это быстро и бесплатно
Оформите заказ сейчас и получите скидку 100 руб.!
ID (номер) заказа
2593514
Ознакомительный фрагмент работы:
Введение
Электроизмерительные приборы - техническое устройство с помощью которого происходит измерение электрических величин.
Средства электрических измерений широко применяются в энергетике, связи, промышленности, на транспорт, в научных исследованиях, медицине, а также в быту — для учёта потребляемой электроэнергии. Используя специальные датчики для преобразования величин в электрические, электроизмерительные приборы можно использовать для измерения самых разных физических величин, что ещё больше расширяет диапазон их применения.
Они служат для контроля режима работы электрических установок, их испытания и учета расходуемой электрической энергии. В зависимости от назначения электроизмерительные приборы подразделяют на амперметры (измерители тока), вольтметры (измерители напряжения), ваттметры (измерители мощности), омметры (измерители сопротивления), частотомеры (измерители частоты переменного тока), счетчики электрической энергии и др. Различают две категории электроизмерительных приборов: рабочие — для контроля режима работы электрических установок в производственных условиях и образцовые — для градуировки и периодической проверки рабочих приборов.
Электроизмерительные приборы будут крайне полезны как в быту, так и для исправления неисправностей, а также они понадобятся для профессиональных процедур с электроприборами.
Глава 1. Классификация электроизмерительных приборов, условные обозначения на шкалах приборовДля контроля за правильностью работы электротехнических установок, испытания их, определения параметров электрических цепей, учета расходуемой электрической энергии и т. д. производят различные электрические измерения. В технике связи, как и в технике сильных токов, электрические измерения имеют важное значение. Приборы, с помощью которых измеряются различные электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, мощность и т. д., — называются электрическими измерительными приборами.
Измерение — это процесс определения физической величины с помощью технических средств.
Мера — это средство измерения физической величины заданного размера.
Измерительный прибор — это средство измерения, в котором вырабатывается сигнал, доступный для восприятия наблюдателем.
Меры и приборы подразделяются на образцовые и рабочие. Образцовые меры и приборы служат для поверки по ним рабочих средств измерений. Рабочие меры и приборы служат для практических измерений.
Классификация электроизмерительных приборов по принципу действияПо принципу действия электроизмерительные приборы подразделяются на следующие основные типы:
1. Приборы магнитоэлектрической системы, основанные на принципе взаимодействия катушки с током и внешнего магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом.
2. Приборы электродинамической системы, основанные на принципе электродинамического взаимодействия двух катушек с токами, из которых одна неподвижна, а другая подвижна.
3. Приборы электромагнитной системы, в которых используется принцип взаимодействия магнитного поля неподвижной катушки с током и подвижной железной пластинки, намагниченной этим полем.
4. Тепловые измерительные приборы, использующие тепловое действие электрического тока. Нагретая током проволока удлиняется, провисает, и вследствие этого подвижная часть прибора получает возможность повернуться под действием пружины, выбирающей образовавшуюся слабину проволоки.
5. Приборы индукционной системы, основанные нa принципе взаимодействия вращающегося магнитного поля с токами, индуктированными этим полем в подвижном металлическом цилиндре.
6. Приборы электростатической системы, основанные на принципе взаимодействия подвижных и неподвижных металлических пластин, заряженных разноименными электрическими зарядами.
7. Приборы термоэлектрической системы, представляющие собой совокупность термопары с каким-либо чувствительным прибором, например магнитоэлектрической системы. Измеряемый ток, проходя через термопару, способствует возникновению термотока, воздействующего на магнитоэлектрический прибор.
8. Приборы вибрационной системы, основанные нa принципе механического резонанса вибрирующих тел. При заданной частоте тока наиболее интенсивно вибрирует тот из якорьков электромагнита, период собственных колебаний которого совпадает с периодом навязанных колебаний.
