročna občutljivost instrumenta se imenuje konstanta instrumenta. Konstanta naprave je torej cena na enoto naprave ali z drugimi besedami vrednost, s katero je treba pomnožiti odčitek v razdelkih, da dobimo izmerjeno vrednost.

Na primer, če je konstanta naprave 10 mA / div (deset miliamperov na delitev), potem ko njen kazalec odstopa od α = 10 delitev, je izmerjena vrednost toka I = 10 · 10 = 100 mA.

vatmeter:

Priključna shema vatmetra in oznake naprave (ferodinamična naprava za merjenje spremenljive in konstantne moči z vodoravnim položajem skale, merilno vezje je izolirano od ohišja in testirana napetost je 2 kV, razred točnosti 0,5):

Kalibracija merilnih instrumentov - določanje napak ali popravkov za niz vrednosti lestvice instrumenta s primerjavo različnih kombinacij posameznih vrednosti lestvice med seboj. Primerjava temelji na eni izmed vrednosti lestvice.Kalibracija se pogosto uporablja v praksi natančnega meroslovja.

Najenostavnejši način kalibracije je primerjava vsake velikosti z nominalno enako (razumno pravilno) velikostjo. Tega koncepta ne smemo zamenjevati (kot se to pogosto počne) z gradacijo (kalibracijo) merilnih instrumentov, ki je meroslovna operacija, s katero razdelki lestvice merilnega instrumenta dobijo vrednosti, izražene v določenih merskih enotah.

Izguba moči v napravah

Električne merilne naprave med delovanjem porabljajo energijo, ki se običajno pretvori v toplotno energijo. Izguba moči je odvisna od načina v tokokrogu ter od zasnove sistema in naprave.

Če je izmerjena moč sorazmerno majhna in je zato tok ali napetost v tokokrogu sorazmerno majhna, potem lahko izguba moči energije v samih napravah bistveno vpliva na način proučevanega tokokroga, odčitki naprav pa lahko precej velika napaka. Za natančne meritve v tokokrogih, kjer so razvite moči relativno majhne, ​​je potrebno poznati jakost izgub energije v napravah.

Tabela 2 prikazuje povprečne vrednosti izgub energije v različnih sistemih števcev električne energije.

Instrumentacijski sistem Voltmetri 100 V, W Ampermetri 5 A, W Magnetoelektrični 0,1 — 1,0 0,2 — 0,4 Elektromagnetni 2,0 — 5,0 2,0 — 8,0 Indukcijski 2,0 — 5,0 1,0 — 4,0 Elektrodinamični 3,0 — 6,0 3,5 — 10 Termični 8,0 — 2 0,0 2,0 — 3,0