Klasifikace elektrických měřicích přístrojů, symboly přístrojové stupnice

Pro kontrolu správného chodu elektroinstalací, jejich testování, zjišťování parametrů elektrických obvodů, zaznamenávání spotřebované elektrické energie atd. se provádějí různá elektrická měření. V komunikační technice, stejně jako v moderní technice, jsou elektrická měření nezbytná. Zařízení, kterými se měří různé elektrické veličiny: proud, napětí, odpor, výkon atd., se nazývají elektrické měřicí přístroje.

Panelový ampérmetr:

Existuje velké množství různých elektroměrů. Při výrobě elektrických měření se nejčastěji používají: ampérmetry, voltmetry, galvanometry, wattmetry, elektrické měřicí přístroje, fázové měřiče, fázové indikátory, synchroskopy, frekvenční metry, ohmmetry, megohmetry, zemní odpory, měřiče kapacit a indukčnosti, osciloskopy, měřicí můstky, kombinované nástroje a měřicí sady.

Osciloskop:

Elektrická měřicí sada K540 (obsahuje voltmetr, ampérmetr a wattmetr):

Klasifikace elektrického nářadí podle principu činnosti

Podle principu činnosti jsou elektrická měřicí zařízení rozdělena do následujících hlavních typů:

1. Zařízení magnetoelektrického systému založené na principu interakce cívky s proudem a vnějším magnetickým polem vytvářeným permanentním magnetem.

2. NStools pro elektrodynamický systém založený na principu elektrodynamické interakce dvou cívek s proudy, z nichž jedna je stacionární a druhá pohyblivá.

3. Zařízení elektromagnetického systému, ve kterých se využívá principu interakce magnetického pole stacionární cívky s proudem a pohyblivou železnou deskou magnetizovanou tímto polem.

4. Teploměry využívající tepelného účinku elektrického proudu. Drát ohřátý proudem se vysouvá, visí dolů a v důsledku toho se pohyblivá část zařízení může otáčet působením pružiny, která odstraňuje vzniklou vůli drátu.

5. Zařízení indukčního systému, založené na principu interakce rotujícího magnetického pole s proudy indukovanými tímto polem v pohyblivém kovovém válci.

6. Zařízení elektrostatického systému založené na principu interakce pohyblivých a nepohyblivých kovových desek nabitých opačnými elektrickými náboji.

7. Zařízení termoelektrického systému, která jsou kombinací termočlánku s nějakým citlivým zařízením, jako je magnetoelektrický systém. Měřený proud procházející termočlánkem přispívá ke vzniku tepelného proudu působícího na magnetoelektrické zařízení.

8.Zařízení vibračního systému na principu mechanické rezonance vibrujících těles. Při dané proudové frekvenci kmitá nejintenzivněji jedna z armatur elektromagnetu, jejíž perioda vlastních kmitů se shoduje s periodou vynucených kmitů.

9. Elektronické měřicí přístroje - přístroje, jejichž měřicí obvody obsahují elektronické součástky. Používají se k měření téměř všech elektrických veličin, ale i neelektrických veličin, které byly převedeny na elektrické.

Podle typu čtecího zařízení se rozlišují analogová a digitální zařízení. U analogových přístrojů měřená nebo proporcionální hodnota přímo ovlivňuje polohu pohyblivé části, na které je umístěno čtecí zařízení. V digitálních zařízeních chybí pohyblivá část a naměřená nebo proporcionální hodnota se převádí na číselný ekvivalent zaznamenaný digitálním indikátorem.

Indukční měřič:

Výchylka pohyblivé části u většiny elektrických měřicích mechanismů závisí na hodnotách proudů v jejich vinutích. Ale v případech, kdy mechanismus musí sloužit k měření veličiny, která není přímou funkcí proudu (odpor, indukčnost, kapacita, fázový posun, frekvence atd.), je nutné, aby výsledný moment závisel na měřené veličině a nezávislý na napájecím napětí.

Pro taková měření se používá mechanismus, jehož výchylka pohyblivé části je určena pouze poměrem proudů v jeho dvou vinutích a nezávisí na jejich hodnotách. Zařízení postavená podle tohoto obecného principu se nazývají poměry.Je možné sestrojit poměrový mechanismus libovolného elektrického měřicího systému s charakteristickým znakem — absencí mechanického protipůsobícího momentu vznikajícího torzí pružin nebo strií.

Legenda voltmetru:

Níže uvedené obrázky znázorňují symboly elektroměrů podle principu jejich činnosti.

Stanovení principu činnosti zařízení

Současná typová označení

Označení pro třídu přesnosti, polohu zařízení, pevnost izolace, ovlivňující veličiny

Rozdělení elektrických měřicích přístrojů podle druhu měřené veličiny

Elektroměry jsou také klasifikovány podle povahy veličin, které měří, protože přístroje se stejným principem činnosti, ale určené k měření různých veličin, se mohou navzájem značně lišit svou konstrukcí, nemluvě o měřítku na přístroji.

Tabulka 1 ukazuje seznam symbolů pro nejběžnější elektroměry.

Tabulka 1. Příklady označení měrných jednotek, jejich násobků a podmnožin

Název Označení Název Označení Kiloampér kA Účiník cos φ Ampér A Jalový účiník sin φ Miliampér mA Theraohm TΩ Mikroampér μA Megaohm MΩ Kilovolt kV Kilohm kΩ Volt V Ohm Ω Millivolt mV Miliohm mΩ Kilowatt WattW MicromΩ Kilowatt Watt W F Megavar MVAR Picofarad pF Kilovar kVAR Henry H Var VAR Milhenry mH Megahertz MHz Microhenry µH KHz kHz Teplotní stupnice stupně Celsia o° C Hertz Hz

Stupeň fázového úhlu φo

Klasifikace elektrických měřicích přístrojů podle stupně přesnosti

Absolutní chyba přístroje je rozdíl mezi odečtem přístroje a skutečnou hodnotou naměřené hodnoty.