9. Электронные измерительные приборы - приборы, измерительные цепи которых содержат электронные элементы. Они используется для измерений практически всех электрических величин, а также неэлектрических величин, предварительно преобразованных в электрические.
По типу отсчетного устройства различают аналоговые и цифровые приборы. В аналоговых приборах измеряемая или пропорциональная ей величина непосредственно воздействует на положение подвижной части, на которой расположено отсчетное устройство. В цифровых приборах подвижная часть отсутствует, а измеряемая или пропорциональная ей величина преобразуется в числовой эквивалент, регистрируемый цифровым индикатором.
Отклонение подвижной части у большинства электроизмерительных механизмов зависит от значений токов в их катушках. Но в тех случаях, когда механизм должен служить для измерения величины, не являющейся прямой функцией тока (сопротивления, индуктивности, емкости, сдвига фаз, частоты и т. д.), необходимо сделать результирующий вращающий момент зависящим от измеряемой величины и не зависящим от напряжения источника питания.
Для таких измерений применяют механизм, отклонение подвижной части которого определяется только отношением токов в двух его катушках и не зависит от их значений. Приборы, построенные по этому общему принципу, называются логометрами. Возможно построение логометрического механизма любой электроизмерительной системы с характерной особенностью - отсутствием механического противодействующего момента, создаваемого закручиванием пружин или растяжек.
В таблицах ниже приведены условные обозначения электроизмерительных приборов по принципу их действия.
Таблица 1.1.1. Обозначения рода тока.
Таблица 1.1.2. Обозначение принципа действия прибора.
Таблица 1.1.3. Обозначения класса точности, положения прибора,
прочности изоляции, влияющих величин.
Классификация электроизмерительных приборов по роду измеримой величины. Электроизмерительные приборы классифицируются и по роду измеряемой ими величины, так как приборы одного и того же принципа действия, но предназначенные для измерения разных величин могут значительно отличаться друг от друга по своей конструкции, не говоря уже о шкале прибора.
В таблице 1.2.1 приведен перечень условных обозначений наиболее употребительных электроизмерительных приборов.
Таблица 1.2.1. Примеры обозначения единиц измерения,
162560596900их кратных и дольных значений.
Классификация электроизмерительных приборов по степени точностиАбсолютной погрешностью прибора называют разность между показанием прибора и истинным значением измеряемой величины.
Например, абсолютная погрешность амперметра равна:
δ = I - Iэ,
где δ (читать "дельта") - абсолютная погрешность в ампеpax,
I - показание прибора в амперах,
Iэ - истинное значение измеряемого тока в амперах.
Если I >Iэ, то абсолютная погрешность прибора положительна, а при I < Iэ, она отрицательна.
Поправкой прибора называют величину, которую надо прибавить к показаниям прибора, чтобы получить истинное значение измеряемой величины.
Iэ = I - δ = I + (-δ)
Следовательно, поправка прибора - величина равная абсолютной погрешности прибора, но противоположная ей по знаку. Например, если амперметр показал 1 = 5 А, а абсолютная погрешность прибора равна δ=0,1 а, то истинное значение измеряемой величины равно I = 5+ (—0,1) = 4,9 а.
Приведенной погрешностью прибора называется отношение абсолютной погрешности к наибольшему возможному отклонению показателя прибора (номинальному показанию прибора).
Например, для амперметра
β = (δ/In) · 100% = ((I - Iэ)/In) · 100%
где β - приведенная погрешность в процентах,
In - номинальное показание прибора.
Точность прибора характеризуется величиной его максимальной приведенной погрешности. Согласно ГОСТ 8.401-80 приборы по степени их точности разделяются на 9 классов: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 1,5, 2,5 и 4,0. Если, например, данный прибор имеет класс точности 1,5, то это значит, что его максимальная приведенная погрешность равна 1,5%.
Электроизмерительные приборы, имеющие классы точности 0,02, 0,05, 0,1 и 0,2, как наиболее точные, применяются там, где требуется весьма большая точность измерения. Если прибор имеет приведенную погрешность выше 4%, то он считается внеклассным.
