Классификация измерительных приборов и список технических устройств

На чтение: 20 минРубрика: Электромонтаж

Прибор «Вектор» для измерения параметров однофазной электрической цепи в режиме короткого замыкания

Прибор для измерения параметров однофазной цепи в режиме короткого замыкания «ВЕКТОР» относится к сложным современным электронным приборам, удовлетворяя все перечисленные выше требования к цифровым СИ, на него имеется полный пакет технической и эксплуатационной документации, разработанной и утвержденной Всероссийским научно-исследовательским институтом метрологической службы Госстандарта Российской Федерации, соответствует требованиям ГОСТ Р 51350-99. Сертификат об утверждении типа средств измерений RU.C.34.004 №14719 зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений под №24754-03.

Область применения — проверка качества монтажных, профилактических, ремонтных работ на силовых и осветительных цепях зданий и электроустановок.

Принцип работы прибора «ВЕКТОР» основан на изменении напряжения сети и сдвига фазы между током и напряжением при подключении внутреннего резистора известной величины. На основании этих измеренных значений вычисляются: ток короткого замыкания и сопротивления петли “фаза-нуль”. Полученные значения напряжения сети, сдвига фазы между током и напряжением, модуля комплексного сопротивления “фаза-нуль”, силы тока короткого замыкания выводятся на жидкокристаллический дисплей.

Сервисные функции:

индикация измеренных значений до проведения очередных измерений;
блокировка прибора в течение 10 с после измерения;
блокировка при критическом нагреве измерительного резистора с индикацией надписи «ПЕРЕГРЕВ»;
автоматическое отключение прибора через 5 минут;
при частичном разряде аккумуляторных батарей на индикаторе появляется надпись «ЗАРЯДИТЕ АККУМУЛЯТОРЫ», при этом прибор продолжает работать.

Конструктивно печатная плата и аккумуляторы прибора размещены в переносном корпусе из пластмассы, на верхней части кнопки управления.

Прибор удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к цифровым СИ, обладает минимальным количеством органов управления, удобным жидкокристаллическим индикатором для снятия показаний, легко умещается в руке, имеет малый вес ( 0,5 кг), надежные и удобные измерительные провода.

Виды микрометров

Рассмотрим виды микрометров, предназначенных как для профессиональных, так и для бытовых целей.

По варианту индикации

По способу проведения замеров можно выделить несколько типов микрометров, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы.

Механические аналоговые, со статической шкалой измерения

Именно такой прибор можно встретить в обычной мастерской.

Для измерений деталь помещается в измерительные тиски. Рукоятка с микрометрическим винтом проворачивается до касания к детали, далее матер снимает показания по рискам на шкалах.

Огромным преимуществом механического прибора является то, что ему не страшны падения. После такого ЧП необходимо лишь заново настроить прибор. Минус – относительно большой шаг измерений.

Механические аналоговые, рычажные

Принцип действия такой же, как у предыдущей модели – но пользоваться гораздо удобнее. Значение измеряемой величины выводится на стрелочный индикатор. Это полезно в случае, когда производится массовое измерение.

Механические цифровые

Замеры производятся с помощью того же микрометрического винта, но показания выводятся на жидкокристаллический дисплей в реальном времени. Для этого в механизм встраивается точный датчик перемещения.

Лазерные микрометры

Замеры производятся по методу пересечения лазерного луча. С помощью оптики, луч превращается в плоскость. Приемный фотоэлемент анализирует уменьшение ширины луча, и выводит данные на дисплей.

Преимущества таких микрометров неоспоримы:

Высокая точность.
Цена деления 0.001 мм.
Быстрота измерений.
В любом положении из диапазона измерений можно выставить нулевое значение.
Можно измерить деталь сложной формы.

Однако есть и существенные недостатки:

Механическая уязвимость.
Не измеряет внутренний размер.
Высокая стоимость.

По области применения

Микрометры используются для контроля точности во многих сферах. Выделяют несколько видов приборов, в зависимости от области применения.

Гладкий микрометр

Это один из самых часто встречающихся приборов. Им измеряют плоские и круглые поверхности – размеры деталей и сечений.

Микрометр – зубомер

Определяет линейные размеры зубьев шестерен и зубчатых колес. Имеет специальные конические насадки. Как правило, в комплект входит эталонная мера длины.

Трубный микрометр

Им измеряют толщину стен в трубах. Применяется на этапе проверки качества производства, а так же износа стенок. Причем специальные насадки помогают измерять толщину даже кривых и неровных бортов. Щуп касается стенки точечно, благодаря своей форме.

Микрометр листовой

Позволяет точно замерять толщину листовых, пленочных и рулонных изделий. Подающий винт настроен на малый диапазон шкалы, поэтому точность измерения получается очень высокой.

Существует два вида таких приборов:

С плоскими насадками, для измерения нешироких заготовок.
С удлиненными губками – для производства замеров изделий большой площади, на удалении от кромки.

Микрометр универсальный

Возможность смены головок позволяют измерять самые разные детали. Однако по причине лишних стыковочных узлов страдает погрешность прибора.

Проволочный микрометр

Узкоспециализированный прибор, с помощью которого замеряют диаметр проволоки и шариков в подшипниках. За счет этого конструкция более компактная.

Используется для измерения диаметра многолезвийного инструмента. Опора выполнена в виде призмы.

Микрометр канавочный

Иногда можно встретить еще одно название глубиномер. С его помощью легко измерить глубину выемок, канавок, дефектов, по отношении к базовой плоскости. Опорной плитой микрометр устанавливается на поверхность – а при помощи щупа измеряется глубина.

Резьбомерный микрометр

Шкала может быть, как метрической, так и дюймовой. В комплект входят специальные насадки для различных видов резьбы.

Устанавливает предельные внешние размеры одной заготовки. Используются для вычисления габаритов.

Микрометр для горячего проката

С его помощью можно измерить толщину изделия прямо в ходе производства. В качестве измерителя используется специальное откалиброванное колесо.

