Klasifikacija električnih mjernih instrumenata, simboli skale instrumenata

U svrhu kontrole ispravnosti rada električnih instalacija, ispitivanja istih, određivanja parametara električnih krugova, evidentiranja utrošene električne energije i sl., provode se različita električna mjerenja. U komunikacijskoj tehnologiji, kao iu modernoj tehnologiji, električna mjerenja su ključna. Uređaji kojima se mjere razne električne veličine: struja, napon, otpor, snaga itd. nazivaju se električnim mjernim instrumentima.

Panel ampermetar:

Postoji veliki broj različitih električnih brojila. U izradi električnih mjerenja najčešće se koriste: ampermetri, voltmetri, galvanometri, vatmetri, električni mjerni uređaji, fazometri, fazomjeri, sinkroskopi, frekvencijometri, ommetri, megaommetri, otpornici uzemljenja, mjerači kapaciteta i induktiviteta, osciloskopi, mjerni mostovi, kombinirani alati i mjerni setovi.

Osciloskop:

Električni mjerni set K540 (sadrži voltmetar, ampermetar i vatmetar):

Podjela električnih alata prema principu rada

Prema principu rada, električni mjerni uređaji podijeljeni su u sljedeće glavne vrste:

1. Uređaji magnetoelektričnog sustava koji se temelje na principu interakcije zavojnice sa strujom i vanjskim magnetskim poljem koje stvara stalni magnet.

2. NStools za elektrodinamički sustav koji se temelji na principu elektrodinamičke interakcije dvaju strujnih svitaka, od kojih je jedan nepomičan, a drugi pomičan.

3. Uređaji elektromagnetskog sustava, u kojima se koristi princip interakcije magnetskog polja nepomične zavojnice sa strujom i pomične željezne ploče magnetizirane ovim poljem.

4. Termomjerni uređaji koji koriste toplinski učinak električne struje. Žica zagrijana strujom se proteže, visi prema dolje, a kao rezultat toga, pomični dio uređaja može se okretati pod djelovanjem opruge, čime se otklanja nastala opuštenost žice.

5. Uređaji indukcijskog sustava koji se temelje na principu interakcije rotirajućeg magnetskog polja sa strujama induciranim ovim poljem u pokretnom metalnom cilindru.

6. Uređaji elektrostatskog sustava koji se temelje na principu međudjelovanja pomične i nepomične metalne ploče nabijene suprotnim električnim nabojem.

7. Uređaji termoelektričnog sustava koji su kombinacija termoelementa s nekim osjetljivim uređajem kao što je magnetoelektrični sustav. Izmjerena struja koja prolazi kroz termoelement pridonosi pojavi toplinske struje koja djeluje na magnetoelektrični uređaj.

8.Uređaji vibracijskog sustava temeljeni na principu mehaničke rezonancije titrajnih tijela. Pri zadanoj strujnoj frekvenciji najintenzivnije titra jedna od armatura elektromagneta, čiji se period vlastitih oscilacija poklapa s periodom nametnutih oscilacija.

9. Elektronički mjerni uređaji - uređaji čiji mjerni krugovi sadrže elektroničke komponente. Koriste se za mjerenje gotovo svih električnih veličina, kao i neelektričnih veličina koje su pretvorene u električne.

Prema vrsti uređaja za očitavanje razlikuju se analogni i digitalni uređaji. Kod analognih instrumenata izmjerena ili proporcionalna vrijednost izravno utječe na položaj pokretnog dijela na kojem se nalazi uređaj za očitavanje. Kod digitalnih uređaja pokretni dio je odsutan, a izmjerena ili proporcionalna vrijednost pretvara se u numerički ekvivalent zabilježen digitalnim indikatorom.

