Clasificarea instrumentelor electrice de măsurare, simboluri ale scalei instrumentelor

Pentru a controla functionarea corecta a instalatiilor electrice, a le testa, a determina parametrii circuitelor electrice, a inregistra energia electrica consumata etc., se fac diverse masuratori electrice. În tehnologia comunicațiilor, ca și în tehnologia modernă, măsurătorile electrice sunt esențiale. Dispozitivele cu care se măsoară diverse mărimi electrice: curent, tensiune, rezistență, putere etc., se numesc instrumente electrice de măsură.

Ampermetru de panou:

Există un număr mare de contoare electrice diferite. Următoarele sunt cele mai des folosite în producția de măsurători electrice: ampermetre, voltmetre, galvanometre, wattmetre, dispozitive electrice de măsurare, contoare de fază, indicatori de fază, sincroscoape, frecvențămetre, ohmmetre, megohmmetre, rezistențe la pământ, contoare de capacități și inductanțe, osciloscoape, punți de măsurare, unelte combinate și seturi de măsurare.

Osciloscop:

Set de măsurare electrică K540 (include voltmetru, ampermetru și wattmetru):

Clasificarea sculelor electrice după principiul de funcționare

Conform principiului de funcționare, dispozitivele electrice de măsurare sunt împărțite în următoarele tipuri principale:

1. Dispozitive ale sistemului magnetoelectric bazate pe principiul interacțiunii bobinei cu un curent și un câmp magnetic extern creat de un magnet permanent.

2. NTaburete pentru un sistem electrodinamic bazat pe principiul interacțiunii electrodinamice a două bobine cu curenți, dintre care una staționară, iar cealaltă mobilă.

3. Dispozitive ale sistemului electromagnetic, în care se utilizează principiul interacțiunii câmpului magnetic al unei bobine staționare cu un curent și o placă mobilă de fier magnetizată de acest câmp.

4. Aparate de termomăsurare folosind efectul termic al curentului electric. Firul încălzit de curent se extinde, atârnă în jos și, ca urmare, partea mobilă a dispozitivului poate fi rotită sub acțiunea arcului, care îndepărtează slăbirea rezultată a firului.

5. Dispozitive ale sistemului de inducție, bazate pe principiul interacțiunii unui câmp magnetic rotativ cu curenții induși de acest câmp într-un cilindru metalic mobil.

6. Dispozitive de sistem electrostatic bazate pe principiul interacțiunii plăcilor metalice mobile și imobile încărcate cu sarcini electrice opuse.

7. Dispozitive de sistem termoelectric care sunt o combinație a unui termocuplu cu un dispozitiv sensibil, cum ar fi un sistem magnetoelectric. Curentul măsurat care trece prin termocuplu contribuie la apariția unui curent termic care acționează asupra dispozitivului magnetoelectric.

8.Dispozitive cu sistem de vibrații bazate pe principiul rezonanței mecanice a corpurilor vibrante. La o anumită frecvență curentă, una dintre armăturile electromagnetului vibrează cel mai intens, a cărei perioadă de oscilații naturale coincide cu perioada oscilațiilor impuse.

9. Aparate electronice de masura - aparate ale caror circuite de masura contin componente electronice. Ele sunt folosite pentru a măsura aproape toate mărimile electrice, precum și mărimile neelectrice care au fost convertite în electrice.

După tipul de dispozitiv de citire, se disting dispozitivele analogice și digitale. În instrumentele analogice, valoarea măsurată sau proporțională afectează direct poziția părții mobile pe care se află dispozitivul de citire. În dispozitivele digitale, partea mobilă este absentă și valoarea măsurată sau proporțională este convertită într-un echivalent numeric înregistrat cu un indicator digital.

Contor de inducție:

Deviația părții mobile în majoritatea mecanismelor electrice de măsurare depinde de valorile curenților din înfășurările lor. Dar în cazurile în care mecanismul trebuie să servească la măsurarea unei mărimi care nu este o funcție directă a curentului (rezistență, inductanță, capacitate, defazare, frecvență etc.), este necesar ca cuplul rezultat să depindă de mărimea măsurată și independent de tensiunea de alimentare.