Чувствительностью прибора называют отношение углового или линейного перемещения указателя прибора, приходящееся на единицу измеряемой величины. Если шкала прибора равномерна, то чувствительность его по всей шкале одинакова.
Например, чувствительность амперметра, имеющего равномерную шкалу, определяется формулой:
S = Δα/ΔI,
где S - чувствительность амперметра в делениях на ампер,
ΔI - приращение тока в амперах или миллиамперах,
Δα - приращение углового перемещения показателя прибора в градусах или миллиметрах.
Если шкала прибора неравномерна, то чувствительность прибора в различных областях шкалы различна, так как одному и тому же приращению (например, тока) будут соответствовать разные приращения углового или линейного перемещения показателя прибора.
Величина, обратная чувствительности прибора, называется постоянной прибора. Следовательно, постоянная прибора — это цена деления прибора, или, иначе, величина, на которую должен быть помножен отсчет по шкале в делениях, чтобы получить измеряемую величину.
Например, если постоянная прибора равна 10 мА/дел (десять миллиампер на деление), то при отклонении его указателя на α = 10 делений измеряемая величина тока равна I = 10 · 10 = 100 мА.
Схема подключения ваттметра и обозначения на приборе (ферродинамический прибор для измерения мощности постоянного и переменного тока с горизонтальным положением шкалы, измерительная цепь изолированна от корпуса и испытана напряжения 2 кВ, класс точности - 0,5):
Схема подключения ваттметра и обозначения на приборе
Калибровка измерительных приборов — определение погрешностей или поправок для совокупности значений шкалы прибора путем сравнения в различных сочетаниях отдельных значений шкалы друг с другом. За основу сравнения берется одно из значений шкалы. Калибровка широко применяется в практике точной метрологической работы.
Простейший способ калибровкой — сравнение каждого размера с номинально равным ему (принимаемым за достаточно верный) размером. Это понятие не следует смешивать (как это часто делают) с градуированием (градуировкой) измерительных приборов, представляющим собой метрологическую операцию, при помощи которой делениям шкалы измерительного прибора придаются значения, выраженные в установленных единицах измерения.
Электроизмерительные приборы потребляют при работе энергию, которая в них преобразуется обычно в тепловую энергию. Мощность потерь зависит от режима в цепи, а также от системы и конструкции прибора.
Если измеряемая мощность относительно мала, а следовательно, относительно малы ток или напряжение в цепи, то мощность потерь энергии в самих приборах может заметно влиять на режим исследуемой цепи и показания приборов могут иметь довольно большую погрешность. При точных измерениях в цепях, где развиваемые мощности сравнительно малы, необходимо знать мощность потерь энергии в приборах.
В таблице 1.3.1 приведены средние величины мощности потерь энергии в различных системах электроизмерительных приборов.
565155389245Таблица 1.3.1 Средние величины мощности потерь энергии в
различных системах электроизмерительных приборов.
Заключение
Измерения играют важную роль в жизни человека. С измерениями он встречается на каждом шагу своей деятельности, начиная от определения расстояний на глаз и заканчивая контролем сложных технологических процессов и выполнением научных исследований.
Развитие науки неразрывно связано с прогрессом в области измерений. Измерения - один из способов познания. Поэтому многие научные исследования сопровождаются измерениями, позволяющими установить количественные соотношения и закономерности изучаемых явлений. Д.И.Менделеев писал: "Наука начинается с тех пор, как начинают измерять; точная наука немыслима без меры". История науки знает примеры, говорящие о том, что прогресс в области измерений способствовал новым открытиям. В свою очередь, достижения науки способствовали совершенствованию методов и средств измерений. Например, достижения в области техники позволили создать новые электроизмерительные приборы .
В связи с изучением явлений электричества стали создаваться электроизмерительные приборы.
Первый в мире электроизмерительный прибор был создан в 1745 г. русским академиком Г.В.Рихманом - соратником М.В.Ломоносова. Это был электрометр - прибор для оценки разности потенциалов, предназначенный для изучения атмосферного электричества.
