Ταξινόμηση ηλεκτρικών οργάνων μέτρησης, σύμβολα κλίμακας οργάνων

Για τον έλεγχο της σωστής λειτουργίας των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων, τον έλεγχο τους, τον προσδιορισμό των παραμέτρων των ηλεκτρικών κυκλωμάτων, την καταγραφή της ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται κ.λπ., γίνονται διάφορες ηλεκτρικές μετρήσεις. Στην τεχνολογία των επικοινωνιών, όπως και στη σύγχρονη τεχνολογία, οι ηλεκτρικές μετρήσεις είναι απαραίτητες. Οι συσκευές με τις οποίες μετρώνται διάφορα ηλεκτρικά μεγέθη: ρεύμα, τάση, αντίσταση, ισχύς κ.λπ., ονομάζονται ηλεκτρικά όργανα μέτρησης.

Αμπερόμετρο πίνακα:

Υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός διαφορετικών ηλεκτρικών μετρητών. Τα ακόλουθα χρησιμοποιούνται συχνότερα για την παραγωγή ηλεκτρικών μετρήσεων: αμπερόμετρα, βολτόμετρα, γαλβανόμετρα, βαττόμετρα, ηλεκτρικές συσκευές μέτρησης, μετρητές φάσης, δείκτες φάσης, συγχρονόμετρα, συχνόμετρα, ωμόμετρο, μεγόμετρα, αντιστάσεις γείωσης, μετρητές χωρητικότητας και επαγωγής, παλμογράφοι, γέφυρες μέτρησης, συνδυαστικά εργαλεία και σετ μέτρησης.

Παλμοσκόπιο:

Ηλεκτρικό σετ μέτρησης K540 (περιλαμβάνει βολτόμετρο, αμπερόμετρο και βατόμετρο):

Ταξινόμηση ηλεκτρικών εργαλείων σύμφωνα με την αρχή λειτουργίας

Σύμφωνα με την αρχή της λειτουργίας, οι ηλεκτρικές συσκευές μέτρησης χωρίζονται στους ακόλουθους κύριους τύπους:

1. Συσκευές του μαγνητοηλεκτρικού συστήματος που βασίζονται στην αρχή της αλληλεπίδρασης του πηνίου με ένα ρεύμα και ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από έναν μόνιμο μαγνήτη.

2. NStools για ηλεκτροδυναμικό σύστημα που βασίζεται στην αρχή της ηλεκτροδυναμικής αλληλεπίδρασης δύο πηνίων με ρεύματα, εκ των οποίων το ένα είναι ακίνητο και το άλλο κινούμενο.

3. Συσκευές του ηλεκτρομαγνητικού συστήματος, στις οποίες χρησιμοποιείται η αρχή της αλληλεπίδρασης του μαγνητικού πεδίου ενός ακίνητου πηνίου με ρεύμα και μια κινητή σιδερένια πλάκα που μαγνητίζεται από αυτό το πεδίο.

4. Συσκευές θερμομέτρησης που χρησιμοποιούν τη θερμική επίδραση του ηλεκτρικού ρεύματος. Το σύρμα που θερμαίνεται από το ρεύμα εκτείνεται, κρέμεται και ως αποτέλεσμα, το κινητό μέρος της συσκευής μπορεί να περιστραφεί υπό τη δράση του ελατηρίου, το οποίο αφαιρεί την προκύπτουσα χαλάρωση στο σύρμα.

5. Συσκευές του συστήματος επαγωγής, βασισμένες στην αρχή της αλληλεπίδρασης ενός περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου με ρεύματα που προκαλούνται από αυτό το πεδίο σε έναν κινητό μεταλλικό κύλινδρο.

6. Συσκευές ηλεκτροστατικού συστήματος που βασίζονται στην αρχή της αλληλεπίδρασης κινητών και ακίνητων μεταλλικών πλακών φορτισμένων με αντίθετα ηλεκτρικά φορτία.

7. Συσκευές θερμοηλεκτρικού συστήματος που είναι ένας συνδυασμός ενός θερμοστοιχείου με κάποια ευαίσθητη συσκευή όπως ένα μαγνητοηλεκτρικό σύστημα. Το μετρούμενο ρεύμα που διέρχεται από το θερμοστοιχείο συμβάλλει στην εμφάνιση ενός θερμικού ρεύματος που δρα στη μαγνητοηλεκτρική συσκευή.