Pentru astfel de măsurători, se utilizează un mecanism, a cărui abatere a părții mobile este determinată numai de raportul curenților din cele două înfășurări și nu depinde de valorile acestora. Dispozitivele construite conform acestui principiu general se numesc rapoarte.Este posibil să se construiască un mecanism ratiometric al oricărui sistem electric de măsurare cu o trăsătură caracteristică - absența unui moment de contracarare mecanic creat de torsiunea arcurilor sau a striurilor.

Legenda voltmetrului:

Figurile de mai jos prezintă simbolurile contoarelor electrice în funcție de principiul lor de funcționare.

Determinarea principiului de funcționare a dispozitivului

Denumirile de tip curente

Denumiri pentru clasa de precizie, poziția dispozitivului, rezistența izolației, cantitățile de influență

Clasificarea aparatelor electrice de măsură după tipul mărimii măsurate

Contoarele electrice se clasifică și în funcție de natura mărimii pe care o măsoară, întrucât instrumentele cu același principiu de funcționare, dar concepute pentru a măsura cantități diferite, pot diferi foarte mult între ele în construcția lor, ca să nu mai vorbim de scara de pe dispozitiv.

Tabelul 1 prezintă o listă de simboluri pentru cele mai comune contoare electrice.

Tabelul 1. Exemple de desemnare a unităților de măsură, multiplii și submulțimile acestora

Nume Denumire Denumire Denumire Kiloamperi kA Factor de putere cos φ Amperi A Factor de putere reactivă sin φ Miliamperi mA Theraohm TΩ Microamperi μA Megaohm MΩ Kilovolt kV Kilohm kΩ Volt V Ohm Ω Milivolt mV Miliohm mΩ Megawatt MW Microm μWivar Microamperi Wb Megaohm MΩ Kilovolt kV Kilohm kΩ Volt V Ohm Ω Milivolt mV Miliohm mΩ Megawatt MW Microm μFatt MW MicromWmWmWb Picofarad pF Kilovar kVAR Henry H Var VAR Milhenry mH Megahertz MHz Microhenry µH KHz kHz Scala de temperatură grade Celsius o° C Hertz Hz

Gradul unghiului de fază φo

Clasificarea instrumentelor electrice de măsură în funcție de gradul de precizie

Eroarea absolută a dispozitivului este diferența dintre citirea dispozitivului și valoarea reală a valorii măsurate.

De exemplu, eroarea absolută a ampermetrului este

δ = I — aiH,

unde δ (a se citi „delta”) — eroare absolută în amperi, Az — citirea contorului în amperi, Azd — valoarea reală a curentului măsurat în amperi.

Dacă I ​​> Azd, atunci eroarea absolută a dispozitivului este pozitivă, iar dacă I ​​< I, este negativă.

O corecție a dispozitivului este o valoare care trebuie adăugată la citirea dispozitivului pentru a obține valoarea adevărată a valorii măsurate.

Aze = I — δ = I + (-δ)

Prin urmare, corectarea dispozitivului este valoarea erorii absolute absolute a dispozitivului, dar opusă acesteia în semn. De exemplu, dacă ampermetrul arată 1 = 5 A, iar eroarea absolută a dispozitivului este δ= 0,1 a, atunci valoarea adevărată a valorii măsurate este I = 5+ (-0,1) = 4,9 a.

Eroarea redusă a dispozitivului este raportul dintre eroarea absolută și cea mai mare abatere posibilă a indicatorului dispozitivului (citirea nominală a dispozitivului).

De exemplu, pentru un ampermetru

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

unde β — eroare redusă în procente, In este citirea nominală a instrumentului.

Precizia dispozitivului este caracterizată de valoarea erorii sale maxime reduse. Conform GOST 8.401-80, dispozitivele sunt împărțite în 9 în funcție de gradul claselor lor de precizie: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 1,5, 2,5 și 4,0. De exemplu, dacă acest dispozitiv are o clasă de precizie de 1,5, înseamnă că eroarea sa maximă redusă este de 1,5%.

