Echipamente electrice. Aparate electrice

21.11.2019

Yandex.Direct

Instrumente electrice de masura

Text În prezent, există instrumente cu care se pot măsura peste 50 de mărimi electrice. Lista mărimilor electrice include curentul, tensiunea, frecvența, raportul dintre curenți și tensiuni, rezistența, capacitatea, inductanța, puterea etc. Apariția unei varietăți de mijloace tehnice care implementează măsurători rezultă din diversitatea numărului de mărimi măsurate. Echipamentele și instrumentele electrice de măsurare pot fi clasificate în funcție de o serie de caracteristici. Pe baza funcționalității lor, aceste echipamente și instrumente pot fi împărțite în mijloace de colectare, prelucrare și prezentare a informațiilor de măsurare și mijloace de certificare și verificare.

Echipamentele electrice de măsurare pot fi împărțite în măsuri, sisteme, instrumente și dispozitive auxiliare în funcție de scopul propus. În plus, o clasă importantă de instrumente electrice de măsurare constă din convertoare concepute pentru a converti mărimile electrice în procesul de măsurare sau conversie a informațiilor de măsurare.

Aici vom lua în considerare doar o parte din instrumentele de măsură necesare pentru repararea și întreținerea aparatelor electrocasnice și echipamentelor electrice! Vor fi prezentate și unele dispozitive care nu sunt folosite în viața de zi cu zi, dar sunt descrise doar pentru informații generale!

Măsurarea intensității curentului, a cantității de electricitate și a încărcăturilor - Transformatoare de curent, ampermetre, voltmetre, multimetre

Transformatoare de curent - servesc la transmiterea semnalelor informative de masurare catre instrumentele de masura si/sau dispozitivele de protectie si control din retelele de curent alternativ de frecventa industriala.

Ampermetre și voltmetre - utilizate pentru măsurarea curentului și a tensiunii în rețelele electrice.

Multimetre - utilizate pentru măsurarea cantităților electrice de bază: tensiunea și puterea curenților continui și alternativi, precum și rezistența la curent continuu și testare joncțiuni p-n etc. sunt folosite și la fabricarea, exploatarea și repararea echipamentelor electrice și radio.

Măsurarea EMF și a tensiunii - Transformatoare de tensiune, voltmetre

Transformatoare de tensiune - utilizate pentru măsurarea curentului alternativ de înaltă tensiune de frecvență industrială.

Măsurarea puterii și a energiei - Contoare de energie electrică, wattmetre

Contoare de energie electrică – utilizate pentru a măsura și a contabiliza energia activă/reactivă.

Wattmetre - pentru măsurători precise ale puterii în circuitele DC și AC, precum și pentru testarea instrumentelor mai puțin precise.

Sistem automat de măsurare a informațiilor pentru contorizarea energiei electrice comerciale - pentru măsurarea energiei active și reactive, precum și pentru colectarea, prelucrarea, stocarea și afișarea automată a informațiilor, pentru contorizarea energiei electrice comerciale.

Altele (Măsurări ale mărimilor electrice și magnetice) - Controlere, sisteme de măsurare și complexe.

Controlere – utilizate pentru a măsura, înregistra și procesa tensiunea și forța DC, parametrii circuitelor de curent alternativ monofazate și trifazate (valori efective ale tensiunii și curentului alternativ, putere activă, reactivă și aparentă, frecvență, unghi de fază), conversia acestora în cod digital, precum și pentru generarea de analog semnale de control pentru echipamente tehnologice din diverse industrii, în principal energie.

Complexe de măsurare - utilizate pentru măsurarea parametrilor interferențelor electromagnetice pulsate pentru a determina calitatea dispozitivului de împământare (GD), domeniul de aplicare - echipamentele instalațiilor de alimentare, circuitele electrice (tablouri electrice) ale clădirilor și spațiilor industriale.

Sisteme de măsurare – utilizate pentru măsurarea și controlul continuu al parametrilor procesului.

Măsurarea rezistenței electrice, conductibilității, capacității, unghiului de fază, inductanței și factorului de calitate al circuitelor electrice, parametrii dielectrici - Megaohmmetre, rezistențe.

Măsurarea caracteristicilor câmpurilor magnetice, proprietăților materialelor magnetice - Teslametre, contoare cu inducție magnetică.

Recordere– dispozitive pentru afișarea rezultatelor măsurătorilor de temperatură, tensiune și curent, umiditate, impulsuri integrale și rotație cu capacitatea de a salva date și de a le scoate pe hârtie.

Echipamente metrologice– Generatoare de semnale electrice de referință, multimetre de precizie, calibratoare de echipamente de testare, calibratoare multifuncționale, contoare de referință de energie electrică pentru echiparea laboratoarelor și lucrul în teren.

Parametrii de măsurare ai echipamentelor de înaltă tensiune - Localizator de defecțiuni a cablului cu impulsuri, dispozitiv de monitorizare a comutatorului, dispozitiv de monitorizare a comutatorului de reglaj sub sarcină a transformatorului...

Instrumente electrice de măsurare bazate pe materiale Wikipedia.

Aplicație – Instrumentele electrice de măsură sunt utilizate pe scară largă în energie, comunicații, industrie, transport, cercetarea stiintifica, medicina, precum și în viața de zi cu zi - pentru a ține cont de consumul de energie electrică. Folosind senzori speciali pentru a converti cantități neelectrice în cantități electrice, instrumentele electrice de măsurare pot fi folosite pentru a măsura o mare varietate de mărimi fizice, extinzând și mai mult gama de aplicații.