Микрометр – нутромер

Помогает измерять внутренние диаметры изделий. Используется для контроля качества изготовления деталей.

Добавим, что каждая группа имеет свои плюсы и минусы. К примеру, даже лазерный микрометр, приобретенный у неизвестного производителя, может выдавать ложные показания. При покупке обязательно необходимо проверить точность прибора.

Реальные примеры измерения напряжения

Наиболее простым примером измерения напряжения в бытовых условиях является пальчиковая батарейка. В ней вам необходимо приложить черный щуп к выводу «– », а красный к выводу « + », позицию переключателя установить на 2 В постоянного напряжения.

Рис. 4. Пример измерения напряжения на батарейке

Если показания для батарейки 1,5 В будут в пределах от 1,6 до 1,2 В, то такой источник питания считается пригодным для всего оборудования, в случае снижения значений до 1 – 0,7 В, от батарейки будут запускаться импульсные устройства, к примеру, часы. Если вольтметр покажет 0,6 В и менее, разряд достиг критического значения.

При измерении разности потенциалов в бытовой сети, вам следует коснуться щупами контактов розетки. Так как изолированная часть щупа имеет ограничительное кольцо, за которым расположен длинный стержень, вы можете безопасно проникнуть в розетку, не рискуя прикоснуться к токоведущим элементам. Допустимыми считаются отклонения от номинала на 10%, то есть от 198 до 142 В.

Также можно замерить разность потенциалов на выходе автомобильного аккумулятора или на другом элементе цепи электрической проводки. Для этого черный щуп мультиметра устанавливается на «– » клемму аккумулятора, а красный на « + » клемму.

Если аккумулятор заряжен, то показания вольтметра должны находиться в пределах от 12 до 14 В, но встречаются модели и с большим разбросом. Такое измерение позволяет диагностировать различные причины неполадок.

Строй-Техника.ру

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

Электрооборудование автогрейдеров

Публикация:

Электроизмерительные приборы и электрические измерения

Читать далее:

Электрические машины и аппаратура автогрейдера

Электроизмерительные приборы и электрические измерения

Для оценки работы электротехнических устройств необходимо измерять такие электрические величины, как ток, напряжение, сопротивление, мощность, энергия. Наиболее предпочтительно пользоваться для этих целей методом непосредственного измерения, когда измеряемая величина определяется путем непосредственного отсчета показания измерительного прибора (измерения напряжения — вольтметром, тока — амперметром, сопротивления — омметром, мощности — ваттметром); такое измерение называется прямым.

Если же измеряемую величину можно найти на основании прямых измерений других величин, с которыми измеряемая связана зависимостью, такое измерение считается косвенным. Косвенным считается измерение, например, сопротивления элемента электрической цепи, когда замерам подвергаются напряжение и сила тока. Совершенно очевидно, что косвенное измерение менее точно, чем прямое.

Любой прибор непосредственного измерения состоит из Двух частей: измерительного механизма, предназначенного для преобразования подводимой к нему электрической энергии в механическую энергию перемещения подвижной части с указателем, и измерительной цепи, предназначенной для преобразования измеряемой электрической величины (напряжения, тока и т. д.) в пропорциональную ей величину воздействия на измерительный механизм. Один и тот же измерительный механизм в соединении с различными измерительными цепями может использоваться при измерениях различных величин. Различают несколько систем выполнения измерительных механизмов: магнитоэлектрическая, электромагнитная, электродинамическая, индукционная, электростатическая, тепловая.

Дополнительные материалы по теме:

Магнитоэлектрическая система включает постоянный магнит и катушку (рамку). Применяется неподвижный магнит и подвижная катушка (рамка) либо наоборот. Пример механизма с магнитом, расположенным внутри рамки, показан на рис. 2.8. Эта система хороша для гальванометров, а при подвижном магните используется в приборах на щитках транспортных средств.

Электромагнитная система содержит неподвижную катушку, создающую магнитное поле, и подвижный ферромагнитный якорь с указателем, причем катушка выполняется круглой и плоской. Эти приборы требуют защиты от внешнего магнитного поля. Они допускают перегрузки, просты и дешевы в изготовлении. С этой системой изготавливаются амперметры и вольтметры в основном переменного тока.

Электродинамическая система использует принцип взаимодействия проводников с токами, для чего используются неподвижная катушка и внутри нее — подвижная с указателем. Данная система применяется в амперметрах, вольтметрах и ваттметрах.

Индукционная система использует вращающееся магнитное поле, создаваемое двумя электромагнитами переменного тока и воздействующее на подвижный алюминиевый диск. Такая система используется в ваттметрах.

Рис. 2.8. Магнитоэлектрический механизм:
1 — магнит; 2 — рамка со стрелкой; 3 — магни- топровод

Электростатическая система использует электростатические силы взаимодействия заряженных электродов для вращения заряженных подвижных пластин относительно заряженных неподвижных. Система пригодна для вольтметров постоянного и переменного тока при измерениях в цепях высоких напряжений при малой мощности.

Тепловая система использует удлинение металлической нити, нагреваемой током. Приборы с данной системой неустойчивы к перегрузкам, чувствительны к температурам извне. Применяются для измерения токов высокой частоты.

Механическая часть всех приборов имеет много общего. По конструкции отсчетного устройства они разделяются на две группы: со стрелочными и световыми указателями. Общей их особенностью является установка подвижной части на растяжках из упругих лент берил- лиевой и оловянно-цинковой бронзы, на осях из алюминиевой трубки с кольцевыми стальными кернами, устанавливаемых в выточках полудрагоценных камней (корунд, агат и др.), и на подвесе из металлической или кварцевой нити.

Для успокоения подвижной части приборов применяются пружинные, магнитоиндукционные и воздушные успокоители.