8.Συσκευές συστήματος δόνησης που βασίζονται στην αρχή του μηχανικού συντονισμού των δονούμενων σωμάτων. Σε μια δεδομένη συχνότητα ρεύματος, ένας από τους οπλισμούς του ηλεκτρομαγνήτη δονείται πιο έντονα, του οποίου η περίοδος φυσικών ταλαντώσεων συμπίπτει με την περίοδο των επιβαλλόμενων ταλαντώσεων.

9. Ηλεκτρονικές συσκευές μέτρησης - συσκευές των οποίων τα κυκλώματα μέτρησης περιέχουν ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση σχεδόν όλων των ηλεκτρικών μεγεθών, καθώς και μη ηλεκτρικών μεγεθών που έχουν μετατραπεί σε ηλεκτρικά.

Ανάλογα με τον τύπο της συσκευής ανάγνωσης, διακρίνονται οι αναλογικές και οι ψηφιακές συσκευές. Στα αναλογικά όργανα, η μετρούμενη ή η αναλογική τιμή επηρεάζει άμεσα τη θέση του κινούμενου μέρους στο οποίο βρίσκεται η συσκευή ανάγνωσης. Στις ψηφιακές συσκευές, το κινούμενο μέρος απουσιάζει και η μετρούμενη ή η αναλογική τιμή μετατρέπεται σε αριθμητικό ισοδύναμο που καταγράφεται με ψηφιακό δείκτη.

Μετρητής επαγωγής:

Η εκτροπή του κινούμενου μέρους στους περισσότερους ηλεκτρικούς μηχανισμούς μέτρησης εξαρτάται από τις τιμές των ρευμάτων στις περιελίξεις τους. Αλλά σε περιπτώσεις όπου ο μηχανισμός πρέπει να χρησιμεύει για τη μέτρηση μιας ποσότητας που δεν είναι άμεση συνάρτηση του ρεύματος (αντίσταση, αυτεπαγωγή, χωρητικότητα, μετατόπιση φάσης, συχνότητα κ.λπ.), είναι απαραίτητο η προκύπτουσα ροπή να εξαρτάται από τη μετρούμενη ποσότητα και ανεξάρτητα από την τάση τροφοδοσίας.

Για τέτοιες μετρήσεις, χρησιμοποιείται ένας μηχανισμός, η απόκλιση του κινούμενου τμήματος του οποίου καθορίζεται μόνο από την αναλογία των ρευμάτων στις δύο περιελίξεις του και δεν εξαρτάται από τις τιμές τους. Οι συσκευές που κατασκευάζονται σύμφωνα με αυτή τη γενική αρχή ονομάζονται αναλογίες.Είναι δυνατό να κατασκευαστεί ένας αναλογικός μηχανισμός οποιουδήποτε ηλεκτρικού συστήματος μέτρησης με ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα - την απουσία μηχανικής ροπής εξουδετέρωσης που δημιουργείται από στρέψη ελατηρίων ή ραβδώσεων.

Υπόμνημα βολτόμετρου:

Τα παρακάτω σχήματα δείχνουν τα σύμβολα των ηλεκτρικών μετρητών σύμφωνα με την αρχή λειτουργίας τους.

Προσδιορισμός της αρχής λειτουργίας της συσκευής

Τρέχουσες ονομασίες τύπων

Ονομασίες για κατηγορία ακρίβειας, θέση συσκευής, αντοχή μόνωσης, επηρεαζόμενες ποσότητες

Ταξινόμηση των ηλεκτρικών συσκευών μέτρησης ανάλογα με τον τύπο της μετρούμενης ποσότητας

Οι ηλεκτρικοί μετρητές ταξινομούνται επίσης ανάλογα με τη φύση της ποσότητας που μετρούν, καθώς τα όργανα με την ίδια αρχή λειτουργίας, αλλά σχεδιασμένα για μέτρηση διαφορετικών ποσοτήτων, μπορεί να διαφέρουν πολύ μεταξύ τους στην κατασκευή τους, για να μην αναφέρουμε την κλίμακα στη συσκευή.

Ο Πίνακας 1 δείχνει μια λίστα συμβόλων για τους πιο συνηθισμένους ηλεκτρικούς μετρητές.