Clasificare

Caracteristica cea mai esențială pentru clasificarea echipamentelor electrice de măsurare este mărimea fizică măsurată sau reprodusă în conformitate cu aceasta, dispozitivele sunt împărțite în mai multe tipuri:
ampermetre - pentru a măsura puterea curentului electric;
voltmetre - pentru măsurarea tensiunii electrice;
ohmmetre - pentru masurarea rezistentei electrice;
multimetre – (altfel testere, avometre) - instrumente combinate
contoare de frecvență- să măsoare frecvenţa oscilaţiilor curentului electric;
depozite de rezistență- sa reproduca rezistentele specificate;
wattmetre și varmetre- să măsoare puterea curentului electric;
contoare electrice- pentru măsurarea energiei electrice consumate
si multe alte tipuri
În plus, există clasificări bazate pe alte criterii:
cu programare- instrumente de masura, masuri, traductoare de masura, instalatii si sisteme de masura, dispozitive auxiliare;
conform metodei de prezentare a rezultatelor măsurătorilor- afișare și înregistrare (sub formă de grafic pe hârtie sau film, tipărit sau electronic);
prin metoda de măsurare- aparate de evaluare directă și dispozitive de comparare;
prin metoda de aplicare și proiectare- panou (fixat de un scut sau panou), portabil și staționar;
dupa principiul de functionare: electromecanice, magnetoelectrice, electromagnetice, electrodinamice, electrostatice, ferodinamice, inducție, magnetodinamice, electronice, termoelectrice, electrochimice.

Denumiri

În țările străine, denumirile instrumentelor de măsurare sunt stabilite de producători în Rusia (și parțial în alte țări CSI) a fost adoptat în mod tradițional un sistem de desemnare unificat, bazat pe principiile de funcționare a instrumentelor de măsurare electrice. Denumirea include o literă rusă majusculă corespunzătoare principiului de funcționare a dispozitivului și un număr - numărul de model convențional. De exemplu: S197 - kilovoltmetru electrostatic. Literele M (modernizate), K (contact) și altele pot fi adăugate la denumire, indicând caracteristicile de proiectare sau modificări ale dispozitivelor.

Scop. Instrumentele electrice de măsură sunt utilizate pentru a monitoriza modul de funcționare al instalațiilor electrice, a le testa și a contabiliza energia electrică consumată. În funcție de scopul lor, instrumentele electrice de măsurare se împart în ampermetre (contoare de curent), voltmetre (contoare de tensiune), wattmetre (contoare de putere), ohmmetre (contoare de rezistență), contoare de frecvență (contoare de frecvență de curent alternativ), contoare de energie electrică etc. Există două categorii de instrumente electrice de măsură: de lucru - pentru monitorizarea modului de funcționare a instalațiilor electrice în condiții de producție și exemplare - pentru calibrarea și verificarea periodică a instrumentelor de lucru. În transportul feroviar, măsurătorile electrice au devenit larg răspândite în timpul exploatării și reparațiilor EPS, locomotivelor diesel și dispozitivelor de alimentare cu energie feroviară.

Tipuri de dispozitive.În funcție de metoda de citire, instrumentele electrice de măsură sunt împărțite în dispozitive de evaluare directă și dispozitive de comparare.

Dispozitivele de evaluare directă, sau dispozitivele indicatoare, sunt cele care permit citirea valorii măsurate direct pe cântar. Acestea includ ampermetre, voltmetre, wattmetre etc. Partea principală a fiecărui astfel de dispozitiv este un mecanism de măsurare. Când o mărime electrică măsurată (curent, tensiune, putere etc.) este expusă mecanismului de măsurare al dispozitivului, un semnal corespunzător este trimis dispozitivului de citire, care este utilizat pentru a determina valoarea mărimii măsurate.

În conformitate cu designul dispozitivului de citire, dispozitivele indicatoare sunt împărțite în dispozitive cu un indicator mecanic (săgeată), cu un indicator luminos (oglindă), cu un dispozitiv de scriere (auto-scriere) și instrumente electronice cu un indicator sau un indicator digital de citire. . La instrumentele cu indicator, mecanismul de măsurare rotește acul printr-un anumit unghi, ceea ce determină valoarea mărimii măsurate (scala instrumentului este gradată în unitățile corespunzătoare: amperi, volți, wați etc.).

În instrumentele electrice de măsură pentru comparație, măsurătorile sunt efectuate prin compararea valorii măsurate cu o măsură standard sau standard. Acestea includ diverse punți de măsurare a rezistenței și dispozitive de măsurare a compensației (potențiometre). Acestea din urmă măsoară diferența dintre tensiunea măsurată sau EMF și tensiunea de referință de compensare. Un galvanometru este de obicei folosit ca dispozitiv de comparație.

Acțiunea instrumentelor electrice de măsură pentru evaluarea directă se bazează pe diverse manifestări ale curentului electric (magnetic, termic, electrodinamic etc.), cu ajutorul cărora este posibilă determinarea mișcării acului folosind diverse mecanisme de măsurare.

În funcție de principiul de funcționare care stă la baza proiectării mecanismului de măsurare, instrumentele electrice de măsurare aparțin diferitelor sisteme: magnetoelectric, electromagnetic, electrodinamic, termic, de inducție etc. Dispozitivele fiecăruia dintre aceste sisteme au propriile simboluri.

Simboluri ale dispozitivelor în scheme electrice

Desemnarea sistemelor de instrumente

Dispozitivele pot fi realizate cu arc de retur de contracarare sau fără arc. În acest din urmă caz ele se numesc ratiometre.

Precizia instrumentului. Fiecare dispozitiv electric de măsurare are o anumită eroare, care este determinată de frecarea în axele sale, toleranțele tehnologice ale părților sale individuale, histerezis în sistemul magnetic etc. Pentru a evalua acuratețea măsurătorilor, se utilizează conceptul de eroare relativă. Oh%. Reprezintă raportul erorii absolute Oh, care apare în timpul măsurătorilor (diferența dintre valoarea măsurată și valoarea ei reală), la valoarea reală a valorii măsurate ca procent.