Рекламные предложения:

Читать далее: Электрические машины и аппаратура автогрейдера

Категория: —
Электрооборудование автогрейдеров

Измерение напряжения в сети

Чтобы правильно выполнить измерение напряжения необходимо четко представлять принцип и объект исследования. Поэтому следует отметить, что напряжение представляет собой такую электрическую величину, которая показывает разность заряда между двумя электрическими точками. К примеру, если в одной точке заряд составит +35 В, а в другой +310 В, то разница между этими точками составит 310 – 35 = 275 В, это и будет напряжение. Соответственно измерение напряжения может производиться только относительно чего-то, поэтому используются сразу две точки.

Рис. 1. Схема измерения напряжения

Если говорить о падении напряжения на каком-либо объекте или участке цепи, то измерение напряжения проводиться относительно концов прибора или цепи, точек подключения и т.д

При этом важно учитывать, что цифровой вольтметр или мультиметр в режиме измерения считается бесконечным сопротивлением или разрывом в цепи

Падение напряжения возможно только при условии протекания тока, поэтому подключение вольтметров последовательно с измеряемым объектом недопустимо, так как через него перестанет протекать ток. Аналоговый или электронный вольтметр должен подключаться только параллельно по отношению к измеряемому сигналу.

С практической точки зрения следует заметить, что аналоговые модели измерительных приборов имеют входное сопротивление равное 10 – 20 кОм, а современные мультиметры могут похвастаться 1МОм. Так как через сопротивление на входе в измерительное устройство может протекать ток утечки, этот делитель напряжения будет обуславливать снижение точности измерений. Поэтому чем ближе сопротивление на входе к бесконечности, тем более точный прибор вы используете.

Важно отметить, что замеры производятся под напряжением, из-за чего присутствует угроза поражения электротоком

Поэтому важно соблюдать элементарные меры предосторожности. Далее рассмотрим порядок выполнения измерения для постоянного и переменного напряжения

Далее рассмотрим порядок выполнения измерения для постоянного и переменного напряжения.

Постоянного тока

Рис. 2. Измерение напряжения постоянного тока

Для цепи постоянного тока расмотрим порядок измерения напряжения при помощи цифрового мультиметра. Для этого:

Переведите переключатель мультиметра в положение для постоянного напряжения. На панели обозначается латинской буквой V со значком « = », знаками «+ и – », также может обозначаться аббревиатурой DC.
Выберете нужный предел измерения, который будет максимально приближен к предполагаемому номиналу, но выше измеряемого.
Установите щупы в соответствующие разъемы – черный к выводу COM, красный к выводу V.
Приложите щупы мультиметра сразу к двум точкам – красный к плюсу, черный к минусу. Если вы заранее не знаете положение потенциалов, и показание прибора имеет отрицательное значение, нужно просто поменять полярность подключения.

На дисплее вы увидите показания вольтметра, если значение слишком малое, переключите ручку на меньший предел измерений. Прикладывая щупы, создавайте хорошее усилие, чтобы избежать большого переходного сопротивления, иначе они внесут ощутимую погрешность измерений.

Переменного тока

Рис. 3. Измерение переменного напряжения

В цепи переменного тока бытовой цепи важно учитывать ее опасность из-за номинала в 220/380 В. Поэтому при невозможности подключения мультиметра непосредственно в процессе эксплуатации, его присоединение должно выполняться при отключенном напряжении при помощи «крокодилов»

В остальном процесс измерения идентичен:

Переключите ручку мультиметра в положение для измерения переменного напряжения. На панели оно обозначается как V со значком «~» или аббревиатурой AC.
Установите ручкой деление на нужный предел по принципу ближайшего большего потенциала относительно измеряемого номинала.
Выполните подключение щупов к соответствующим выводам: черный к выводу COM, красный к выводу V.
Подключите измерительный прибор к нужному устройству, заметьте, что полярность щупов здесь значения не имеет.

На дисплее у вас отобразится действующее значение разности потенциалов, именно оно и является основным для всех расчетов. Но, помимо этого существует и амплитудное значение, которое больше действующего на √2 раз или 1,41 раза.

Контроль изоляции

1.6.12. В сетях переменного тока выше 1 кВ с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью, в сетях переменного тока до 1 кВ с изолированной нейтралью и в сетях постоянного тока с изолированными полюсами или с изолированной средней точкой, как правило, должен выполняться автоматический контроль изоляции, действующий на сигнал при снижении сопротивления изоляции одной из фаз (или полюса) ниже заданного значения, с последующим контролем асимметрии напряжения при помощи показывающего прибора (с переключением).

Допускается осуществлять контроль изоляции путем периодических измерений напряжений с целью визуального контроля асимметрии напряжения.

3.10. ИЗМЕРЕНИЕ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ

Широкое распространение измерения неэлектрических величии (температуры,
угловых и линейных размеров, механических усилий и напряжений, деформаций,
вибраций, химического состава и т.д.) электрическими методами обусловлено
теми преимуществами, которыми они обладают по сравнению с другими методами.
При этом создается возможность дистанционного измерения и контроля неэлектрических
величин с одного места (пульта управления); измерения быстро изменяющихся
неэлектрических величин; автоматизации управления производственным процессом.
Обычно такие приборы состоят из датчика и измерительного устройства.
В датчиках происходит преобразование неэлектрической величины в один
из па-раметров электрической цепи (U, I, R и т.д.).
Измерительное устройство — это один из электрических приборов, рассмотренных
выше.
Не имея возможности остановиться на каждом преобразователе, ограничимся
лишь их кратким перечислением:

Реостатные преобразователи. Работают на изменении сопротивления реостата,
движок которого перемещается под воздействием измеряемой неэлектрической
величины.
Проволочные преобразователи (тензосопротивления). Их работа основана
на изменении сопротивления проволоки при ее деформации.
Термопреобразователи (терморезисторы, термосопротивления). В них
изменяется сопротивление датчика под воздействием температуры.
Индуктивные преобразователи. В них при изменении положения разъемных
частей магнитопровода (например, под действием силы, давления, линейного
перемещения) меняется индуктивность катушки.
Емкостные преобразователи. Могут быть использованы в качестве датчиков
перемещения, влажности, химсостава воздуха и др.
Фотоэлектрические преобразователи. В них измерительный прибор реагирует
на изменение освещенности, температура, перемещения и др.
Индукционные преобразователи. Работают на принципе преобразования
неэлектрической величины (например, скорости, ускорения) в индуктированную
ЭДС.
Термоэлектрические преобразователи. Основаны на возникновении термо
ЭДС и ее зависимости от температуры.
Пьезоэлектрические преобразователи. Работают на принципе возникновения
ЭДС при воздействии усилий на кристаллы некоторых материалов.