Πίνακας 1. Παραδείγματα χαρακτηρισμού μονάδων μέτρησης, των πολλαπλασίων και των υποσυνόλων τους

Name Designation Name Designation Kiloampere kA Power factor cos φ Ampere A Reactive power factor sin φ Milliampere mA Theraohm TΩ Microampere μA Megaohm MΩ Kilovolt kV Kilohm kΩ Volt V Ohm Ω Millivolt mV Milliohm mΩ Megawatt MW Microm μΩ Kilowatt Milliweber mWb Watt W Microfarad mF Megavar MVAR Picofarad pF Kilovar kVAR Henry H Var VAR Milhenry mH Megahertz MHz Microhenry μH KHz kHz Κλίμακα θερμοκρασίας βαθμοί Κελσίου o° C Hertz Hz

Βαθμός γωνίας φάσης φo

Ταξινόμηση ηλεκτρικών οργάνων μέτρησης ανάλογα με το βαθμό ακρίβειας

Το απόλυτο σφάλμα της συσκευής είναι η διαφορά μεταξύ της ένδειξης της συσκευής και της πραγματικής τιμής της μετρούμενης τιμής.

Για παράδειγμα, το απόλυτο σφάλμα του αμπερόμετρου είναι

δ = I — aiH,

όπου δ (διάβασε "δέλτα") — απόλυτο σφάλμα σε αμπέρ, Az — ένδειξη μετρητή σε αμπέρ, Azd — η πραγματική τιμή του μετρούμενου ρεύματος σε αμπέρ.

Αν I > Azd, τότε το απόλυτο σφάλμα της συσκευής είναι θετικό και αν I < I, είναι αρνητικό.

Μια διόρθωση συσκευής είναι μια τιμή που πρέπει να προστεθεί στην ένδειξη της συσκευής για να ληφθεί η πραγματική τιμή της μετρούμενης τιμής.

Aze = I — δ = I + (-δ)

Επομένως, η διόρθωση της συσκευής είναι η τιμή του απόλυτου απόλυτου σφάλματος της συσκευής, αλλά αντίθετη από αυτήν στο πρόσημο. Για παράδειγμα, εάν το αμπερόμετρο δείχνει 1 = 5 A, και το απόλυτο σφάλμα της συσκευής είναι δ= 0,1 a, τότε η πραγματική τιμή της μετρούμενης τιμής είναι I = 5+ (-0,1) = 4,9 a.

Το μειωμένο σφάλμα της συσκευής είναι ο λόγος του απόλυτου σφάλματος προς τη μεγαλύτερη δυνατή απόκλιση του δείκτη της συσκευής (ονομαστική ένδειξη της συσκευής).

Για παράδειγμα, για ένα αμπερόμετρο

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

όπου β — μειωμένο σφάλμα σε ποσοστό, In είναι η ονομαστική ένδειξη του οργάνου.

Η ακρίβεια της συσκευής χαρακτηρίζεται από την τιμή του μέγιστου μειωμένου σφάλματός της. Σύμφωνα με το GOST 8.401-80, οι συσκευές χωρίζονται σε 9 ανάλογα με τον βαθμό των τάξεων ακρίβειάς τους: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 1,5, 2,5 και 4,0. Για παράδειγμα, εάν αυτή η συσκευή έχει τάξη ακρίβειας 1,5, σημαίνει ότι το μέγιστο μειωμένο σφάλμα της είναι 1,5%.

Ηλεκτρικοί μετρητές με κατηγορίες ακρίβειας 0,02, 0,05, 0,1 και 0,2, ως οι πιο ακριβείς, χρησιμοποιούνται όπου απαιτείται πολύ υψηλή ακρίβεια μέτρησης. Εάν η συσκευή έχει μειωμένο σφάλμα άνω του 4%, θεωρείται εκτός κατηγορίας.

Όργανο μέτρησης γωνίας φάσης με τάξη ακρίβειας 2,5:

Ευαισθησία και σταθερά της συσκευής μέτρησης

Η ευαισθησία της συσκευής είναι ο λόγος της γωνιακής ή γραμμικής κίνησης του δείκτη της συσκευής ανά μονάδα της μετρούμενης τιμής.Αν η κλίμακα της συσκευής είναι η ίδια, τότε η ευαισθησία του σε ολόκληρη την κλίμακα είναι η ίδια.

Για παράδειγμα, η ευαισθησία ενός αμπερόμετρου με την ίδια κλίμακα καθορίζεται από τον τύπο

S = Δα / ΔI,

όπου C — ευαισθησία αμπερόμετρου σε διαιρέσεις αμπέρ, ΔAz — αύξηση ρεύματος σε αμπέρ ή μιλιαμπέρ, Δα — αύξηση της γωνιακής μετατόπισης του δείκτη της συσκευής σε μοίρες ή χιλιοστά.