Această eroare diferă când sensuri diferite valoare măsurată, adică pentru diferite diviziuni ale scalei instrumentului. Prin urmare, acuratețea instrumentelor electrice de măsură este evaluată prin eroarea de bază redusă la, care este egal cu raportul dintre cea mai mare eroare absolută pentru un dispozitiv dat și cea mai mare valoare (nominală) a mărimii (curent, tensiune, putere etc.) pe care dispozitivul o poate măsura.

Principala eroare redusă este eroarea instrumentului la conditii normale munca lui. Dacă vă abateți de la aceste condiții, apar erori suplimentare: temperatura (din modificări temperatura mediului ambiant), din influența câmpurilor magnetice externe, din modificările frecvenței de alternare

Întrebări pentru autocontrol

1. Ce dispozitive măsoară curentul, tensiunea și rezistența?

2. Numiți avantajele dispozitivelor de sistem electromagnetic.

3. Pe ce principiu se bazează funcționarea dispozitivelor sistemului magnetoelectric?

4. De ce este conectat un shunt la ampermetru?

5. Ce dispozitive măsoară consumul de energie electrică?

6. La ce se folosesc senzorii?

Clasa de dispozitive care sunt utilizate pentru măsurarea mărimilor electrice se numesc instrumente electrice de măsurare. Cele mai cunoscute dintre ele sunt ampermetrele, voltmetrele și ohmmetrele.

Domeniul de aplicare

Un instrument electric de măsură este un dispozitiv necesar în comunicații, energie, industrie, transport, medicină și cercetare științifică. Acest dispozitiv este folosit și în viața de zi cu zi, de exemplu, pentru a contabiliza energia electrică consumată.
Și dacă utilizați convertoare speciale de cantități neelectrice în electrice, atunci domeniul de aplicare a instrumentelor de măsură electrice devine mult mai largă.

Unul dintre caracteristici esențiale sistematizarea unor astfel de dispozitive - o cantitate fizică reproductibilă sau măsurabilă. Potrivit acestuia, dispozitivele sunt împărțite:

Pentru măsurarea puterii curentului electric - ampermetre,

Voltmetre care măsoară tensiunea electrică,

Măsurare rezistenta electrica- ohmmetre,

Măsurarea frecvenței oscilațiilor curentului electric - contoare de frecvență,

Măsurarea diferitelor cantități - multimetre sau avometre, testere,

Pentru a reproduce rezistențele indicate - depozite de rezistență,

Măsurarea puterii curentului electric - varmetre și wattmetre,

Măsurarea consumului de energie electrică - contoare de energie electrică etc.

Alte semne de sistematizare

Există și alte caracteristici după care acest tip de dispozitiv, cum ar fi un instrument de măsurat electric, este clasificat. Ar putea fi:

1. Scop: masuri, instrumente de masura si convertoare, sisteme si instalatii de masura, alte dispozitive auxiliare.

2. Sistem de prezentare a rezultatului obținut: înregistrare (imagine grafică pe film sau hârtie fotografică sau sub formă de fișier informatic) sau afișare.

3. Metoda de măsurare: aparate de comparare sau evaluare directă.

4. Mod de utilizare și caracteristici de proiectare: portabil, montat pe panou (fixat pe un panou sau scut special), staționar.

Conform principiului de funcționare, clasificarea instrumentelor electrice de măsurare este următoarea:

electromecanice, care, la rândul lor, sunt împărțite:

La electromagnetic

magnetoelectric,

electrostatic,

Inducţie,

Electrodinamic,

magnetodinamic,

Ferodinamic;

electronic;
electrochimic;
termoelectric.

Sistem de notație

În străinătate, fabricile de producție își instalează denumirile pe dispozitivele de măsurare fabricate. În Rusia și unii fostele republici Uniunea Sovietică un sistem unificat de semne este tradițional. Se bazează pe principiul de funcționare al unui dispozitiv specific. Instrumentele de măsură electrice de bază sunt întotdeauna desemnate majusculă Alfabetul rus, care indică principiul de funcționare a dispozitivului. La fel și un număr care indică numărul condiționat de model. Uneori se vede litera mare M, ceea ce înseamnă că dispozitivul este modernizat sau K (contact). Există și alte notații. De exemplu, D (dispozitive electrodinamice), N (dispozitive de înregistrare), P (măsuri, dispozitive care măsoară parametrii elementelor de rețea electrică, traductoare de măsurare), I (dispozitive de inducție), L (logometre) etc.

Rate de precizie

Una dintre principalele caracteristici ale unui dispozitiv pentru măsurători electrice este clasa sa de precizie. Sunt mai multe dintre ele. Și se determină în funcție de limita de eroare admisibilă cauzată de caracteristici de proiectare un dispozitiv separat.

Precizia instrumentelor electrice de măsură nu poate fi egală cu eroarea relativă sau absolută. Acesta din urmă nu este un factor determinant al preciziei, dar cel relativ depinde de valoarea cantității care a suferit o modificare, adică va avea valori diferite pentru diferite secțiuni ale scalei.

Prin urmare, pentru a caracteriza acuratețea unui dispozitiv electric, se utilizează eroarea redusă (ɣ). Este determinată de raportul dintre eroarea absolută a unui dispozitiv specific (∆x) și maximul (sau limita) valorii măsurate (x pr). Valoarea rezultată, exprimată ca procent, va fi clasa de precizie a unui anumit dispozitiv:

- ɣ = ∆x / x pr * 100%.