В 1820 г. А.Ампер демонстрировал первый гальванометр, представляющий собой магнитную стрелку, на которую действует поле проводника с измеряемым током. В 1837 г. О де ла Рив изобрел тепловой электроизмерительный прибор.
Вторая половина ХIX в. ознаменовалась возникновением электротехники - области науки и техники, связанной с использованием явлений электричества для практических нужд (для связи, энергетики и т.п.). Поэтому в то время особенно интенсивно разрабатывались различные электроизмерительные приборы.
В 1867 г. У.Томсоном (Кельвином) был предложен гальванометр с подвижной катушкой и неподвижным электромагнитом. В 1880-1881 гг. М.Депре и Ж.А.д'Арсонваль усовершенствовали гальванометр, применив постоянный магнит. В 1881 г. Ф.Уппенборн изобрел электромагнитный прибор. Много сделал для развития электроизмерительной техники русский электротехник М.О.Доливо-Добровольский. Он изобрел индукционный ваттметр и фазометр, ферродинамический ваттметр, дал научно обоснованные рекомендации по проектированию ферродинамических приборов. Им предложены новые методы измерений электрических и магнитных величин (например, метод измерения потерь в ферромагнитных материалах при их перемагничивании). В 1872 г. А.Г.Столетов, исследуя зависимость магнитной проницаемости железа от напряженности магнитного поля, разработал метод измерения индукции с помощью баллистического гальванометра.
Список использованной литературы
Атамалян Э. Г. Приборы и методы измерения электрических величин — издательство «ДРОФА», 2005
Дубина, И.Н. Электротехнические измерения / И.Н. Дубина. - М.: КноРус, 2012.
Хромоин, П.К. Электротехнические измерения: Учебное пособие / П.К. Хромоин. - М.: Форум, 2017.
Хрусталева, З.А. Электротехнические измерения: Учебник / З.А. Хрусталева. - М.: КноРус, 2015.
Шишмарёв, В.Ю. Электротехнические измерения: Учебник / В.Ю. Шишмарёв. - М.: Academia, 2018.
Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.
Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов
Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит
Бесплатные доработки и консультации
Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки
Гарантируем возврат
Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа
Техподдержка 7 дней в неделю
Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему
Строгий отбор экспертов
К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»
Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован
Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн
Коррупционные скандалы 2024
Доклад, Судебная деятельность: этика и антикоррупционные стандарты
Срок сдачи к 10 апр.
Разработка организационной структуры управления для фармацевтического предприятия
Диплом, Общий и стратегический менеджмент
Срок сдачи к 29 мар.
Особенности психологического здоровья и его динамика у студентов психологов младших курсов
Отчет по практике, Психология
Срок сдачи к 5 апр.
Антикоррупционная экспертиза проекта Указа Губернатора
Контрольная, Экспертиза нормативных правовых актов
Срок сдачи к 28 мар.
дописать практическую часть, экономическую и безопасность и...
Диплом, Железнодорожное дело
Срок сдачи к 10 апр.
Решить по одной задаче № 6.8 на стр.624-625; По одной задаче № 6.9 на стр.625-626; По одной задаче № 7.3 на стр.638
Контрольная, Математическое моделирование систем и процессов
Срок сдачи к 12 апр.
Курсовая работа на тему « Особенности и структура налоговых систем...
Курсовая, финансы
Срок сдачи к 4 апр.
Решить две задачи по примеру. Проверка и расчет массы фермы.
Контрольная, Расчёт и проектирование сварных конструкций
Срок сдачи к 3 апр.
Выполнить контрольную работу по экономической безопасности. М-01134
Контрольная, экономическая безопасность
Срок сдачи к 15 апр.
Сделать доклад на тему: Опишите юридическую науку как деятельность научных сообществ
Доклад, История и методология юридической науки
Срок сдачи к 1 апр.
Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!