Mjerač indukcije:

Otklon pokretnog dijela u većini električnih mjernih mehanizama ovisi o vrijednostima struja u njihovim namotima. Ali u slučajevima kada mehanizam mora služiti za mjerenje veličine koja nije izravna funkcija struje (otpor, induktivitet, kapacitet, fazni pomak, frekvencija itd.), potrebno je da rezultirajući moment ovisi o izmjerenoj veličini i neovisno o naponu napajanja.

Za takva mjerenja koristi se mehanizam čije je odstupanje pokretnog dijela određeno samo omjerom struja u njegova dva namota i ne ovisi o njihovim vrijednostima. Uređaji izgrađeni prema ovom općem principu nazivaju se omjeri.Moguće je konstruirati raciometrijski mehanizam bilo kojeg električnog mjernog sustava s karakterističnom značajkom - odsutnošću mehaničkog protudjelujućeg momenta stvorenog torzijom opruga ili pruga.

Legenda voltmetra:

Donje slike prikazuju simbole električnih brojila prema principu rada.

Određivanje principa rada uređaja

Trenutačne oznake tipa

Oznake za razred točnosti, položaj uređaja, izolacijska čvrstoća, utjecajne veličine

Podjela električnih mjernih uređaja prema vrsti mjerene veličine

Električna brojila također se klasificiraju prema prirodi veličine koju mjere, budući da se instrumenti s istim principom rada, ali namijenjeni mjerenju različitih veličina, mogu međusobno uvelike razlikovati po svojoj konstrukciji, a o mjerilu na uređaju da i ne govorimo.

Tablica 1 prikazuje popis simbola za najčešća brojila električne energije.

Tablica 1. Primjeri označavanja mjernih jedinica, njihovih višekratnika i podskupova

Naziv Oznaka Naziv Oznaka Kiloamper kA Faktor snage cos φ Amper A Faktor jalove snage sin φ Miliamper mA Teraom TΩ Mikroamper μA Megaom MΩ Kilovolt kV Kilohm kΩ Volt V Ohm Ω Milivolt mV Miliom 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 ljestvica stupnjeva Celzijusa o° C Hertz Hz

Stupanj faznog kuta φo

Podjela električnih mjernih instrumenata prema stupnju točnosti

Apsolutna pogreška uređaja je razlika između očitanja uređaja i prave vrijednosti izmjerene veličine.

Na primjer, apsolutna greška ampermetra je

δ = I — aiH,

gdje je δ (čitaj "delta") — apsolutna pogreška u amperima, Az — očitanje mjerača u amperima, Azd — prava vrijednost izmjerene struje u amperima.

Ako je I > Azd, tada je apsolutna pogreška uređaja pozitivna, a ako je I < I, negativna.

Korekcija uređaja je vrijednost koja se mora dodati očitanju uređaja kako bi se dobila prava vrijednost izmjerene vrijednosti.

Aze = I — δ = I + (-δ)

Prema tome, korekcija uređaja je vrijednost rabsolutne apsolutne pogreške uređaja, ali suprotno od nje u predznaku. Na primjer, ako ampermetar pokazuje 1 = 5 A, a apsolutna pogreška uređaja je δ= 0,1 a, tada je prava vrijednost izmjerene vrijednosti I = 5+ (-0,1) = 4,9 a.

Smanjena pogreška uređaja je omjer apsolutne pogreške i najvećeg mogućeg odstupanja indikatora uređaja (nazivnog očitanja uređaja).

Na primjer, za ampermetar

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

gdje je β - smanjena pogreška u postocima, In je nominalno očitanje instrumenta.

Točnost uređaja karakterizira vrijednost njegove najveće smanjene pogreške. Prema GOST 8.401-80, uređaji su podijeljeni u 9 prema stupnju njihove klase točnosti: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 1,5, 2,5 i 4,0. Na primjer, ako ovaj uređaj ima klasu točnosti 1,5, to znači da je njegova najveća smanjena pogreška 1,5%.