Orice dispozitiv electric de măsurare trebuie să aibă o indicație a clasei sale de precizie pe cântar. Conform GOST, poate fi 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 1,5, 2,5 și 4,0. Pe această bază, dispozitivele pot fi clasificate după cum urmează:

Clasa de precizie 0,05 si 0,1 - exemplar, folosit pentru verificarea instrumentelor de precizie (de exemplu, cele de laborator);

Clasa de precizie 0,2 si 0,5 - laborator, utilizat in laboratoare pentru efectuarea masuratorilor si verificarea instrumentelor tehnice;

Clasele de precizie 1.0, 1.5, 2.5 și 4.0 - tehnice, utilizate pentru măsurători tehnice.

Instrumente electrice de măsură: principiu de funcționare

Funcționarea majorității instrumentelor electrice de măsură se bazează pe efectul magnetoelectric. Electronii care se deplasează de-a lungul conductorului unui circuit electric formează un câmp magnetic în jurul lor. Acul dispozitivului de măsurare se mișcă în el, reacționând la puterea câmpului înconjurător. Cu cât câmpul magnetic este mai slab, cu atât deviația acului este mai mică și invers.

Dacă o săgeată este suspendată în imediata apropiere a unui conductor prin care nu trece curent electric, atunci ea poate răspunde doar la câmpul magnetic al Pământului. Dar dacă curentul trece prin conductor, acul va reacționa deja la câmpul magnetic al curentului electric. Astfel, deviația mecanică a acului este provocată de electronii care se deplasează prin conductor. Și, prin urmare, cu cât curentul electric este mai mare, cu atât câmpul pe care îl creează este mai puternic și cu atât mai departe de acesta pozitia initiala săgeata deviază. Acest principiu simplu este fundamental pentru majoritatea instrumentelor electrice de măsură.

Un dispozitiv electric de măsurare diferă de altul nu prin abaterea de măsurare a acului (acest lucru nu se aplică dispozitivelor cu indicator digital), ci prin circuitele interne și metodele de creare. câmp electromagnetic. După cum știți, pentru ca electronii să se deplaseze într-o rețea electrică, este necesară o sarcină. Prin urmare, această mișcare are unele diferențe în ohmmetre, voltmetre și ampermetre care au o clemă. Dispozitivele cu astfel de mânere „trag” câmpul magnetic din plăcile care le formează. Într-un voltmetru, un rezistor este folosit pentru a produce un câmp magnetic, care primește o sarcină atunci când tensiunea este aplicată circuitului. Un ohmmetru are propria sa sursă de alimentare și folosește dispozitivul pe care îl măsoară pentru a genera un câmp magnetic.

Dispozitivele descrise mai sus efectuează măsurători în același mod, deși sursele de alimentare și de alimentare sunt diferite.

Deplasarea de măsurare a acului, provocată de câmpul magnetic al electronilor în mișcare, indică orice diviziune a scalei. De obicei, există mai multe dintre ele și fiecare are propria sa limită pentru măsurarea tensiunii, rezistenței și curentului. Unele dispozitive au un selector pentru confortul utilizatorului.

Cum funcționează contoarele digitale

Instrumentele de măsurare electrice digitale au o clasă de precizie ridicată (eroarea variază de la 0,1 la 1,0%) și o gamă largă de măsurare. Ele sunt rapide și pot lucra împreună cu calculatoarele electronice, ceea ce face posibilă transmiterea rezultatelor măsurătorilor fără nicio distorsiune pe diferite distanțe.

Aceste dispozitive sunt considerate dispozitive de evaluare comparativă și directă. Munca lor se bazează pe principiul conversiei valorii măsurate în cod, datorită căruia utilizatorul are o reprezentare digitală a informațiilor. Ce alte instrumente electrice de măsurare sunt considerate digitale? Acestea sunt dispozitive care, atunci când măsoară o cantitate electrică continuă, o convertesc automat într-una discretă, o codifică și oferă rezultatul într-o formă digitală care este convenabilă de citit de utilizator.

Dispozitive situate într-o singură carcasă

Acestea sunt instrumente care folosesc un mecanism de măsurare pentru a măsura mai multe mărimi în mod nesimultan. Sau au mai multe convertoare cu un dispozitiv de citire (scara) comun pentru toți. Este calibrat în unități de mărime măsurată. Cel mai adesea, instrumentele de măsură electrice combinate combină dispozitive care măsoară puterea curentului continuu sau alternativ și tensiunea electrică (amperi-voltmetre); rezistență, curent continuu și alternativ, tensiune (avometre sau amperi-voltmetre). Există, de asemenea, instrumente de măsurare electrice digitale universale care măsoară tensiunea DC și AC, inductanța și numărul de impulsuri.

Un exemplu de astfel de dispozitiv ar fi noua dezvoltare„Aktakom ADS-4031” Aparatul de la compania Aktakom combină armonios un generator de funcții, un osciloscop digital, un frecvențămetru, un contor RLC și un multimetru digital. Pe lângă principalele cinci dispozitive combinate, testerul osciloscopului, datorită accesoriilor suplimentare, poate fi utilizat pentru o serie de alte sarcini de măsurare.

Productie si dezvoltare de instrumente electrice de masura

În Rusia, atât întreprinderile noi, cât și fabricile care își urmăresc istoria până în vremurile URSS funcționează și își promovează în mod activ produsele pe piață. Să le privim mai detaliat.

SA „Electropribor”

Unul dintre acești ficat lung este uzina de instrumente electrice Cheboksary. Astăzi se numește Elektropribor OJSC. Atelierele sale produc dispozitive de măsurare electrice analogice și digitale și șunturi. Listele de prețuri ale centralei includ ampermetre, voltmetre, wați și varmetre, dispozitive multifuncționale pentru măsurători. Precum și convertoare de măsurare pentru tensiune, curent, frecvență și putere. În realitățile moderne, fabrica a acceptat pentru producție o linie de produse auxiliare - șunturi, care sunt capabile să extindă domeniul de măsurare a tensiunii și curentului. Elektropribor produce transformatoare și rezistențe suplimentare.

