Villamos mérőműszerek osztályozása, műszeres skála szimbólumok
Az elektromos berendezések helyes működésének ellenőrzése, tesztelése, az elektromos áramkörök paramétereinek meghatározása, az elfogyasztott elektromos energia rögzítése stb. érdekében különféle elektromos méréseket végeznek. A kommunikációs technikában, akárcsak a modern technikában, elengedhetetlenek az elektromos mérések. Azokat az eszközöket, amelyekkel különféle elektromos mennyiségeket mérnek: áramot, feszültséget, ellenállást, teljesítményt stb., elektromos mérőműszereknek nevezzük.
Panel árammérő:
Számos különböző elektromos mérő létezik. Az elektromos mérések gyártása során leggyakrabban a következőket használják: ampermérők, voltmérők, galvanométerek, wattmérők, elektromos mérőeszközök, fázismérők, fázisjelzők, szinkroszkópok, frekvenciamérők, ohmmérők, megohmmérők, földellenállások, kapacitás- és induktivitásmérők, oszcilloszkópok, mérőhidak, kombinált szerszámok és mérőkészletek.
Oszcilloszkóp:
Elektromos mérőkészlet K540 (voltmérőt, ampermérőt és wattmérőt tartalmaz):
Az elektromos szerszámok osztályozása a működési elv szerint
A működési elv szerint az elektromos mérőeszközök a következő fő típusokra oszthatók:
1. A magnetoelektromos rendszer eszközei, amelyek a tekercsnek az árammal és az állandó mágnes által létrehozott külső mágneses térrel való kölcsönhatásának elvén alapulnak.
2. Eszközök egy elektrodinamikus rendszerhez, amely két tekercs áramokkal való elektrodinamikus kölcsönhatásának elvén alapul, amelyek közül az egyik álló, a másik mozgatható.
3. Az elektromágneses rendszer eszközei, amelyekben az álló tekercs mágneses mezejének árammal és egy ezzel a térrel mágnesezett mozgatható vaslemezzel való kölcsönhatásának elvét alkalmazzák.
4. Az elektromos áram termikus hatását alkalmazó hőmérő készülékek. Az árammal felmelegített huzal kinyúlik, lelóg, és ennek eredményeként a készülék mozgatható része a rugó hatására elforgatható, ami megszünteti a huzalban keletkező lazaságot.
5. Az indukciós rendszer eszközei, amelyek a forgó mágneses tér és az e tér által indukált áramok kölcsönhatásának elvén alapulnak egy mozgatható fémhengerben.
6. Ellentétes elektromos töltésekkel töltött, mozgatható és mozdíthatatlan fémlemezek kölcsönhatásának elvén alapuló elektrosztatikus rendszerkészülékek.
7. Hőelektromos rendszer eszközök, amelyek hőelem és valamilyen érzékeny eszköz, például magnetoelektromos rendszer kombinációja. A hőelemen áthaladó mért áram hozzájárul a magnetoelektromos eszközre ható hőáram megjelenéséhez.
8.Rezgőtestek mechanikai rezonanciájának elvén alapuló rezgésrendszeri eszközök. Adott áramfrekvencián az elektromágnes egyik armatúrája rezeg a legintenzívebben, amelynek természetes rezgési periódusa egybeesik a rákényszerített rezgések periódusával.
9. Elektronikus mérőeszközök - olyan készülékek, amelyek mérőáramkörei elektronikus alkatrészeket tartalmaznak. Szinte minden elektromos mennyiség mérésére szolgálnak, valamint olyan nem elektromos mennyiségek mérésére, amelyeket elektromosmá alakítottak át.
Az olvasóeszköz típusa szerint megkülönböztetünk analóg és digitális eszközöket. Analóg műszerekben a mért vagy arányos érték közvetlenül befolyásolja annak a mozgó résznek a helyzetét, amelyen az olvasókészülék található. Digitális eszközökben a mozgó rész hiányzik, és a mért vagy arányos értéket digitális jelzővel rögzített számszerű megfelelővé alakítják át.