Električna brojila razreda točnosti 0,02, 0,05, 0,1 i 0,2, kao najtočnija, koriste se tamo gdje se zahtijeva vrlo visoka točnost mjerenja. Ako uređaj ima smanjenu pogrešku veću od 4%, smatra se izvan klase.

Instrument za mjerenje faznog kuta s klasom točnosti 2.5:

Osjetljivost i konstanta mjernog uređaja

Osjetljivost uređaja je omjer kutnog ili linearnog pomaka kazaljke uređaja po jedinici izmjerene vrijednosti.Ako skala uređaja je ista, tada je njegova osjetljivost na cijeloj skali ista.

Na primjer, osjetljivost ampermetra s istom ljestvicom određena je formulom

S = Δα / ΔI,

gdje je C — osjetljivost ampermetra u amperskim podjelama, ΔAz — povećanje struje u amperima ili miliamperima, Δα — povećanje kutnog pomaka indikatora uređaja u stupnjevima ili milimetrima.

Ako je ljestvica uređaja neujednačena, tada je osjetljivost uređaja u različitim područjima ljestvice različita, jer će isto povećanje (na primjer, struja) odgovarati različitim koracima kutnog ili linearnog pomaka indikatora instrument.

Recipročna osjetljivost instrumenta naziva se konstanta instrumenta. Konstanta uređaja je stoga jedinična cijena uređaja, odnosno, drugim riječima, vrijednost kojom se mora pomnožiti očitanje na skali u podjelama da bi se dobila izmjerena vrijednost.

Na primjer, ako je konstanta uređaja 10 mA / div (deset miliampera po podjeli), tada kada njegova kazaljka odstupi od α = 10 podjela, izmjerena vrijednost struje je I = 10 · 10 = 100 mA.

Vatmetar:

Shema spoja vatmetra i oznake uređaja (ferodinamički uređaj za mjerenje promjenljive i stalne snage s horizontalnim položajem ljestvice, mjerni krug je izoliran od kućišta i ispitni napon je 2 kV, klasa točnosti je 0,5):

Kalibriranje mjernih instrumenata — određivanje pogrešaka ili korekcija za skup vrijednosti ljestvice nekog instrumenta međusobnom usporedbom različitih kombinacija pojedinačnih vrijednosti ljestvice. Usporedba se temelji na jednoj od vrijednosti ljestvice.Umjeravanje se široko koristi u praksi preciznog mjeriteljstva.

Najjednostavniji način kalibracije je usporedba svake veličine s nominalno jednakom (razumno ispravnom) veličinom. Ovaj koncept ne treba miješati (kao što se često radi) s graduacijom (kalibracijom) mjernih instrumenata, što je mjeriteljska operacija kojom se podjelama ljestvice mjernog instrumenta daju vrijednosti izražene u određenim mjernim jedinicama.

Gubitak snage u uređajima

Električni mjerni uređaji tijekom rada troše energiju koja se najčešće pretvara u toplinsku energiju. Gubitak snage ovisi o načinu rada u krugu, kao io dizajnu sustava i uređaja.

Ako je izmjerena snaga relativno mala, pa je stoga struja ili napon u krugu relativno mali, tada gubitak snage energije u samim uređajima može značajno utjecati na način rada kruga koji se proučava, a očitanja uređaja mogu imati dosta velika greška. Za točna mjerenja u strujnim krugovima gdje su razvijene snage relativno male, potrebno je poznavati jačinu gubitaka energije u uređajima.

Tablica 2 prikazuje prosječne vrijednosti gubitaka energije u različitim sustavima električnih brojila.

Instrumentacijski sustav Voltmetri 100 V, W Ampermetri 5A, W Magnetoelektrični 0,1 — 1,0 0,2 — 0,4 Elektromagnetski 2,0 — 5,0 2,0 — 8,0 Indukcijski 2,0 — 5,0 1 ,0 — 4,0 Elektrodinamički 3,0 — 6,0 3,5 — 10 Toplinski 8,0 — 2 0,0 2,0 — 3,0