Dispozitivele cu convertoare electronice care măsoară frecvența puterii reactive sau active, precum și coeficientul acesteia, sunt la mare căutare. Nu mai puțin populare sunt indicatoarele, dispozitivele pentru echiparea sălilor de clasă specializate, diverse dispozitive și componente digitale. La sfârșitul secolului trecut, compania a primit un certificat care confirmă sistemul de management al calității ISO 9001, care respectă standardul internațional.

Fabrica Cheboksary este lider în rândul producătorilor de instrumente electrice de măsurare de mai bine de 55 de ani.

SA „NII Elektromera”

În urmă cu 65 de ani, conform Rezoluției Consiliului de Miniștri al URSS, a fost înființat VNIIEP - Institutul de Cercetare Științifică a Instrumentelor Electrice de Măsură din întreaga Uniune. Pe lângă lucrările de cercetare privind dezvoltarea celei mai noi tehnologii, aici au fost fabricate mici serii de instrumente unice, de înaltă precizie.
În timp ce dezvolta sisteme de instrumente electrice de măsurare concepute pentru a automatiza experimentele și testarea industrială a echipamentelor complexe, institutul a creat complexe de măsurare și control.

La sfârșitul secolului trecut, VNIIEP a fost transformată în JSC NII Elektromera.

SRL „Beltechpribor”

Unul dintre intreprinderi moderne- Beltekhpribor LLC. Gama de produse produse aici este în continuă extindere. Astăzi, instrumentele de control și măsurare și echipamentele de joasă tensiune sunt furnizate întreprinderilor interne din industriile ingineriei mecanice, electromecanice, combustibili și energie și rafinarea petrolului.

Pentru a monitoriza funcționarea corectă a instalațiilor electrice, a le testa, a determina parametrii circuitelor electrice, a contabiliza energia electrică consumată etc., se fac diverse măsurători electrice. În tehnologia comunicațiilor, ca și în tehnologia cu curent înalt, măsurătorile electrice sunt importante. Dispozitivele care măsoară diverse mărimi electrice: curent, tensiune, rezistență, putere etc. se numesc instrumente electrice de măsură.

Sunt număr mare diverse instrumente electrice de măsură. Cele mai utilizate în producția de măsurători electrice sunt: ampermetrele, voltmetrele, galvanometrele, wattmetrele, contoarele electrice, contoarele de fază, indicatoarele de fază, sincroscoape, frecvențemetre, ohmmetre, megohmmetre, contoare de rezistență la pământ, contoare de capacități și inductanțe, osciloscoape, măsurători. poduri, instrumente combinate și truse de măsurare.

Kit de măsurare electrică K540 (include voltmetru, ampermetru și wattmetru):

Clasificarea instrumentelor electrice de măsură după principiul de funcționare

Conform principiului de funcționare, instrumentele electrice de măsurare sunt împărțite în următoarele tipuri principale:

1. Dispozitive de sistem magnetoelectric, bazat pe principiul interacțiunii unei bobine cu curentul și un câmp magnetic extern creat de un magnet permanent.

2. P dispozitive de sistem electrodinamic, bazat pe principiul interacțiunii electrodinamice a două bobine cu curenți, dintre care una staționară, iar cealaltă în mișcare.

3. Dispozitive de sistem electromagnetic, care folosesc principiul interacțiunii dintre câmpul magnetic al unei bobine staționare cu curent și o placă mobilă de fier magnetizată de acest câmp.

4. Instrumente de măsurare termică, folosind efectul termic al curentului electric. Firul încălzit de curent se prelungește, se lasă și, ca urmare, partea mobilă a dispozitivului se poate roti sub acțiunea unui arc, care îndepărtează slăbirea rezultată a firului.

5. Dispozitive cu sistem de inducție, bazat pe principiul interacțiunii unui câmp magnetic rotativ cu curenții induși de acest câmp într-un cilindru metalic mobil.

6. Dispozitive de sistem electrostatic, bazat pe principiul interacțiunii dintre plăcile metalice mobile și staționare încărcate cu sarcini electrice opuse.

7. Dispozitive de sistem termoelectric, care sunt o combinație a unui termocuplu cu un dispozitiv sensibil, de exemplu un sistem magnetoelectric. Curentul măsurat, care trece prin termocuplu, contribuie la apariția unui termocurent care afectează dispozitivul magnetoelectric.

8. Dispozitive cu sistem de vibrații, bazat pe principiul rezonanței mecanice a corpurilor vibrante. La o anumită frecvență curentă, armătura electromagnetului vibrează cel mai intens, perioada propriilor oscilații coincide cu perioada oscilațiilor impuse.

9. Instrumente electronice de măsură- aparate ale căror circuite de măsurare conţin elemente electronice. Acestea sunt folosite pentru a măsura aproape toate mărimile electrice, precum și mărimile neelectrice care au fost anterior convertite în mărimi electrice.

În funcție de tipul dispozitivului de citire, se disting dispozitivele analogice și digitale. În instrumentele analogice, mărimea măsurată sau proporțională cu aceasta afectează direct poziția piesei mobile pe care se află dispozitivul de citire. În instrumentele digitale nu există nicio parte în mișcare, iar cantitatea măsurată sau proporțională cu aceasta este convertită într-un echivalent numeric înregistrat de un indicator digital.

Abaterea părții mobile a majorității mecanismelor electrice de măsurare depinde de valorile curentului din bobinele acestora. Dar în cazurile în care mecanismul trebuie să servească la măsurarea unei mărimi care nu este o funcție directă a curentului (rezistență, inductanță, capacitate, defazare, frecvență etc.), este necesar ca cuplul rezultat să fie dependent de mărimea măsurată și independent de tensiunea de alimentare.

