Elektrinių matavimo priemonių klasifikacija, prietaisų skalės simboliai

Siekiant kontroliuoti teisingą elektros instaliacijų veikimą, juos išbandyti, nustatyti elektros grandinių parametrus, fiksuoti sunaudotą elektros energiją ir kt., atliekami įvairūs elektros matavimai. Ryšių technologijose, kaip ir šiuolaikinėse technologijose, elektriniai matavimai yra būtini. Prietaisai, kuriais matuojami įvairūs elektriniai dydžiai: srovė, įtampa, varža, galia ir kt., vadinami elektriniais matavimo prietaisais.

Skydelio ampermetras:

Yra daug įvairių elektros skaitiklių. Elektros matavimo prietaisų gamyboje dažniausiai naudojami: ampermetrai, voltmetrai, galvanometrai, vatmetrai, elektros matavimo prietaisai, fazmačiai, fazių indikatoriai, sinchroskopai, dažnio matuokliai, ommetrai, megohmetrai, įžeminimo varžų, talpos ir induktyvumo matuokliai, osciloskopai, matavimo tilteliai, kombinuoti įrankiai ir matavimo rinkiniai.

Osciloskopas:

Elektrinis matavimo rinkinys K540 (yra voltmetras, ampermetras ir vatmetras):

Elektrinių įrankių klasifikavimas pagal veikimo principą

Pagal veikimo principą elektriniai matavimo prietaisai skirstomi į šiuos pagrindinius tipus:

1. Magnetoelektrinės sistemos įtaisai, pagrįsti ritės sąveikos su srove ir nuolatinio magneto sukuriamu išoriniu magnetiniu lauku principu.

2. NSpriemonės, skirtos elektrodinaminei sistemai, pagrįsta dviejų ritių elektrodinaminės sąveikos su srovėmis principu, iš kurių viena yra stacionari, o kita yra judama.

3. Elektromagnetinės sistemos įtaisai, kuriuose naudojamas stacionarios ritės magnetinio lauko sąveikos su srove ir šiuo lauku įmagnetinamos judamosios geležinės plokštės principas.

4. Termomatavimo prietaisai, naudojantys šiluminį elektros srovės efektą. Srovės įkaitęs laidas išsitęsia, pakimba žemyn ir dėl to judamoji įrenginio dalis gali pasisukti veikiant spyruoklei, kuri pašalina susidariusį laido laisvumą.

5. Indukcinės sistemos įtaisai, pagrįsti besisukančio magnetinio lauko sąveikos su šio lauko indukuotomis srovėmis judančiame metaliniame cilindre principu.

6. Elektrostatinės sistemos įtaisai, pagrįsti judančių ir nejudančių metalinių plokščių, įkrautų priešingais elektros krūviais, sąveikos principu.

7. Termoelektrinės sistemos įtaisai, kurie yra termoporos ir tam tikro jautraus įtaiso, pavyzdžiui, magnetoelektrinės sistemos, derinys. Išmatuota srovė, einanti per termoporą, prisideda prie šiluminės srovės, veikiančios magnetoelektrinį įtaisą, atsiradimo.

8.Vibracinės sistemos prietaisai, pagrįsti vibruojančių kūnų mechaninio rezonanso principu. Esant tam tikram srovės dažniui, intensyviausiai vibruoja viena iš elektromagneto armatūros, kurios natūralių svyravimų periodas sutampa su primestų svyravimų periodu.

9. Elektroniniai matavimo prietaisai – prietaisai, kurių matavimo grandinėse yra elektroninių komponentų. Jie naudojami matuoti beveik visus elektros dydžius, taip pat neelektrinius dydžius, kurie buvo paversti elektriniais.

Pagal skaitymo įrenginio tipą išskiriami analoginiai ir skaitmeniniai įrenginiai. Analoginiuose prietaisuose išmatuota arba proporcinga vertė tiesiogiai veikia judančios dalies, ant kurios yra skaitymo įrenginys, padėtį. Skaitmeniniuose įrenginiuose judančios dalies nėra, o išmatuota arba proporcinga vertė konvertuojama į skaitinį ekvivalentą, įrašytą skaitmeniniu indikatoriumi.

