4. Электростатическая система

Принцип работы основан на действии электростатического поля, созданного между двумя неподвижными электродами, на подвижный электрод.

Когда к неподвижным электродам приложено напряжение, подвижный электрод стремится расположиться так, чтобы электроемкость была наибольшей, вследствие чего подвижная часть отклоняется от первоначального положения. Вращающий момент, действующий на подвижную часть прибора, пропорционален квадрату напряжения. Вследствие этого шкала приборов электростатической системы неравномерна.

Индукционные измерительные приборы

Эта система характеризуется применением нескольких непо­движных катушек, питаемых переменным током и создающих вращающееся или бегущее магнитное поле, которое индуктирует токи в подвижной части прибора и вызывает ее движение.

Индукционные приборы приме­няются только при переменном токе в качестве ваттметров и счетчиков электрической энергии (реже ампер­метров и вольтметров). Ознакомимся с принципом действия индукционных приборов.

На рис. 216 показаны электромаг­нит 1 и алюминиевый диск 2, могу­щий поворачиваться на оси. Проходящий по обмотке электромагнита переменный ток создает переменный магнитный поток, индуктирующий в алюминиевом диске э. д. с.

9) Условные обозначения, наносимые на электроизмерительные приборы Обозначения принципа действия прибора

Магнитоэлектрический с подвижной рамкой
Электромагнитный
Электродинамический
Электростатический

Обозначения тока

Постоянный
Переменный однофазный
Постоянный и переменный

Обозначения положения прибора

Горизонтальное положение шкалы
Вертикальное положение шкалы
Наклонное положение шкалы под углом к горизонту

10) Погрешность

Абсолютная погрешность – величина равная разности между измеренным А_из и действительным А значениями измеряемой величины:

ΔA = A_из - A.

Точность измерения оценивается обычно не абсолютной, а относительной погрешностью – выраженной процентным отношением абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины:

А так как разница между А и А_из обычно относительно мала, то можно считать, что

.

Для оценки точности электроизмерительных приборов служит приведенная погрешность, определяемая следующим выражением

,

где А_пред – номинальное значение шкалы прибора, т.е. максимальное значение шкалы на выбранном пределе измерения прибора. Приведенная погрешность определяет класс точности прибора.

Числа, указывающие класс точности прибора γ₀, обозначают наибольшую допустимую приведенную погрешность в процентах ( γ₀ ≥ γ_{пр. max}). Т.е. при нормальной эксплуатации максимальное значение приведенной погрешности не должно превышать класс точности.

Пример: амперметр имеет предел измерения I_пред. = 5 А. Если максимальная абсолютная погрешность прибора ±0,05 А, то приведенная погрешность равна , а класс точности прибора (или наибольшая допускаемая приведенная погрешность)равен

.

На приборе данный класс точности обозначен цифрой 1. Эта погрешность характеризует только точность самого прибора, но не точность измерения.

Пример расчета погрешности измерений по классу точности прибора

где γ₀ – класс точности, Δ I – абсолютная погрешность при измерении на данном пределе, I_пред. – предельное значение силы тока, I – измеряемая величина тока, γ - относительная погрешность измерения.

Пусть γ_пр = 0,2 %; I_пред = 8 А; I = 2 А. Тогда

.

Следует иметь в виду, что каждый, даже самый лучший прибор, имеет некоторую погрешность измерения. По степени точности приборы делят на 8 классов: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4, причем самый точный прибор имеет класс 0,05. Погрешность тем меньше, чем ближе измеряемая величина к номинальному значению прибора. Поэтому предпочтительно использовать такие приборы, у которых во время измерения стрелка будет находиться во второй половине шкалы.

11) Номинальные величины приборов. Номинальными напряжением Uном, током Iном и мощностью Pном соответственно вольтметра, амперметра и ваттметра называются наибольшие напряжение, ток и мощность, которые могут быть измерены перечисленными приборами.

Номинальная мощность ваттметра в отличие от его номинальных напряжения и тока указывается не всегда. Для ваттметра номинальное напряжение представляет собой наибольшее напряжение, на которое может быть включена обмотка напряжения; номинальным током является наибольший ток, на который рассчитана последовательная обмотка.

Если номинальная мощность ваттметра не дана, то ее можно подсчитать по номинальному напряжению и току:

Рном = Uном Iном.

12) Чувствительность прибора - под этим термином подразумевают отношение линейного углового перемещения указателя к изменению измеряемой величины вызвавшей это перемещение. Чувствительность характеризует способность измерительного прибора измерять малые сигналы.