Indukciós mérő:
A mozgó rész elhajlása a legtöbb elektromos mérőmechanizmusban a tekercsben lévő áramok értékétől függ. De azokban az esetekben, amikor a mechanizmusnak olyan mennyiség mérésére kell szolgálnia, amely nem közvetlenül az áram függvénye (ellenállás, induktivitás, kapacitás, fáziseltolódás, frekvencia stb.), szükséges, hogy a kapott nyomaték a mért mennyiségtől, ill. független a tápfeszültségtől.
Az ilyen mérésekhez olyan mechanizmust használnak, amelynek mozgó részének eltérését csak a két tekercsében lévő áramok aránya határozza meg, és nem függ azok értékétől. Az ezen általános elv szerint épített eszközöket arányoknak nevezzük.Bármely elektromos mérőrendszerhez létre lehet hozni egy ratiometrikus mechanizmust, amelynek jellemző tulajdonsága – a rugók vagy striák elcsavarodása által létrehozott mechanikai ellennyomaték hiánya.
Voltmérő jelmagyarázata:
Az alábbi ábrákon az elektromos fogyasztásmérők szimbólumai láthatók működési elvük szerint.
A készülék működési elvének meghatározása
Jelenlegi típusjelölések
Pontossági osztály, készülékhelyzet, szigetelési szilárdság, befolyásoló mennyiségek jelölései
Az elektromos mérőeszközök osztályozása a mért mennyiség típusa szerint
Az elektromos mérőket a mért mennyiség jellege szerint is osztályozzák, hiszen az azonos működési elvű, de különböző mennyiségek mérésére tervezett műszerek felépítésükben nagymértékben eltérhetnek egymástól, a készüléken lévő léptékről nem is beszélve.
Az 1. táblázat a leggyakoribb elektromos fogyasztásmérők szimbólumainak listáját tartalmazza.
1. táblázat. Példák a mértékegységek, többszöröseik és részhalmazaik kijelölésére
Név Megnevezés Név Megnevezés Kiloamper kA Teljesítménytényező cos φ Amper A meddőteljesítmény tényező sin φ Milliamper mA Theraohm TΩ Mikroamper μA Megaohm MΩ Kilovolt kV Kilohm kΩ Volt V Ohm Ω Millivolt mV Milliohm mΩ Megawatt mV Milliohm mΩ Megawatt MW MWi Micro Kilowadm Megavar MVAR Picofarad pF Kilovar kVAR Henry H Var VAR Milhenry mH Megahertz MHz Microhenry µH KHz kHz Hőmérséklet skála Celsius fok o° C Hertz Hz
A fázisszög mértéke φo
Az elektromos mérőműszerek osztályozása a pontosság foka szerint
A készülék abszolút hibája a készülék leolvasása és a mért érték valódi értéke közötti különbség.
Például az ampermérő abszolút hibája az
δ = I — aiH,
ahol δ ("delta") — abszolút hiba amperben, Az — mérőállás amperben, Azd — a mért áram valós értéke amperben.
Ha I > Azd, akkor az eszköz abszolút hibája pozitív, ha pedig I < I, akkor negatív.
Az eszközkorrekció olyan érték, amelyet hozzá kell adni a készülék leolvasásához, hogy megkapjuk a mért érték valódi értékét.
Aze = I — δ = I + (-δ)
Ezért az eszköz korrekciója az eszköz rabszolút abszolút hibájának értéke, de ezzel ellentétes előjel. Például, ha az ampermérő 1 = 5 A-t mutat, és a készülék abszolút hibája δ= 0,1 a, akkor a mért érték valódi értéke I = 5+ (-0,1) = 4,9 a.
A készülék csökkentett hibája az abszolút hiba és az eszközjelző lehető legnagyobb eltérésének (a készülék névleges leolvasásának) aránya.
Például egy ampermérőhöz
β = (δ / In) 100% = ((I - INS) / In) 100%
ahol β – csökkentett hiba százalékban, In a műszer névleges értéke.
A készülék pontosságát a maximálisan csökkentett hibájának az értéke jellemzi. A GOST 8.401-80 szerint az eszközöket 9-re osztják a pontossági osztályuk mértéke szerint: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 1,5, 2,5 és 4 ,0. Például, ha ennek az eszköznek a pontossági osztálya 1,5, az azt jelenti, hogy a maximális csökkentett hibája 1,5%.
