Самостійна робота № 4 Тема: Електровимірювальні прилади.

План

1. Класифікація електровимірювальних приладів за призначенням і за принципами дії.

2. Загальні вимоги до електровимірювальних приладів.

3. Характеристика електровимірювальних приладів.

1

На практиці електричних вимірювань застосовують багато різноманітних приладів, які класифікують за різними ознаками.

Всі електровимірювальні прилади за призначенням поділяються на шість основних груп:

1. прилади для вимірювання сили струму (амперметри – на шкалі позначаються А, міліамперметри – на шкалі позначаються mA; мікроамперметри – на шкалі позначаються μА);

2. прилади для вимірювання напруги (вольтметри – позначаються V, мілівольтметри позначаються – mV і кіловольтметри – позначаються кV);

3. прилади для вимірювання опору (омметри – позначаються Ω, мегомметри – позначаються МΩ);

4. прилади для вимірювання частоти (частотометри – позначаються Ψ);

5. прилади для вимірювання потужності (міліватметри – позначаються мW, кіловатметри позначаються – кW, ватметри позначаються – W);

6. комбіновані прилади (для вимірювання сили струму і напруги – ампервольтметри; для вимірювання сили струму, напруги і опору – авометри).

За принципом дії електровимірювальні прилади класифікують:

• прилади магнітоелектричної системи з рухомим або нерухомим магнітом, принцип дії яких полягає у взаємодії магнітних полів постійного магніту і котушки, по якій проходить струм;

• прилади електромагнітної системи, принцип дії яких полягає у властивості котушки втягувати сталеве осердя, коли по ньому проходить струм;

• прилади електродинамічної системи, принцип дії яких заснований на взаємодії магнітних полів двох котушок, по яких проходить струм;

• прилади термоелектричної системи представляють собою сукупність термопари з чутливим магнітоелектричним приладом;

• прилади вібраційної (язичкової) системи, принцип дії яких полягає у явищі механічного резонансу металічних пластин під дією змінного магнітного поля;

• теплові (з дротом, що нагріває) електровимірювальні прилади, в яких використовується властивість дроту, що подовжується при проходженні по ньому електричного струму;

• прилади індукційної системи, в яких використовується рухоме магнітне поле.

2

До електровимірювальних приладів ставляться такі вимоги:

• забезпечення заданої точності вимірювання;

• можливість безпосереднього підрахунку вимірювальної величини за шкалою приладу;

• мінімальне споживання потужності приладу;

• найменший час заспокоєння стрілки після відхилення;

• стійкість до перенавантажень;

• простота і зручність користування;

• незалежність показів від зовнішніх факторів (температури, вологості, магнітних і електричних полів);

• рівномірність шкали, можливість встановлення стрілки на нульову поділку;

• тривалий термін експлуатації.

3

Магнітоелектричні прилади

Принцип дії приладів магнітоелектричної системи (мал.19) базується на взаємодії магнітних полів постійного магніту і котушки, по якій проходить електричний струм.

Внаслідок цієї взаємодії котушка повертається навколо своєї осі і займає положення, при якому через неї проходить магнітний потік. Чим більший струм проходить через обмотку рамки, тим на більший кут вона повернеться, а значить, і на більший кут повернеться стрілка-вказівник. Отже, по куту відхилення стрілки можна судити про величину струму, що проходить по обмотці рамки.

Мал.19. Прилад магнітоелектричної системи:

1 – підковоподібний магніт; 2 – наконечники; 3 – сталевий циліндр; 4 – алюмінієва рамка; 5 – котушка; 6 – вісь приладу; 7 – підп’ятники; 8 – стрілка; 9 – спіральні пружини.

Переваги магнітоелектричних приладів:

• висока точність;

• висока чутливість;

• мале споживання потужності;

• рівномірність шкали;

• мала залежність показів від впливу зовнішніх магнітних полів.

Недоліки магнітоелектричних приладів:

• придатність їх для вимірювання тільки постійного струму;

• необхідність дотримання полярності при вимиканні;

• чутливість до перенавантажень ;

• відносна складність конструкції.

Прилади магнітоелектричної системи використовуються в якості амперметрів і вольтметрів.

Безпосередньо за допомогою амперметра магнітоелектричної системи можна виміряти струми до 30мА, а за допомогою вольтметра – напругу в декілька десятків мілівольт. Для розширення границь вимірювання використовують шунти і додаткові опори.