Pentru astfel de măsurători, se utilizează un mecanism, a cărui abatere a părții mobile este determinată numai de raportul curenților din cele două bobine și nu depinde de valorile acestora. Dispozitive construite în conformitate cu aceasta principiu general, se numesc logometre. Este posibil să se construiască un mecanism ratiometric al oricărui sistem electric de măsurare cu trăsătură caracteristică- absența unui moment de contracarare mecanic creat prin răsucirea arcurilor sau vergeturilor.

Figurile de mai jos prezintă simbolurile instrumentelor electrice de măsură în funcție de principiul funcționării acestora.

Desemnarea principiului de funcționare al dispozitivului

Clasificarea instrumentelor electrice de măsură după tipul mărimii măsurabile

Instrumentele electrice de măsurare sunt, de asemenea, clasificate în funcție de tipul mărimii pe care o măsoară, deoarece dispozitivele cu același principiu de funcționare, dar destinate să măsoare cantități diferite, pot diferi semnificativ unele de altele în proiectarea lor, ca să nu mai vorbim de scara dispozitivului.

Tabelul 1 prezintă o listă de simboluri ale celor mai frecvent utilizate instrumente de măsură electrice.

Tabelul 1. Exemple de desemnare a unităților de măsură, multiplii și submultiplii acestora

Nume	Desemnare	Nume	Desemnare
Kiloamperi	kA	Factorul de putere	cos φ
Amper	O	Factorul de putere reactivă	sinφ
Milliamp	mA	Teraom	TΩ
microamp	μA	Megaom	MΩ
Kilovolt	kV	Kiloom	kΩ
Volt	V	Ohm	Ω
Milivolt	mV	Miliohmi	mΩ
Megawatt	M.W.	Micro	μΩ
Kilowatt	kW	Milliveber	mWb
Watt	W	Microfarad	mF
Megarăzboi	MVAR	Picofarad	pF
Kilovar	kVAR	Henry	H
Var	VAR	Millihenry	mH
Megahertz	MHz	Microhenry	μ H
kHz	kHz	Scala de temperatură de grade centigrade	oC
Hertz	Hz
Gradele unghiului de fază	φ o

Clasificarea instrumentelor electrice de măsură după gradul de precizie

Eroarea absolută a unui instrument este diferența dintre citirea instrumentului și valoarea reală a valorii măsurate.

De exemplu, eroarea absolută a unui ampermetru este

δ = eu - eu e,

Dacă I >I e, atunci eroarea absolută a dispozitivului este pozitivă, iar când eue negativă.

Corecția instrumentului este valoarea care trebuie adăugată la citirile instrumentului pentru a obține valoarea adevărată a valorii măsurate.

eu e = eu - δ = I + (-δ)

Prin urmare, corecția dispozitivului este valoarea p egal cu eroarea absolută a dispozitivului, dar opus în semn. De exemplu, dacă ampermetrul a arătat 1 = 5 A, iar eroarea absolută a dispozitivului este δ =0,1 a, atunci valoarea adevărată a mărimii măsurate este I = 5+ (-0,1) = 4,9 a.

Eroarea redusă a unui dispozitiv este raportul dintre eroarea absolută și cea mai mare abatere posibilă a indicatorului dispozitivului (citirea nominală a dispozitivului).

De exemplu, pentru un ampermetru

β = (δ/In) 100% = ((I - Ie )/In) 100%

Unde β - eroare redusă în procente, In - citirea nominală a dispozitivului.

Precizia dispozitivului este caracterizată de valoarea erorii sale maxime reduse. Conform GOST 8.401-80, dispozitivele în funcție de gradul lor de precizie sunt împărțite în 9 clase: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 1,5, 2,5 și 4,0. Dacă, de exemplu, acest dispozitiv are o clasă de precizie de 1,5, aceasta înseamnă că eroarea sa maximă redusă este de 1,5%.

Instrumentele electrice de măsurare cu clase de precizie de 0,02, 0,05, 0,1 și 0,2, ca fiind cele mai precise, sunt utilizate acolo unde este necesară o precizie foarte mare de măsurare. Dacă dispozitivul are o eroare dată peste 4%, atunci este considerat în afara clasei.

Sensibilitatea și constanta dispozitivului de măsurare

Sensibilitatea unui dispozitiv este raportul dintre mișcarea unghiulară sau liniară a indicatorului dispozitivului pe unitatea de valoare măsurată. Dacă , atunci sensibilitatea sa este aceeași pe întreaga scară.

De exemplu, sensibilitatea unui ampermetru cu o scară uniformă este determinată de formulă

S= Δα/ΔI ,

Unde S - sensibilitatea ampermetrului în diviziuni pe amper, Δ eu - creșterea curentului în amperi sau miliamperi, Δα - creșterea mișcării unghiulare a indicatorului dispozitivului în grade sau milimetri.

Dacă scara dispozitivului este neuniformă, atunci sensibilitatea dispozitivului în diferite zone ale scalei este diferită, deoarece același increment (de exemplu, curent) va corespunde unor incremente diferite de mișcare unghiulară sau liniară a indicatorului dispozitivului.

Reciproca sensibilității dispozitivului se numește constantă a dispozitivului. În consecință, constanta dispozitivului este valoarea de divizare a dispozitivului, sau, cu alte cuvinte, valoarea cu care citirea scalei în diviziuni trebuie înmulțită pentru a obține valoarea măsurată.

De exemplu, dacă constanta dispozitivului este de 10 mA/div (zece miliamperi pe diviziune), atunci când indicatorul său se abate cu α = 10 diviziuni, valoarea curentului măsurat este I = 10 - determinarea erorilor sau corecțiilor pentru un set de valori ale scalei instrumentului prin compararea valorilor individuale ale scalei în diferite combinații între ele. Una dintre valorile scalei este luată ca bază pentru comparație. Calibrarea este utilizată pe scară largă în practica lucrărilor metrologice de precizie.