Классификация электроизмерительных приборов по принципу действия

По 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.

Индукционный счетчик электроэнергии:

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.

Условные обозначения на вольтметре:

На рисунках ниже приведены условные обозначения электроизмерительных приборов по принципу их действия.

Обозначение принципа действия прибора

Обозначения рода тока

Обозначения класса точности, положения прибора, прочности изоляции, влияющих величин

Электроизмерительные приборы (амперметры и вольтметры) серии Э47

Применяются в низковольтных комплектных устройствах в распределительных электрических сетях жилых, коммерческих и производственных объектов.

Амперметры Э47 — аналоговые электромагнитные электроизмерительные приборы — предназначены для измерения силы тока в электрических цепях переменного тока.

Вольтметры Э47 — аналоговые электромагнитные электроизмерительные приборы — предназначены для измерения напряжения в электрических цепях переменного тока.

Широкий диапазон измерений: амперметры до 3000 А, вольтметры до 600 В. Класс точности 1.5.

Амперметры, рассчитанные на измерение токов выше 50 А подключают к измеряемой цепи через трансформатор тока с номинальным вторичным рабочим током 5 А.

Принцип действия амперметров и вольтметров серии Э47

Амперметры и вольтметры Э47 относятся к приборам с электромагнитной системой. В составе имеют круглую катушку с помещенными внутрь подвижным и неподвижным сердечниками. При протекании тока через витки катушки, создается магнитное поле, намагничивающее оба сердечника. Вследствие чего.

одноименные полюса сердечников отталкиваются, и подвижный сердечник поворачивает ось со стрелкой. Для защиты от негативного влияния внешних магнитных полей, катушка и сердечники защищены металлическим экраном.

Принцип действия приборов магнитоэлектрической системы основан на взаимодействии поля постоянного магнита и проводников с током, а электромагнитной — на втягивании стального сердечника в неподвижную катушку при существовании в ней тока. Электродинамическая система имеет две катушки. Одна из катушек, подвижная, укрепляется на оси и располагается внутри неподвижной катушки.

Принцип действия прибора, возможность его работы в тех или иных условиях, возможные предельные погрешности прибора могут быть установлены по условным обозначениям, нанесенным на циферблат прибора.

Например: (А) — амперметр; (~) — переменный ток в пределах от 0 до 50А; () — вертикального положения, класс точности 1,0 и т.д.

Измерительные трансформаторы тока и напряжения имеют ферромагнитные магнитопроводы, на которых располагаются первичные и вторичные обмотки. Число витков вторичной обмотки всегда больше первичной.

Зажимы первичной обмотки трансформатора тока обозначают буквами Л1 и Л2 (линия), а вторичной — И1 и И2 (измерение). По правилам техники безопасности один из зажимов вторичной обмотки трансформатора тока, так же, как и трансформатора напряжения, заземляют, что делается на случай повреждения изоляции. Первичную обмотку трансформатора тока включают последовательно с объектом, у которого проводят измерения. Сопротивление первичной обмотки трансформатора тока мало по сравнению с сопротивлением потребителя. Вторичная обмотка замыкается на амперметр и токовые цепи приборов (ваттметр, счетчик и т. д.). Токовые обмотки ваттметров, счетчиков и реле рассчитывают на 5А, вольтметры, цепи напряжения ваттметров, счетчиков и обмоток реле — на 100 В.

Сопротивления амперметра и токовых цепей ваттметра невелики, поэтому трансформатор тока работает фактически в режиме короткого замыкания. Номинальный ток вторичной обмотки равен 5А. Коэффициент трансформации трансформатора тока равен отношению первичного тока к номинальному току вторичной обмотки, а у трансформатора напряжения — отношению первичного напряжения ко вторичному номинальному.

Сопротивление вольтметра и цепей напряжения измерительных приборов всегда велико и составляет не менее тысячи Ом. В связи с этим трансформатор напряжения работает в режиме холостого хода.

Показания приборов, включенных через трансформаторы тока и напряжения, необходимо умножать на коэффициент трансформации.

3.9. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ

Электрическое сопротивление в цепях постоянного тока может быть определено
косвенным методом при помощи вольтметра и амперметра. В этом случае:

Можно использовать омметр — прибор непосредственного отсчета.
Существуют две схемы омметра: а) последовательная; б) параллельная (рис. 3.9.1).

Уравнение шкалы последовательной схемы намерения:

где г — сопротивление цепи гальванометра. При
угол поворота подвижной части прибора определяется величиной измеряемого
сопротивления Rx. Поэтому шкала прибора может быть непосредственно проградуирована
в Омах. Ключ K используется для установки стрелки прибора в нулевое
положение. Омметры параллельного типа удобнее применять для измерения
небольших сопротивлений
Измерение сопротивлений можно также осуществлять логометрами. На рис.
3.9.2 приведена принципиальная схема логометра.

Для этой схемы имеем:

Отклонение подвижной части логометра:

Таким образом, показание прибора не зависит от напряжения источника
питания и определяется величиной измеряемого сопротивления Rx.

Измерение тока

1.6.6. Измерение тока должно производиться в цепях всех напряжений, где оно необходимо для систематического контроля технологического процесса или оборудования.