Εάν η κλίμακα της συσκευής είναι ανομοιόμορφη, τότε η ευαισθησία της συσκευής σε διαφορετικές περιοχές της κλίμακας είναι διαφορετική, καθώς η ίδια αύξηση (για παράδειγμα, ρεύμα) θα αντιστοιχεί σε διαφορετικά βήματα της γωνιακής ή γραμμικής μετατόπισης του δείκτη ενός όργανο.

Η αμοιβαία ευαισθησία του οργάνου ονομάζεται σταθερά οργάνου. Η σταθερά της συσκευής είναι επομένως το μοναδιαίο κόστος της συσκευής, ή, με άλλα λόγια, η τιμή με την οποία πρέπει να πολλαπλασιαστεί η ένδειξη της κλίμακας σε διαιρέσεις για να ληφθεί η μετρούμενη τιμή.

Για παράδειγμα, εάν η σταθερά της συσκευής είναι 10 mA / div (δέκα milliamps ανά διαίρεση), τότε όταν ο δείκτης της αποκλίνει από α = 10 διαιρέσεις, η μετρούμενη τιμή ρεύματος είναι I = 10 · 10 = 100 mA.

Βαττόμετρο:

Διάγραμμα σύνδεσης Wattmeter και ονομασίες της συσκευής (σιδηροδυναμική συσκευή μέτρησης μεταβλητής και σταθερής ισχύος με οριζόντια θέση της κλίμακας, το κύκλωμα μέτρησης είναι απομονωμένο από τη θήκη και η δοκιμασμένη τάση είναι 2 kV, η τάξη ακρίβειας είναι 0,5):

Βαθμονόμηση οργάνων μέτρησης — προσδιορισμός σφαλμάτων ή διορθώσεων για ένα σύνολο τιμών κλίμακας ενός οργάνου συγκρίνοντας διαφορετικούς συνδυασμούς μεμονωμένων τιμών κλίμακας μεταξύ τους. Η σύγκριση βασίζεται σε μία από τις τιμές της κλίμακας.Η βαθμονόμηση χρησιμοποιείται ευρέως στην πρακτική των εργασιών μετρολογίας ακριβείας.

Ο απλούστερος τρόπος βαθμονόμησης είναι να συγκρίνετε κάθε μέγεθος με ένα ονομαστικά ίσο (λογικά σωστό) μέγεθος. Αυτή η έννοια δεν πρέπει να συγχέεται (όπως γίνεται συχνά) με τη διαβάθμιση (βαθμονόμηση) των οργάνων μέτρησης, η οποία είναι μια μετρολογική πράξη με την οποία οι διαιρέσεις κλίμακας του οργάνου μέτρησης δίνονται τιμές που εκφράζονται σε ορισμένες μονάδες μέτρησης.

Απώλεια ισχύος σε συσκευές

Οι ηλεκτρικές συσκευές μέτρησης καταναλώνουν ενέργεια κατά τη λειτουργία, η οποία συνήθως μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια. Η απώλεια ισχύος εξαρτάται από τη λειτουργία στο κύκλωμα καθώς και από το σχεδιασμό του συστήματος και της συσκευής.

Εάν η μετρούμενη ισχύς είναι σχετικά μικρή και επομένως το ρεύμα ή η τάση στο κύκλωμα είναι σχετικά μικρή, τότε η απώλεια ισχύος ενέργειας στις ίδιες τις συσκευές μπορεί να επηρεάσει σημαντικά τον τρόπο λειτουργίας του υπό μελέτη κυκλώματος και οι μετρήσεις των συσκευών μπορεί να έχουν αρκετά μεγάλο λάθος. Για ακριβείς μετρήσεις σε κυκλώματα όπου οι αναπτυγμένες ισχύς είναι σχετικά μικρές, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε την ισχύ των απωλειών ενέργειας στις συσκευές.

Ο Πίνακας 2 δείχνει τις μέσες τιμές των απωλειών ενέργειας σε διαφορετικά συστήματα ηλεκτρικών μετρητών.

Σύστημα οργάνων Βολτόμετρα 100 V, W Αμπερόμετρα 5A, W Μαγνητοηλεκτρικά 0,1 — 1,0 0,2 — 0,4 Ηλεκτρομαγνητικά 2,0 — 5,0 2,0 — 8,0 Επαγωγή 2,0 — 5,0 1 ,0 — 4,0 —301 Θερμική 2,0 — 5,0 2,0 — 8,0. 20,0 2,0 — 3,0