Cel mai simplu mod de calibrare este de a compara fiecare dimensiune cu o dimensiune nominal egală (acceptată ca destul de corectă). Acest concept nu trebuie confundat (cum se face adesea) cu gradarea (gradarea) instrumentelor de măsurare, care este o operație metrologică prin care diviziunile de scară ale unui instrument de măsurare primesc valori exprimate în unități de măsură stabilite.

Pierderea de putere în dispozitive

Instrumentele electrice de măsurare consumă energie în timpul funcționării, care este de obicei transformată în energie termică. Pierderea de putere depinde de modul din circuit, precum și de sistemul și designul dispozitivului.

Dacă puterea măsurată este relativ mică și, prin urmare, curentul sau tensiunea din circuit este relativ mică, atunci puterea pierderilor de energie în dispozitivele în sine poate afecta în mod semnificativ modul circuitului studiat, iar citirile dispozitivelor pot avea o eroare destul de mare. Pentru măsurători precise în circuite în care puterile dezvoltate sunt relativ mici, este necesar să se cunoască puterea pierderilor de energie în dispozitive.

În tabel Tabelul 2 prezintă pierderile medii de putere de energie în diferite sisteme de instrumente electrice de măsură.

Pagina 1 din 2

Instrumente electrice pentru măsurarea diferitelor mărimi

În mod obișnuit, termenul „măsurare” este înțeles ca procesul de comparare a unei mărimi măsurate cu o cantitate omogenă fizic de mărime cunoscută, numită măsură. Prin urmare, măsurarea este proces de informare, al cărei rezultat este primirea informațiilor de măsurare - informații cantitative (numerice) despre mărimile măsurate.
Un dispozitiv de măsurare este conceput pentru a genera un semnal de informație de măsurare într-o formă accesibilă percepției directe de către un observator (om). Conform metodei de generare a citirilor, instrumentele de măsură sunt împărțite în indicatoare și înregistrare.

Dispozitivul de înregistrare conține un mecanism pentru înregistrarea citirilor. Dacă dispozitivul oferă înregistrarea citirilor sub formă de diagrame, atunci se numește înregistrator.
Instrumentele electrice de măsurare sunt concepute pentru a măsura nu numai mărimi electrice - tensiune, forță, frecvență și putere curentă, rezistență, ci și mărimi neelectrice - temperatură, umiditate, nivel, presiune etc. Instrumente electrice de măsură, ale căror citiri sunt citite de la o scară de calibrare fixă, în raport cu care indicatorul sau indicatorul luminos se mișcă fără probleme, sunt numite analogice. Instrumentele ale căror citiri sunt prezentate în formă digitală pe un dispozitiv de citire special și se modifică discret (în pași) cu o schimbare lină a valorii măsurate sunt numite digitale.

Instrumentele de măsură electrice analogice au un mecanism de măsurare electromecanic care convertește o mărime electrică într-o deviere a unui sistem în mișcare și un indicator asociat (săgeată). Conversia energiei electrice a mărimii măsurate în energie mecanică de deviere a sistemului mobil și a indicatorului are loc ca urmare a interacțiunii câmpurilor magnetice și electrice.
Toate informațiile despre principiul de funcționare a dispozitivului, unitățile de măsură, precizie, siguranță etc. sunt indicate pe scara dispozitivului (Fig. 1).
Următoarele simboluri sunt de obicei aplicate dispozitivelor.

Unități de măsură de bază I: amper - A, kiloamperi - kA, miliamperi - tA, microamperi - μΑ, kilovolt - kV, volt - V, milivolt - mV, kilowatt - kW, watt - W, ohm - Ω, kiloohm - κΩ, megohm - ΜΩ etc. d.

Orez. 1. Scara unui dispozitiv analogic

Tipul dispozitivului. Marcarea dispozitivului constă dintr-o literă și un număr din patru cifre. Litera arată principiul de funcționare al dispozitivului (M - magnetoelectric, E - electromagnetic, D - electrodinamic etc.).
Tip de curent. Constanta se notează cu -, variabila ~, constantă și variabila =.
Principiul de funcționare al dispozitivului. Instrumentele electrice de măsură sunt clasificate în funcție de principiul fizic obţinerea unei forţe mecanice care deplasează piesa în mişcare cu indicatorul dispozitivului în mai multe grupuri principale (Tabelul 1).

1. Clasificarea instrumentelor electrice de măsură

Numele dispozitivului	Condiţional desemnare	Fenomen fizic
Magnetoelectric cu cadru mobil		Interacțiunea câmpurilor magnetice ale unui magnet permanent și a unui conductor cu curentul
Magnetoelectric cu redresor
Electromagnetic		Retragerea unui miez de oțel de către câmpul magnetic al unei bobine purtătoare de curent
Electrodinamic		Interacțiunea a doi conductori cu curentul

5. Securitate. În interiorul stelei cu cinci colțuri se află tensiunea de testare în kilovolți.
6. Poziția utilizată: utilizați aparatul cu cântarul în poziție verticală - _1_; când scara este orizontală - I 1; într-o poziție înclinată (la un unghi, de exemplu, 60°) - Ζ 60°.

Clasa de precizie - caracterizează eroarea pe care acest dispozitiv o va introduce în rezultat. Erorile sunt întotdeauna inevitabile în măsurători. Diferența dintre citirea instrumentului x„ și valoarea reală a valorii măsurate x se numește eroare absolută: Ax = = xn - xr. Cu toate acestea, este dificil să se judece acuratețea măsurătorilor pe baza valorii erorii absolute. Prin urmare, pentru a indica și a normaliza eroarea instrumentului, se utilizează eroarea relativă redusă, care este raportul dintre eroarea absolută și valoarea maximă posibilă măsurată - limita superioară a măsurătorilor xpr.