Indukcinis matuoklis:

Judančios dalies įlinkis daugumoje elektrinių matavimo mechanizmų priklauso nuo jų apvijų srovių verčių. Tačiau tais atvejais, kai mechanizmas turi būti naudojamas matuoti dydį, kuris nėra tiesioginė srovės funkcija (varža, induktyvumas, talpa, fazės poslinkis, dažnis ir kt.), būtina, kad gaunamas sukimo momentas priklausytų nuo išmatuoto dydžio ir nepriklauso nuo maitinimo įtampos.

Tokiems matavimams naudojamas mechanizmas, kurio judančios dalies nuokrypį lemia tik jo dviejų apvijų srovių santykis ir nepriklauso nuo jų verčių. Prietaisai, sukurti pagal šį bendrą principą, vadinami koeficientais.Galima sukonstruoti bet kurios elektrinės matavimo sistemos ratiometrinį mechanizmą, turintį būdingą požymį – mechaninio priešpriešinio momento, susidarančio dėl spyruoklių ar strijų sukimo, nebuvimą.

Voltmetro legenda:

Žemiau esančiuose paveikslėliuose pavaizduoti elektros skaitiklių simboliai pagal jų veikimo principą.

Prietaiso veikimo principo nustatymas

Dabartiniai tipų žymėjimai

Tikslumo klasės, įrenginio padėties, izoliacijos stiprumo, įtakojančių dydžių žymėjimai

Elektrinių matavimo prietaisų klasifikavimas pagal išmatuojamo dydžio tipą

Elektros skaitikliai taip pat klasifikuojami pagal matuojamo kiekio pobūdį, nes vienodo veikimo principo, bet skirtingiems dydžiams matuoti prietaisai gali labai skirtis vieni nuo kitų savo konstrukcija, jau nekalbant apie prietaiso mastelį.

1 lentelėje pateiktas dažniausiai naudojamų elektros skaitiklių simbolių sąrašas.

1 lentelė. Matavimo vienetų, jų kartotinių ir pogrupių žymėjimo pavyzdžiai

Pavadinimas Pavadinimas Pavadinimas Pavadinimas Kiloamperas kA Galios koeficientas cos φ Amperas A Reaktyviosios galios koeficientas sin φ Milliampere mA Theraohm TΩ Mikroamperas μA Megaohm MΩ Kilovoltas kV Kilohm kΩ Voltas V Om Ω Milivoltas mV Miliohm mΩ Megavatas MW MW MW MWM Mikroamperas Megavar MVAR Picofarad pF Kilovar kVAR Henry H Var VAR Milhenry mH Megahertz MHz Mikrohenris µH KHz kHz Temperatūros skalės laipsniai Celsijaus o° C Hertz Hz

Fazinio kampo laipsnis φo

Elektrinių matavimo priemonių klasifikavimas pagal tikslumo laipsnį

Absoliuti prietaiso paklaida yra skirtumas tarp prietaiso rodmenų ir tikrosios išmatuotos vertės vertės.

Pavyzdžiui, ampermetro absoliuti paklaida yra

δ = I – aiH,

kur δ (skaityti "delta") — absoliuti paklaida amperais, Az — skaitiklio rodmuo amperais, Azd — tikroji išmatuotos srovės vertė amperais.

Jei I > Azd, tai įrenginio absoliuti paklaida yra teigiama, o jei I < I – neigiama.

Įrenginio korekcija yra vertė, kurią reikia pridėti prie prietaiso rodmens, kad būtų gauta tikroji išmatuotos vertės vertė.

Aze = I – δ = I + (-δ)

Todėl prietaiso korekcija yra absoliučios prietaiso paklaidos reikšmė, tačiau priešinga jai ženklu. Pavyzdžiui, jei ampermetras rodo 1 = 5 A, o prietaiso absoliuti paklaida yra δ= 0,1 a, tai tikroji išmatuotos vertės reikšmė yra I = 5+ (-0,1) = 4,9 a.

Sumažinta įrenginio paklaida – tai absoliučios paklaidos ir didžiausio įmanomo įrenginio indikatoriaus nuokrypio (įrenginio nominalaus rodmens) santykis.

Pavyzdžiui, ampermetrui

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

kur β – sumažinta paklaida procentais, In yra nominalus prietaiso rodmuo.

Prietaiso tikslumas apibūdinamas jo maksimalios sumažintos paklaidos verte. Pagal GOST 8.401-80 prietaisai skirstomi į 9 pagal jų tikslumo klases: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 1,5, 2,5 ir 4 ,0. Pavyzdžiui, jei šio įrenginio tikslumo klasė yra 1,5, tai reiškia, kad jo maksimali sumažinta paklaida yra 1,5%.