1.6.7. Измерение постоянного тока должно производиться в цепях:

1) генераторов постоянного тока и силовых преобразователей;

2) аккумуляторных батарей, зарядных, подзарядных и разрядных устройств;

3) возбуждения синхронных генераторов, компенсаторов, а также электродвигателей с регулируемым возбуждением.

Амперметры постоянного тока должны иметь двусторонние шкалы, если возможно изменение направления тока.

1.6.8. В цепях переменного трехфазного тока следует, как правило, измерять ток одной фазы.

Измерение тока каждой фазы должно производиться:

1) для синхронных турбогенераторов мощностью 12 МВт и более;

2) для линий электропередачи с пофазным управлением, линий с продольной компенсацией и линий, для которых предусматривается возможность длительной работы в неполнофазном режиме; в обоснованных случаях может быть предусмотрено измерение тока каждой фазы линий электропередачи 330 кВ и выше с трехфазным управлением;

3) для дуговых электропечей.

Рейтинг

( Пока оценок нет )

Editor/ автор статьи

Давно интересуюсь темой. Мне нравится писать о том, в чём разбираюсь.

Добавить комментарий

Приборы магнитоэлектрической системы

На чтение: 19 минРубрика: Электрооборудование

Презентация на тему: » Электроизмерительные Электроизмерительные приборы класс устройств, применяемых для измерения различных электрических величин.» — Транскрипт:

Электроизмерительные Электроизмерительные приборы класс устройств, применяемых для измерения различных электрических величин.

Классификация Амперметры – для измерения силы тока Вольтметры – для измерения напряжения Омметры- для измерения электрического сопротивления Мультиметры (иначе тестеры, авометры) комбинированные приборы Ваттметры и варметры – для измерения мощности электрического тока; Электрические счётчики для измерения потреблённой электроэнергии

Электроизмерительные приборы устроены на основе взаимодействия магнитных полей.

Берут лёгкую алюминиевую рамку 2 прямоугольной формы, наматывают на неё катушку из тонкого провода. Рамку крепят на двух полуосях О и О’, к которым прикреплена также стрелка прибора 4. Ось удерживается двумя тонкими спиральными пружинами 3. Силы упругости пружин, возвращающие рамку к положению равновесия в отсутствие тока, подобраны такими, чтобы были пропорциональными углу отклонения стрелки от положения равновесия. Катушку помещают между полюсами постоянного магнита М с наконечниками формы полого цилиндра. Внутри катушки располагают цилиндр 1 из мягкого железа. Такая конструкция обеспечивает радиальное направление линий магнитной индукции в области нахождения витков катушки (см рисунок). В результате при любом положении катушки силы, действующие на неё со стороны магнитного поля, максимальны и при неизменной силе тока постоянны.

Увеличивая силу тока в рамке в 2 раза можно заметить, что рамка повернётся на угол, вдвое больший. Силы, действующие на рамку с током прямо пропорциональны силе тока, то есть можно, проградуировав прибор, измерять силу тока в рамке. Точно так же можно прибор настроить на измерение напряжения в цепи, если проградуировать шкалу в вольтах, причём сопротивление рамки с током должно быть выбрано очень большим по сравнению с сопротивлением участка цепи, на котором измеряем напряжение, так как вольтметр подсоединяют параллельно к потребителю тока и вольтметр не должен отводить большой ток, чтобы не нарушить условия прохождения тока по потребителю тока и не исказить показания напряжения на изучаемом участке электрической цепи.

Вольтметр: стрелка поворачивается в магнитном поле магнита

ВОЛЬТМЕТР – прибор для измерения напряжения на участке электрической цепи. Для уменьшения влияния включенного вольтметра на режим цепи он должен обладать большим входным сопротивлением. Вольтметр имеет чувствительный элемент, называемый гальванометром. Для увеличения сопротивления вольтметра последовательно с его чувствительным элементом включают добавочное сопротивление.

АМПЕРМЕТР – прибор для измерения тока, протекающего по участку цепи. Для уменьшения искажающего влияния на электрическую цепь должен обладать малым входным сопротивлением. Имеет чувствительный элемент, называемый гальванометром. Для уменьшения сопротивления амперметра параллельно его чувствительному элементу включают шунтирующее сопротивление (шунт).

ОММЕТР – прибор для измерения электрического сопротивления, позволяющий производить отсчёт измеряемого сопротивления непосредственно по шкале. В современных приборах для измерения сопротивления и других электрических величин используются другие принципы и выдаются результаты в цифровом виде.

Счетчики — это электроизмерительные приборы для учёта электроэнергии, отдаваемой станцией в сеть или получаемой потребителем от сети за определённый промежуток времени.

Магнитное поле в природе и технике.Магнитное поле в природе и технике. Использование магнитного поля.Использование магнитного поля. Магнитное поле в природе и технике.Магнитное поле в природе и технике. Использование магнитного поля.Использование магнитного поля.

Термоэлектрические пирометры, термопары

Термоэлектрические преобразователи (термопары) – принцип действия термопар основан на термоэлектрическом эффекте, который состоит в том, что при наличии разности температур мест соединений (спаев) двух разнородных металлов или полупроводников в контуре возникает электродвижущая сила, называемая термоэлектродвижущей (сокращенно термо-ЭДС). В определенном интервале температур можно считать, что термо-ЭДС прямо пропорциональна разности температур между спаем и концами термопары.

Соединенные между собой концы термопары, погружаемые в среду, температура которой измеряется, называют рабочим концом термопары.

Создаваемая термопарами ЭДС сравнительно невелика: она не превышает 8 мВ на каждые 100°С и обычно не превышает по абсолютной величине 70 мВ.

Как настроить мультиметр

Рассмотрим, как правильно пользоваться цифровым мультиметром для чайников. После включения прибора переведите селектор ручки в нужный сектор измерений — напряжение, сила тока, омметр, температуру, прозвон или другие. Зная примерные параметры измеряемых величин, устанавливаем большее значение в секторе. При неправильно выбранном значении при замере напряжения в старшем разряде появится 1. Это будет обозначать бесконечное напряжение.