Contoarele electrice cu clasele de precizie 0,02, 0,05, 0,1 și 0,2, ca fiind cele mai precise, sunt utilizate acolo unde este necesară o precizie foarte mare de măsurare. Dacă dispozitivul are o eroare redusă mai mare de 4%, este considerat în afara clasei.

Instrument de măsurare a unghiului de fază cu clasa de precizie 2.5:

Sensibilitatea și constanta dispozitivului de măsurare

Sensibilitatea dispozitivului este raportul dintre mișcarea unghiulară sau liniară a indicatorului dispozitivului pe unitatea de valoare măsurată.Dacă scara dispozitivului este aceeași, atunci sensibilitatea sa pe întreaga scară este aceeași.

De exemplu, sensibilitatea unui ampermetru cu aceeași scară este determinată de formulă

S = Δα / ΔI,

unde C — sensibilitatea ampermetrului în diviziuni de amperi, ΔAz — creșterea curentului în amperi sau miliamperi, Δα — creșterea deplasării unghiulare a indicatorului dispozitivului în grade sau milimetri.

Dacă scara dispozitivului este neuniformă, atunci sensibilitatea dispozitivului în diferite zone ale scalei este diferită, deoarece aceeași creștere (de exemplu, curent) va corespunde diferitelor trepte ale deplasării unghiulare sau liniare a indicatorului unui instrument.

Sensibilitatea reciprocă a instrumentului se numește constantă a instrumentului. Constanta dispozitivului este deci costul unitar al dispozitivului sau, cu alte cuvinte, valoarea cu care citirea scalei în diviziuni trebuie înmulțită pentru a obține valoarea măsurată.

De exemplu, dacă constanta dispozitivului este de 10 mA / div (zece miliamperi pe diviziune), atunci când indicatorul său se abate de la α = 10 diviziuni, valoarea curentului măsurat este I = 10 · 10 = 100 mA.

Wattmetru:

Schema de conectare a wattmetrului și denumirea dispozitivului (dispozitiv ferrodinamic pentru măsurarea puterii variabile și constante cu o poziție orizontală a scalei, circuitul de măsurare este izolat de carcasă și tensiunea testată este de 2 kV, clasa de precizie este 0,5):

Calibrarea instrumentelor de măsurare - determinarea erorilor sau corecțiilor pentru un set de valori ale scalei unui instrument prin compararea diferitelor combinații de valori individuale ale scalei între ele. Comparația se bazează pe una dintre valorile scalei.Calibrarea este utilizată pe scară largă în practica lucrărilor de metrologie de precizie.

Cel mai simplu mod de calibrare este de a compara fiecare dimensiune cu o dimensiune nominal egală (rezonabil corectă). Acest concept nu trebuie confundat (cum se face adesea) cu gradarea (calibrarea) instrumentelor de măsură, care este o operație metrologică prin care diviziunile de scară ale instrumentului de măsurare primesc valori exprimate în anumite unități de măsură.

Pierderea de putere în dispozitive

Dispozitivele electrice de măsurare consumă energie în timpul funcționării, care este de obicei transformată în energie termică. Pierderea de putere depinde de modul din circuit, precum și de designul sistemului și al dispozitivului.

Dacă puterea măsurată este relativ mică și, prin urmare, curentul sau tensiunea din circuit este relativ mică, atunci pierderea de putere a energiei în dispozitivele în sine poate afecta în mod semnificativ modul circuitului studiat, iar citirile dispozitivelor pot avea o eroare destul de mare. Pentru măsurători precise în circuite în care puterile dezvoltate sunt relativ mici, este necesar să se cunoască puterea pierderilor de energie din dispozitive.

Tabelul 2 prezintă valorile medii ale pierderilor de energie electrică în diferite sisteme de contoare electrice.

Sistem de instrumentare Voltmetre 100 V, W Ampermetre 5A, W Magnetoelectrice 0,1 — 1,0 0,2 — 0,4 Electromagnetice 2,0 — 5,0 2,0 — 8,0 Inducție 2,0 — 5,0 1,0 — 4,0 Electrodinamică 3,0 — 6,01,0 .0 .5 — 6,0 .0 .0 .0 . 3.0