|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Кафедра «Электромеханические комплексы и системы»Стр 1 из 3Следующая ⇒
Кафедра «Электромеханические комплексы и системы»
Электроизмерительные приборы
Методические указания для студентов заочной формы обучения
Санкт-Петербург Общие сведения Измерение – это нахождение размера физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств, в частности с помощью электроизмерительных приборов. Электроизмерительный прибор – это средство электрических измерений, которое вырабатывает сигнал измерительной информации. Электроизмерительные приборы, показания которых являются непрерывными функциями измеряемых величин, называются аналоговыми приборами в отличие от цифровых приборов, вырабатывающих дискретные сигналы измерительной информации. По методам измерения различают приборы непосредственной оценки и приборы сравнения, в которых измеряемая величина сравнивается с размером известной величины (измерительные мосты, компенсаторы). Основными характеристиками электроизмерительных приборов являются следующие. Диапазон измерений – область значений измеряемой величины X, для которой нормированы допустимые погрешности. Эта область ограничена пределами измерений, то есть наибольшим и наименьшим значениями диапазона измерений. Чувствительность S аналогового прибора к измеряемой величине X – это производная от перемещения указателя по измеряемой величине. Для приборов с угловым перемещением указателя Чувствительность не следует смешивать с порогом чувствительности, под которым понимают наименьшее изменение входной величины X, способное вызвать заметное изменение показания прибора. Потребляемая мощность характеризует экономические возможности прибора: чем меньше потребляемая мощность, тем выше качество прибора, т.к. потребляемая мощность может нарушить режим исследуемой цепи, и это приведет к погрешности измерения. Погрешность измерения – это качество измерения, характеризующее отклонение результата измерения от действительного значения измеряемой величины. Погрешности измерения по форме нормирования классифицируются на абсолютную, относительную и приведенную. Абсолютная погрешность D измерения определяется как разность результата измерения Х и действительного значения измеряемой величины Х0, то есть D = Х – Х0. Абсолютная погрешность имеет размерность измеряемой величины. Относительная погрешность d - это отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины. С учетом того, что Х » Х0 можно сказать, что Приведенная погрешность g - это отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению XN измеряемой величины (для большинства приборов нормирующее значение – это предел измерения):
Если Хmin = 0, то В паспорте измерительного прибора приводится значение приведенной погрешности, выраженное в процентах. Это значение округляется до одного из чисел: 4.0; 2.5; 1.5; 1.0; 0.5; 0.2; 0.1; 0.05 – и называется классом точности прибора. Класс точности определяет допустимые пределы основной погрешности. Основным узлом электроизмерительного прибора является электроизмерительный механизм, который состоит из подвижной и неподвижной частей, взаимодействующих между собой в процессе измерения. В результате этого взаимодействия подвижная часть поворачивается относительно подвижной, причем угол поворота находится в функциональной зависимости от измеряемой величины. Принцип действия измерительных механизмов различных типов основан на использовании взаимодействия магнитного поля с током в катушке, магнитных полей двух катушек, обтекаемых токами, а также воздействия магнитного поля катушки на подвижной элемент из ферромагнитного материала. В электроизмерительных приборах непосредственной оценки (прямого отсчета) кроме измерительного механизма имеются электрические цепи, содержащие катушки, резисторы, конденсаторы и т.п. В результате взаимодействия подвижной и неподвижной частей измерительного механизма возникает вращающий момент Мвр, который должен быть уравновешен для того, чтобы подвижная часть вместе со стрелочным указателем занимала определенное положение, соответствующее значению измеряемой величины. В большинстве случаев противодействующий момент Мпр создается механическими элементами (пружинами, растяжками). Значение этого момента прямо пропорционально углу закручивания пружины. Установившемуся отклонению соответствует равенство моментов: Мвр = Мпр. Для устранения колебаний подвижной части механизма после нарушения равновесия моментов из-за изменения измеряемой величины электроизмерительные приборы снабжаются успокоителями (демпферами). И термоэлектрической систем Приборы магнитоэлектрической системы находят также применение при измерениях в цепях переменного тока. При этом в цепь подвижной катушки включают преобразователь переменного тока в постоянный или пульсирующий. Наибольшее распространение получили приборы выпрямительной и термоэлектрической систем.
Рис. 2 На рис. 2а показана принципиальная схема для измерения переменного тока прибором выпрямительной системы. Измерительный прибор А включен в диагональ АВ моста, в которой возникает пульсирующий ток, среднее значение которого Iср = 2/p× Im = 0, 637× Im (Im – амплитуда измеряемого синусоидального тока). Чтобы отградуировать шкалу для действующих значений I синусоидального тока ( В приборах термоэлектрической системы (рис. 2б) в качестве преобразователя используется термопара 1. Рабочие концы термопары, образующие горячий спай, нагреваются измеряемым током проволочного нагревательного элемента 3. Количество теплоты Q, выделяемое в нагревателе, пропорционально квадрату действующего значения тока, а температура спая находится в прямой зависимости от Q. Поэтому отклонение стрелки измерительного прибора, пропорциональное ЭДС термопары, также находится в прямой зависимости от квадрата действующего значения тока. Достоинства приборов с магнитоэлектрическим измерительным механизмом: точность измерения; малая чувствительность к посторонним магнитным полям; равномерность шкалы; незначительное потребление мощности. Недостатком этих приборов является чувствительность к перегрузкам, поскольку тонкие токоподводящие пружинки 5 (рис.1) из фосфористой бронзы при перегрузках нагреваются и изменяют свои упругие свойства. Библиографический список
1. Борисов Ю.М., Липатов Д.Н., Зорин Ю.Н. Электротехника. – М.: Энергоатомиздат, 1985. 2. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. – М.: Академия, 2003. 3. Измерение электрических сопротивлений: Методические указания/Сост. Б.В. Рудаков, Е.В. Власов. – СПб.: ПГУПС, 1993. 4. Бартновский А.Л., Козин В.О., Кучер С.А. Измерения в электротехнических устройствах железнодорожного транспорта. – М.: Транспорт, 1980. Приложение 1
Таблица П1
Условное обозначение Приложение 2
Таблица П2 Содержание
Кафедра «Электромеханические комплексы и системы»
Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-03-22; Просмотров: 1005; Нарушение авторского права страницы
где a - угол отклонения указателя. Если функция F(x) = const, то прибор имеет равномерную шкалу, в противном случае шкала неравномерная. Данное определение не распространяется на интегрирующие приборы (счетчики).
), необходимо учитывать коэффициент формы синусоидального тока I/Iср = 1, 11. Так, например, в комбинированных приборах – ампервольтметрах (авометрах) предусматриваются две шкалы для измерения токов и напряжений: средних и действующих значений.