Eroarea relativă redusă

Clasa de precizie a dispozitivului determină cea mai mare eroare de bază redusă în procente. Conform standardului, instrumentele de măsură electrice analogice sunt împărțite în clase în funcție de gradul de precizie: 6; 4; 2,5; 1,5; 1,0; 0,5; 0,2; 0,1; 0,05; 0,02; 0,01 etc.

Dispozitiv magnetoelectric.

Schema dispozitivului magnetoelectric este prezentată în figura 2. Acesta constă dintr-un magnet permanent 1 și o înfășurare mobilă 3 din sârmă de cupru înfășurată pe un cadru dreptunghiular din aluminiu. Un capăt al înfășurării este conectat la arcul spiralat 5, iar celălalt la arcul 6. Cadrul cu înfășurarea se poate roti în jurul unui miez fix de oțel 2. Împreună cu cadrul și înfășurarea, axa 4 se poate roti și, prin urmare, săgeata indicator 7.

Orez. 2. Schema unui dispozitiv magnetoelectric:
1 - magnet permanent; 2 - miez; 3 - înfăşurare; 4 - axa; 5, 6 - arcuri; 7 - săgeată

Într-un dispozitiv magnetoelectric, curentul măsurat este trecut printr-o înfășurare. În consecință, conductoarele de înfășurare purtătoare de curent se găsesc în câmpul magnetic al unui magnet permanent. Apoi, conform legii lui Ampere (un conductor cu curent este împins dintr-un câmp magnetic), o forță mecanică F începe să acționeze asupra fiecărui conductor al înfășurării, proporțională cu puterea curentului în înfășurarea dispozitivului. Sub influența acestei forțe, cadrul cu înfășurarea și odată cu el săgeata se rotesc în direcția forței F.
Când săgeata este răsucită, arcurile spiralate 5 și 6 sunt răsucite și creează o contraforță proporțională cu unghiul de torsiune.

Pentru a asigura posibilitatea de măsurare a curentului alternativ folosind dispozitive de sistem electromagnetic, un dispozitiv redresor este conectat în serie cu dispozitivul, transformând curentul alternativ în curent continuu. Astfel de dispozitive se numesc redresoare.

Dispozitiv electromagnetic.

Principiul de funcționare al acestui dispozitiv se bazează pe retragerea miezului de către câmpul magnetic al unei bobine plate.
În mecanismul de măsurare electromagnetic prezentat în figura 3, o bobină plată de sârmă de cupru are un spațiu de aer în care, atunci când apare un câmp magnetic (curent în bobină), se află un miez 6 din oțel electric, montat excentric pe axa 1. desenat. Părțile mobile ale amortizorului electromagnetic sunt de asemenea montate pe axa 4.

Orez. 3. Schema dispozitivului sistemului electromagnetic:
1 - bobina; 2, 3 - piese amortizoare; 4 - axa; 5 - magnet permanent al amortizorului; 6 - miez; 7,9 - părți ale săgeții; 8- primavara

Dispozitivele electromagnetice au un design simplu și sunt potrivite pentru funcționare atât în circuite de curent continuu, cât și în circuite de curent alternativ. Dar, deoarece sensibilitatea și acuratețea acestor dispozitive sunt relativ scăzute, ele sunt utilizate în principal ca dispozitive de tip panou din clasele 1.5 și 2.5, funcționând pe curent alternativ frecventa industriala 50 Hz.

Dispozitive electrodinamice.

Orez. 4. Diagrama unui dispozitiv electrodinamic:

1, 2 - părți ale unei bobine fixe; 3- bobina mobila; 4- clapeta de aer

Aceste dispozitive sunt echipate cu un mecanism de măsurare cu bobină fixă și mobilă (Fig. 4). O bobină fixă este formată din două părți (bobine) 1 și 2, conectate în serie astfel încât acestea câmpuri magnetice pliază în sus. Pentru a echilibra rapid indicatoarele instrumentului, de regulă, este instalat un amortizor de aer 4.
Dacă curentul 1 este trecut printr-o bobină fixă, iar curentul 2 este trecut printr-o bobină în mișcare, atunci forța mecanică care acționează asupra sistemului în mișcare al dispozitivului va fi proporțională cu produsul curenților. În consecință, un dispozitiv electrodinamic poate măsura puterea, tensiunea și puterea curentului electric atât în circuitul de curent continuu, cât și în cel alternativ.

Instrumente digitale de măsură.

Principiul lor de funcționare se bazează pe conversia automată a unei valori măsurate continue sau analogice în semnale discrete sub formă de cod, conform căruia valoarea acesteia este afișată pe un dispozitiv de citire în formă digitală. Avantajele instrumentelor digitale față de cele analogice: comoditatea și acuratețea citirii (fără erori subiective ale observatorului); precizie mare de măsurare, practic de neatins pentru instrumentele analogice; capacitatea de a documenta (imprima) rezultatele măsurătorilor sub formă de cod digital introduceți-le într-un computer sau transmiteți-le prin canale de comunicare.

Orez. 5. Schema funcțională a unui dispozitiv digital de măsură
ÎN tehnologie modernă Contoarele digitale sunt folosite pentru a măsura mărimi electrice, în principal sub formă de contoare universale (multimetre), care pot măsura simultan tensiunea, curentul, rezistența și frecvența unui semnal electric.
Figura 5 arată diagrama functionala instrument digital de masura. Este format din două dispozitive funcționale: un convertor analog-digital (ADC) și un dispozitiv de citire digitală (DRO).