0,02, 0,05, 0,1 ir 0,2 tikslumo klasių elektros skaitikliai, kaip tiksliausi, naudojami ten, kur reikalingas labai didelis matavimo tikslumas. Jei įrenginio paklaida sumažinta daugiau nei 4%, jis laikomas netinkamu.

Fazinio kampo matavimo prietaisas, kurio tikslumo klasė 2.5:

Matavimo prietaiso jautrumas ir konstanta

Prietaiso jautrumas yra kampinio arba linijinio prietaiso rodyklės judėjimo, tenkančio išmatuotos vertės vienetui, santykis.Jeigu prietaiso skalė yra tokia pati, tada jo jautrumas visoje skalėje yra toks pat.

Pavyzdžiui, ampermetro su ta pačia skale jautrumas nustatomas pagal formulę

S = Δα / ΔI,

kur C – ampermetro jautrumas amperų padalomis, ΔAz – srovės padidėjimas amperais arba miliamperais, Δα – prietaiso indikatoriaus kampinio poslinkio padidėjimas laipsniais arba milimetrais.

Jei prietaiso skalė yra netolygi, prietaiso jautrumas skirtingose ​​skalės srityse yra skirtingas, nes tas pats padidėjimas (pavyzdžiui, srovė) atitiks skirtingus kampinio arba tiesinio indikatoriaus poslinkio žingsnius. instrumentas.

Abipusis instrumento jautrumas vadinamas instrumento konstanta. Todėl prietaiso konstanta yra įrenginio vieneto kaina, arba, kitaip tariant, vertė, iš kurios skalės rodmenys padalomis turi būti padauginti, kad būtų gauta išmatuota vertė.

Pavyzdžiui, jei įrenginio konstanta yra 10 mA / div (dešimt miliamperų per padalą), tada, kai jo rodyklė nukrypsta nuo α = 10 padalų, išmatuota srovės vertė yra I = 10 · 10 = 100 mA.

Vatmetras:

Vatmetro prijungimo schema ir įrenginio žymėjimai (ferodinaminis kintamos ir pastovios galios matavimo prietaisas su horizontalia skalės padėtimi, matavimo grandinė izoliuota nuo korpuso ir tikrinama įtampa 2 kV, tikslumo klasė 0,5):

Matavimo priemonių kalibravimas – matavimo priemonės skalės verčių rinkinio klaidų ar pataisymų nustatymas, lyginant skirtingus atskirų skalės verčių derinius tarpusavyje. Palyginimas pagrįstas viena iš skalės verčių.Tiksliosios metrologijos darbų praktikoje plačiai naudojamas kalibravimas.

Paprasčiausias kalibravimo būdas – palyginti kiekvieną dydį su nominaliai vienodu (pagrįstai teisingu) dydžiu. Šios sąvokos nereikėtų painioti (kaip dažnai daroma) su matavimo priemonių gradacija (kalibravimu), kuri yra metrologinė operacija, kurios metu matavimo priemonės skalės padaloms suteikiamos vertės, išreikštos tam tikrais matavimo vienetais.

Energijos praradimas įrenginiuose

Elektriniai matavimo prietaisai veikimo metu sunaudoja energiją, kuri dažniausiai paverčiama šilumos energija. Energijos praradimas priklauso nuo režimo grandinėje, taip pat nuo sistemos ir įrenginio konstrukcijos.

Jei išmatuota galia yra santykinai maža, todėl srovė arba įtampa grandinėje yra santykinai maža, tada energijos nuostoliai pačiuose įrenginiuose gali reikšmingai paveikti tiriamos grandinės režimą, o prietaisų rodmenys gali turėti įtakos. gana didelė klaida. Norint atlikti tikslius matavimus grandinėse, kuriose išvystytos galios yra santykinai mažos, būtina žinoti energijos nuostolių prietaisuose stiprumą.

2 lentelėje parodytos vidutinės energijos nuostolių vertės skirtingose ​​elektros skaitiklių sistemose.

Prietaisų sistema Voltmetrai 100 V, W Ampermetrai 5A, W Magnetoelektrinis 0,1 — 1,0 0,2 — 0,4 Elektromagnetinis 2,0 — 5,0 2,0 — 8,0 Indukcija 2,0 — 5,0 1 ,0 — 4,0 — Elektrodinaminis .2 —30.00 0,0 2,0 - 3,0