Стрелочный тестер попросту зашкалит и упрется стрелкой в упор. Если заранее не знаем величину измеряемого параметра, то ставим самое большое значение и касаемся щупами. Если значение на экране ниже следующего предела сегмента, то поворачиваем ручку на меньшее значение. В аналоговом этот процесс повторяется, если стрелка реагирует кое-как, почти не отклоняясь от нуля.

Подробная инструкция по пользованию цешкой идет с каждым экземпляром

Важно научиться работать тем прибором, который у вас есть, ведь отличия иногда значительны

Классификация электроизмерительных приборов по принципу действия

По принципу действия электроизмерительные приборы подразделяются на следующие основные типы:

Индукционный счетчик электроэнергии:

Условные обозначения на вольтметре:

На рисунках ниже приведены условные обозначения электроизмерительных приборов по принципу их действия.

Обозначение принципа действия прибора

Обозначения рода тока

Обозначения класса точности, положения прибора, прочности изоляции, влияющих величин

Измерение электрической мощности

Электрическая мощность измеряется ваттметром — прибором, имеющим две обмотки: токовую и напряжения (рис. 7).

Шкала ваттметра проградуирована в ваттах или киловаттах.

Расширение пределов измерения на постоянном токе по напряжению производится с помощью добавочных сопротивлений — шунтов. При измерениях на переменном токе расширение пределов производится с помощью трансформаторов тока и напряжения (рис. 8). При этом необходимо соблюдать правильность включения генераторных клемм (*) ваттметра.

Измерение мощности в трехфазных трехпроводных сетях производится с помощью двух однофазных ваттметров, включенных в две фазы по схеме (рис. 9). В трехфазных четырехпроводных сетях измерение активной мощности производится с помощью трех однофазных ваттметров (рис. 10) или одним трехэлементным ваттметром.

Расширение пределов измерения производится с помощью трансформаторов тока и напряжения. В этих же сетях для измерения мощности применяется трехфазный ваттметр (рис. 11).

Рис. 7. Схема включения однофазного ваттметра: 1 — последовательная (токовая) катушка; 2 — параллельная (напряжения) катушка; r_g — добавочное сопротивление

Рис. 8. Схема включения ваттметра с помощью трансформаторов тока и напряжения

Рис. 9. Схема измерения активной мощности в трехфазной трехпроводной сети двумя ваттметрами: Р_общ = Р₁ + Р₂

Рис. 10. Схема измерения активной мощности в трехфазной четырехпроводной сети тремя ваттметрами: Р_общ = Р₁ + Р₂ + Р₃

Рис. 11. Схема включения трехфазного ферродинамического ваттметра

Магнитоэлектрический механизм

Магнитоэлектрический механизм содержит постоянный магнит, магнитопровод и катушку с током.

Магнитная система измерительного механизма (рис. 11.2) состоит из постоянного магнита 1 и замкнутого магнитопровода 2. В рабочем зазоре между ними образуется равномерное радиальное магнитное поле с индукцией В. Подвижная катушка 3, выполненная из тонкого изолированного провода, намотанного на алюминиевый каркас, помещена в рабочем зазоре и укреплена на осях. Концы обмотки электрически соединены со спиральными пружинками, по которым измеряемый ток I поступает в катушку. При наличии тока на активную длину l витка обмотки действует сила F, равная, согласно закону Ампера, F=BlwI, где w — число витков обмотки.

Под действием пары таких сил на обеих активных сторонах катушки создается вращающий момент Мвр, который прямо пропорционален току. Под действием Мвр подвижная часть ИМ вместе с указателем поворачивается на некоторый угол α, который пропорционален току I. Магнитоэлектрические приборы, в которых используются магнитоэлектрические ИМ, применяют для измерения постоянных токов (амперметры), напряжений (вольтметры), сопротивлений (омметры) и т. д. Магнитоэлектрические амперметры и вольтметры отличаются высокой точностью, равномерностью шкалы, обладают малым потреблением энергии от объекта измерения. К недостаткам этих приборов относятся: непригодность к работе в цепях переменного тока, чувствительность к перегрузкам и зависимость показаний от окружающей температуры.

Рис. 11.2. Конструкция магнитной системы магнитоэлектрического измерительного механизма с внутрирамочным магнитом

Магнитоэлектрические ИМ служат и для измерения в цепях переменного тока, но только в сочетании с различными преобразователями переменного тока в постоянный. К таким приборам относятся, например, выпрямительные, термоэлектрические.

Магнитные величины

Магнетизм теснейшим образом связан с электричеством, поскольку и то, и другое представляют собой проявления единого фундаментального физического процесса – электромагнетизма. Поэтому столь же тесная связь свойственна методам и средствам измерения электрических и магнитных величин. Но есть и нюансы. Как правило, при определении последних практически проводится электрическое измерение. Магнитную величину получают косвенным путем из функционального соотношения, связывающего ее с электрической.

Эталонными величинами в данной области измерений служат магнитная индукция, напряженность поля и магнитный поток. Они могут быть преобразованы с помощью измерительной катушки прибора в ЭДС, которая и измеряется, после чего производится вычисление искомых величин.

Измерение тока

1.6.7. Измерение постоянного тока должно производиться в цепях:

1) генераторов постоянного тока и силовых преобразователей;

2) аккумуляторных батарей, зарядных, подзарядных и разрядных устройств;

Амперметры постоянного тока должны иметь двусторонние шкалы, если возможно изменение направления тока.

1.6.8. В цепях переменного трехфазного тока следует, как правило, измерять ток одной фазы.

Измерение тока каждой фазы должно производиться:

1) для синхронных турбогенераторов мощностью 12 МВт и более;

3) для дуговых электропечей.