Například absolutní chyba ampérmetru je

δ = I – aiH,

kde δ (čti "delta") — absolutní chyba v ampérech, Az — údaj měřiče v ampérech, Azd — skutečná hodnota měřeného proudu v ampérech.

Pokud I > Azd, pak je absolutní chyba zařízení kladná, a pokud I < I, je záporná.

Korekce přístroje je hodnota, která se musí přičíst ke čtení přístroje, aby se získala skutečná hodnota naměřené hodnoty.

Aze = I – δ = I + (-δ)

Korekce zařízení je tedy hodnotou rabsolutní absolutní chyby zařízení, ale ve znaménku opačném. Pokud například ampérmetr ukazuje 1 = 5 A a absolutní chyba zařízení je δ= 0,1 a, pak skutečná hodnota naměřené hodnoty je I = 5+ (-0,1) = 4,9 a.

Snížená chyba přístroje je poměr absolutní chyby k největší možné odchylce indikátoru přístroje (nominální čtení přístroje).

Například pro ampérmetr

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

kde β – snížená chyba v procentech, In je jmenovitá hodnota přístroje.

Přesnost zařízení je charakterizována hodnotou jeho maximální redukované chyby. Podle GOST 8.401-80 jsou zařízení rozdělena do 9 podle stupně jejich tříd přesnosti: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 1,5, 2,5 a 4,0. Pokud má toto zařízení například třídu přesnosti 1,5, znamená to, že jeho maximální redukovaná chyba je 1,5 %.

Elektroměry s třídami přesnosti 0,02, 0,05, 0,1 a 0,2 jako nejpřesnější se používají tam, kde je vyžadována velmi vysoká přesnost měření. Pokud má zařízení sníženou chybu o více než 4 %, je považováno za mimo třídu.

Měřič fázového úhlu s třídou přesnosti 2,5:

Citlivost a konstanta měřicího zařízení

Citlivost zařízení je poměr úhlového nebo lineárního pohybu ukazatele zařízení na jednotku měřené hodnoty.Li měřítko zařízení je stejné, pak je jeho citlivost v celé škále stejná.

Například citlivost ampérmetru se stejnou stupnicí je určena vzorcem

S = Δα / ΔI,

kde C – citlivost ampérmetru v ampérových dílcích, ΔAz – zvýšení proudu v ampérech nebo miliampérech, Δα – zvýšení úhlového posunutí indikátoru zařízení ve stupních nebo milimetrech.

Pokud je měřítko zařízení nerovnoměrné, pak je citlivost zařízení v různých oblastech měřítka různá, protože stejné zvýšení (například proudu) bude odpovídat různým krokům úhlového nebo lineárního posunutí indikátoru nástroj.

Reciproční citlivost přístroje se nazývá přístrojová konstanta. Konstanta zařízení je tedy jednotková cena zařízení, nebo, jinými slovy, hodnota, kterou se musí vynásobit údaj na stupnici v dílcích, aby se získala naměřená hodnota.

Pokud je například konstanta zařízení 10 mA / div (deset miliampérů na dílek), pak když se jeho ukazatel odchýlí od α = 10 dílků, naměřená hodnota proudu je I = 10 · 10 = 100 mA.

Wattmetr:

Schéma zapojení wattmetru a označení přístroje (ferodynamický přístroj pro měření proměnného a konstantního výkonu s vodorovnou polohou stupnice, měřicí obvod je izolován od pouzdra a zkoušené napětí je 2 kV, třída přesnosti je 0,5):

Kalibrace měřicích přístrojů — stanovení chyb nebo oprav pro sadu hodnot stupnice přístroje vzájemným porovnáním různých kombinací jednotlivých hodnot stupnice. Porovnání je založeno na jedné z hodnot stupnice.Kalibrace je široce používána v praxi přesných metrologických prací.

Nejjednodušší způsob kalibrace je porovnat každou velikost s nominálně stejnou (přiměřeně správnou) velikostí. Tento pojem by se neměl zaměňovat (jak se často dělá) s dělením (kalibrací) měřicích přístrojů, což je metrologická operace, při které jsou dílky stupnice měřicího přístroje udávány hodnoty vyjádřené v určitých měrných jednotkách.

Ztráta napájení v zařízeních

Elektrická měřicí zařízení spotřebovávají při provozu energii, která se obvykle přeměňuje na tepelnou energii. Ztráta výkonu závisí na režimu v obvodu a také na systému a konstrukci zařízení.

Pokud je naměřený výkon relativně malý, a tedy proud nebo napětí v obvodu je relativně malé, pak může ztráta energie v samotných zařízeních výrazně ovlivnit režim zkoumaného obvodu a odečty zařízení mohou mít docela velká chyba. Pro přesná měření v obvodech, kde jsou vyvinuté výkony relativně malé, je nutné znát sílu energetických ztrát v zařízeních.

Tabulka 2 ukazuje průměrné hodnoty ztrát energie v různých systémech elektroměrů.

Přístrojový systém Voltmetry 100 V, W Ampérmetry 5A, W Magnetoelektrické 0,1 — 1,0 0,2 — 0,4 Elektromagnetické 2,0 — 5,0 2,0 — 8,0 Indukce 2,0 — 5,0 1 ,0 — 4,0 Elektrodynamické 3,0 — 5,0 1,0 — 4,0 Elektrodynamické 3,0 — 5 —20 —0. 3.0