A 0,02, 0,05, 0,1 és 0,2 pontossági osztályú elektromos mérőket, mint a legpontosabbakat, ott használják, ahol nagyon nagy mérési pontosságra van szükség. Ha az eszköz 4%-nál nagyobb hibával rendelkezik, az osztályon kívülinek minősül.
2.5 pontossági osztályú fázisszögmérő műszer:
A mérőeszköz érzékenysége és állandója
A készülék érzékenysége az eszköz mutatója szög- vagy lineáris mozgásának a mért érték egységére vetített aránya.Ha a készülék skála ugyanaz, akkor az érzékenysége a teljes skálán azonos.
Például egy azonos skálájú ampermérő érzékenységét a képlet határozza meg
S = Δα / ΔI,
ahol C – ampermérő érzékenység amperosztásban, ΔAz – áramnövekedés amperben vagy milliamperben, Δα – a készülék kijelzőjének szögeltolódásának növekedése fokban vagy milliméterben.
Ha az eszköz skálája egyenetlen, akkor az eszköz érzékenysége a skála különböző területein eltérő, mivel ugyanaz a növekedés (például az áramerősség) megfelel a mutató szög- vagy lineáris elmozdulásának különböző lépéseinek. hangszer.
A műszer reciprok érzékenységét műszerállandónak nevezzük. Az eszközállandó tehát az eszköz egységköltsége, vagy más szóval az az érték, amellyel az osztásokban leolvasott skálaértéket meg kell szorozni, hogy a mért értéket megkapjuk.
Például, ha az eszköz állandója 10 mA / div (osztásonként tíz milliamper), akkor amikor a mutatója eltér az α = 10 osztástól, a mért áramérték I = 10 · 10 = 100 mA.
Wattmérő:
A wattmérő kapcsolási rajza és a készülék megnevezései (ferrodinamikai eszköz változó és állandó teljesítmény mérésére a skála vízszintes helyzetével, a mérőáramkör el van választva a háztól és a vizsgált feszültség 2 kV, pontossági osztály 0,5):
Mérőműszerek kalibrálása — egy műszer skálaértékeinek hibáinak vagy korrekcióinak meghatározása az egyes skálaértékek különböző kombinációinak egymással való összehasonlításával. Az összehasonlítás az egyik skálaértéken alapul.A kalibrálást széles körben alkalmazzák a precíziós metrológiai munkák gyakorlatában.
A kalibrálás legegyszerűbb módja, ha minden méretet összehasonlítunk egy névlegesen azonos (ésszerűen helyes) mérettel. Ezt a fogalmat nem szabad összetéveszteni (ahogy gyakran teszik) a mérőműszerek beosztásával (kalibrálásával), amely egy olyan metrológiai művelet, amellyel a mérőműszer skálaosztásai bizonyos mértékegységekben kifejezett értékeket kapnak.
Áramkimaradás az eszközökben
Az elektromos mérőeszközök működés közben energiát fogyasztanak, amelyet általában hőenergiává alakítanak át. Az áramveszteség az áramkör üzemmódjától, valamint a rendszer és az eszköz kialakításától függ.
Ha a mért teljesítmény viszonylag kicsi, és ezért az áramkörben az áram vagy a feszültség viszonylag kicsi, akkor maguk az eszközök energiavesztesége jelentősen befolyásolhatja a vizsgált áramkör üzemmódját, és az eszközök leolvasása elég nagy hiba. A pontos mérésekhez olyan áramkörökben, ahol a kifejlesztett teljesítmények viszonylag kicsik, ismerni kell az eszközök energiaveszteségének erősségét.
A 2. táblázat a különböző elektromos mérőrendszerek energiaveszteségének átlagos értékeit mutatja be.
Műszerrendszer Voltmérők 100 V, W Ampermérők 5A, W Magnetoelektromos 0.1 — 1.0 0.2 — 0.4 Elektromágneses 2.0 — 5.0 2.0 — 8.0 Indukció 2.0 — 5.0 1 .0 — 4.0 Elektrodinamikus 6.0 — 4.0 Elektrodinamikus 6.3.0 0,0 2,0 - 3,0