Система обозначений

За рубежом заводы-изготовители устанавливают свои обозначения на выпускаемых измерительных устройствах. В России и некоторых бывших республиках Советского Союза традиционна унифицированная система знаков. Основана она на принципе работы конкретного прибора. Основные электроизмерительные приборы в обозначении всегда имеют прописную букву русского алфавита, которая указывает на принцип действия устройства. А также число, которое обозначает условный номер модели. Иногда можно встретить прописную букву М, которая обозначает, что прибор модернизированный или К (контактный). Есть и другие, обозначения. Например, Д (электродинамические приборы), Н (самопишущие приборы), Р (меры, устройства, измеряющие параметры элементов электросетей, измерительные преобразователи), И (индукционные приборы), Л (логометры) и пр.

Как пользоваться мультиметром?

При проведении измерения нужного параметра прибор подключается непосредственно в электрическую цепь. Для определения тока аппарат соединяется последовательно с элементами схемы. При измерении напряжения на нужном элементе щупы подключаются параллельно ему.

Как измерить сопротивление?

Последовательность действий:

подсоединение проводов щупов в нужные гнезда прибора;
установка диапазона на переключателе;
подключение щупов параллельно измеряемому элементу;
считывание показания.

Выбор нужного диапазона на переключателе производится по таким правилам:

Если уровень сопротивления элемента известен, а надо определить его годность или соответствие характеристики номиналу, то предел выбирается близким к значению сопротивления, с небольшим превышением.
Если уровень данного параметра неизвестен и может колебаться в очень широком диапазоне, то вначале устанавливается максимальный режим. Постепенно снижая границы, устанавливается оптимальный предел измерений.

Если при измерении сопротивления отображается значение «1», то это означает, что его величина превышает максимальное значение выбранного диапазона. Необходимо переключиться на следующий режим.

Как замерить силу постоянного тока?

Порядок проведения измерения силы тока аналогичен предыдущему варианту, но щупы подсоединяются последовательно, т.е. в разрыве электрической цепи. Провода щупа подключаются в нужные клеммы прибора с учетом величины измеряемого тока, а также полярности. Минус на схеме должен совпадать с клеммой «СОМ». Выбор пределов измерения проводится также, как описано выше.

При измерении значительной силы тока, т.е. в диапазоне до 10 А, продолжительность процедуры не должна превышать 12-15 сек.

Особенности определения переменного тока

При желании определить силу переменного тока следует помнить, что не все мультиметры имеют такую функцию. Например, модель М-831 измеряет только постоянный ток. Для того, чтобы иметь такую возможность, надо проверить наличие соответствующего обозначения на переключателе.

Если такая функция в приборе предусмотрена, то измерения проводятся аналогично предыдущему случаю. При этом не имеет значение, какой провод будет присоединен к клемме «СОМ».

Определение значений электрического напряжения

Чаще всего возникает потребность определения величины напряжения элемента питания – батарейки или аккумулятора.

В этом случае обеспечивается такая последовательность действий:

Узнается номинал элемента по надписи на корпусе или паспорту. Для примера, рассмотрим батарею на 9 В.
Устанавливается наиболее близкий диапазон измерения на переключателе. В рассматриваемом примере – 20 В.
Щуп с черным проводом присоединяется к клемме «СОМ» на приборе и минусу на батарее, а щуп с красным проводом – с клеммой «VωmA» и плюсом батареи.
Включается прибор и снимается показание с экрана.

Рекомендуем: Зачем нужны передвижные компрессорные станции

Когда измерение проводится на схеме, где неизвестно напряжение, то вначале устанавливается максимальный предел. Обычно он составляет 600 В, а затем постепенно уменьшается до оптимального диапазона. Щупы подсоединяются параллельно измеряемому элементу.

Величина переменного напряжения измеряется аналогично. Наиболее часто мультиметр используется при определении наличия и значения напряжения в розетке. В этом случае устанавливается верхний предел, а щупы вводятся в гнезда розетки.

Как прозванивать провода?

Один из распространенных способов выяснения причин выхода из строя бытовой техники – прозвонка проводов, т.е. определение целостности токопроводящей жилы. Задача решается путем измерения сопротивления на нижних пределах переключателя. В принципе сама величина сопротивления особого значения не имеет.

Тестирование проводится в таком порядке. Щупы присоединяются к разным концам измеряемого провода. Если он в норме, то сопротивление его оценивается в миллиоммах, т.е. близко к О. При наличии обрыва, цепь нарушается и значение сопротивления измеряется в мегаоммах, а на нижних пределах измерения будет показывать «1».

При проведении измерения в резисторах с большим значением сопротивления надо учитывать, что при целом проводе его сопротивление не будет ниже номинала, а при обрыве его величина значительно выше. Прозвонка мультиметром катушек проводится на диапазонах, соответствующих номинальному значению сопротивления элемента.

3.3. МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Приборы этой системы (рис. 3.3.1) содержат постоянный магнит — 1,
к которому крепятся полюса — 2. В межполюсном пространстве расположен
стальной цилиндр — 3 с наклеенной на него рамкой — 4. Ток в рамку подается
через две спиральные пружины -5. Принцип действия прибора основан на
взаимодействии тока в рамке с магнитным полем полюсов.

Это взаимодействие вызывает вращающий момент, под действием которого
рамка и вместе с ней цилиндр повернутся на угол .
Спиральная пружина, в свою очередь, вызывает противодействующий момент.

Так как вращающий момент пропорционален току, ,
а противодействующий момент пропорционален углу закручивания пружин
, то можно написать:

где k и D — коэффициенты пропорциональности. Из написанного следует,
что угол поворота рамки

а ток в катушке

где — чувствительность прибора к току, определяемая числом делений
шкалы, соответствующая единице тока; C_I— постоянная по току, известная
для каждого прибора.
Следовательно, измеряемый ток можно определить произведением угла поворота
(отсчитывается по шкале) и постоянной по току C_I.
К достоинствам этой системы относят высокую точность и чувствительность,
малое потребление энергии.
Из недостатков следует отметить сложность конструкции, чувствительность
к перегрузкам, возможность измерять только постоянный ток (без дополнительных
средств).

Как проверить исправность электролитического конденсатора мультиметром

Сначала нужно провести внешний осмотр конденсатора. Повреждения электролитов нередко приводят к увеличению давления внутри их корпуса. В итоге они взрываются. Сила взрыва невелика, но больший вред окружающему пространству наносит разбрызгивание содержимого детали. Для исключения этого явления современные конденсаторы имеют в верхней части крестообразную насечку. При превышении давления корпус рвется по ее линиям и стравливает давление из корпуса, не давая ему достичь высоких значений. Заключение о неисправности можно смело дать в случаях вспучивания корпуса или его разрыва в месте насечки. В остальных случаях потребуется проверить работоспособность конденсатора.

Такой конденсатор необходимо заменить

Принцип проверки заключается в следующем. Мультиметры и тестеры используют для измерения сопротивления внутренний источник постоянного тока – батарейку. Для проверки исправности конденсатора прибор подключают к его выводам, соблюдая полярность. В первый момент времени прибор будет показывать сопротивление разряженного устройства, которое близко к нулю. Источник постоянного тока прибора начнет заряжать конденсатор, по мере зарядки сопротивление будет увеличиваться. Когда заряд закончится, прибор покажет бесконечно большое сопротивление, лежащее за пределом его измерения.

Перед тем, как проверить конденсатор мультиметром, его необходимо разрядить, замкнув выводы между собой или закоротив любым металлическим предметом: отверткой, пинцетом, ножом. Предел измерения мультиметра выставляется максимально возможным. Плюсовой вывод прибора, имеющий красный цвет и маркировку «Ω», соединяется с выводом радиодетали, обозначенным знаком «+». Минусовой вывод черного цвета, обозначенный на корпусе мультиметра «COM», подключается к другому выводу, и измерение начинается. При этом нужно внимательно следить за показаниями мультиметра, которые должны только увеличиваться, не изменяясь в меньшую сторону.

Должен быть обеспечен надежный контакт между щупами мультиметра и выводами детали, процесс не рекомендуется прерывать. Также нельзя держаться за оба вывода руками: тело человека имеет сопротивление, которое будет шунтировать элемент, мешая ему заряжаться. В конце проверки прибор покажет не бесконечность, а сопротивление тела, и исправность изделия определить будет невозможно.

Возможные результаты проверки конденсатора мультиметром:

показания прибора равны нулю и не увеличиваются, любо увеличиваются незначительно. В этом случае у изделия наблюдается пробой (замыкание) обкладок между собой. Его подключение к схеме, где он работает, приведет к короткому замыканию
показания прибора увеличиваются, но не достигают бесконечности, останавливаясь на определенном значении сопротивления. В этом случае между обкладками наблюдается ток утечки, а емкость изделия значительно снижается. Элемент будет работать, но неэффективно, выполняя свое функциональное назначение не полностью. Использование его в блоках питания приведет к недостаточной фильтрации выходного напряжения, на звуковых устройствах это сопровождается наличием фона 50 Гц в выходном сигнале. В других узлах это приводит к искажениям сигнала.

Рабочее напряжение мультиметра не превышает 1,5 В, а в схемах, где работают конденсаторы оно намного больше. Если прибор показывает утечку, то при установке изделия на свое место при рабочем напряжении не исключен его полный пробой.

При проверке работоспособности электролитического изделия изменять полярность подключения мультиметра не имеет смысла.

3.7. ИЗМЕРЕНИЕ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

Измерение тока производится прибором, называемым амперметром.
Существуют четыре схемы включения амперметра в цепь. Первые две (рис.
3.7.1) предназначены для измерения постоянного тока, а две вторые схемы
— для измерения переменного тока.

Вторая и четвертая схемы применяются в тех случаях, когда номинальные
данные амперметра меньше измеряемой величины тока. В этом случае при
определении истинного значения тока нужно учитывать коэффициент преобразования:

где I_ист — истинное значение тока,
I_изм — измеренное значение тока,
k_пр — коэффициент преобразования.
Измерение напряжения производится вольтметром. Здесь также возможны
четыре различных схемы подключения прибора (рис. 3.7.2).

В этих схемах также используются методы расширения пределов измерения
напряжения (вторая и четвертая схемы).

Погрешности и точность приборов

Важнейшая характеристика электроизмерительного прибора – класс точности. Измерение электрических величин, как и любых других, не может производиться без учета погрешностей технического устройства, а также дополнительных факторов (коэффициентов), влияющих на точность измерения. Предельные значения приведенных погрешностей, допускаемые для данного типа прибора, называются нормированными и выражаются в процентах. Они и определяют класс точности конкретного прибора.

Стандартные классы, которыми принято маркировать шкалы измерительных устройств, следующие: 4,0; 2,5; 1,5; 1,0; 0,5; 0,2; 0,1; 0,05. В соответствии с ними установлено разделение по назначению: приборы, принадлежащие к классам от 0,05 до 0,2, относятся к образцовым, классами 0,5 и 1,0 обладают лабораторные приборы, и, наконец, устройства классов 1,5–4,0 являются техническими.

При выборе измерительного прибора необходимо, чтобы он соответствовал по классу решаемой задаче, при этом верхний предел измерения должен быть как можно ближе к численному значению искомой величины. То есть чем большего отклонения стрелки прибора удается достичь, тем меньше будет относительная погрешность проводимого измерения. Если в распоряжении имеются только приборы низкого класса, выбирать следует такой, который обладает наименьшим рабочим диапазоном. Используя данные способы, измерения электрических величин можно провести достаточно точно. При этом также нужно учитывать тип шкалы прибора (равномерная или неравномерная, как, например, шкалы омметров).

Рейтинг

( Пока оценок нет )

Editor/ автор статьи

Давно интересуюсь темой. Мне нравится писать о том, в чём разбираюсь.

Добавить комментарий