22

Практичне заняття

Вивчення електровимірювальних приладів

Мета заняття. Вивчити будову та принцип роботи електровимірювальних приладів. Навчитися користуватися електровимірювальними приладами.

Студенти повинні знати:

• загальні положення про електровимірювальні прилади;

• будову та принцип роботи приладів магнітоелектричної системи;

• будову та принцип роботи приладів електромагнітної системи;

• будову та принцип роботи приладів електродинамічної і феродинамічної системи;

• будову та принцип роботи приладів індукційної системи;

• вимірювання струму‚ напруги та опорів;

• вимірювання неелектричних величин.

Студенти повинні вміти:

• користуватися електровимірювальними приладами;

• вимірювати струм‚ напруги та опори;

• вимірювати неелектричні величини.

Обладнання та матеріали:

1. Інструкція до практичного заняття.

2. Матеріали контрольного блоку до практичного заняття.

3. Теоретичний блок.

Література.

1. Будіщев М.С. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка. Підручник. – Львів: Афіша, 2001. – 424 с.

2. Загальна електротехніка / В.А. Вартабедян – 4-е вид.‚ перероб. и доп. – К.: Вища шк. Головне вид-во‚ 1986. – 359с.

3. Мілих В.І. Електротехніка та електромеханіка: Навч. посібник. – К.: Каравела, 2006. – 376 с.

4. Паначевний Б.І., Свергун Ю.Ф. Загальна електротехніка: Підручник. 2-ге вид. – К.: Каравела, 2007. – 296 с.

Порядок виконання роботи

1. Вивчити теоретичні відомості.

2. Розглянути прилади магнітоелектричної системи.

3. Розглянути прилади електромагнітної системи.

4. Розглянути прилади електродинамічної і феродинамічної системи.

5. Розглянути прилади індукційної системи.

6. Розглянути вимірювання струму‚ напруги та опорів.

7. Розглянути електричні вимірювання неелектричних величин.

8. Дайте відповідь на контрольні запитання.

Загальні поняття

Електровимірювальними приладами називають електричні пристрої, призначені для вимірювання електричних величин (табл. 3.1).

Електровимірювальні прилади класифікують за кількома ознаками. За характером відліку їх поділяють на показуючі, самописні, інтегруючі, порівнюючі.

Показуючі прилади звичайно мають шкалу і стрілку, яка показує значення вимірюваної величини в певний проміжок часу. Часто їх називають стрілочними приладами і в техніці вони найбільш поширені. Новим типом показуючих приладів є цифрові, які мають обмежене застосування.

Самописні — записують вимірювану величину спеціальним пристроєм на градуйованому папері, фотоплівці або фотопапері. Часто їх називають реєструючими приладами і широко застосовують для автоматичного контролю за виробничими процесами.

Інтегруючі — дають змогу мати сумарне значення вимірюваної величини за певний час, наприклад, витрати енергії тощо.

Порівнюючі прилади призначаються для порівняння вимірюваних величин з еталонними. До них належать різноманітні містки для вимірювання опорів і т. ін.

За видом вимірюваного струму є прилади постійного і змінного струмів, а також комбіновані. Відносно вимірюваної електричної величини прилади поділяють на амперметри, вольтметри, ватметри, лічильники, частотоміри, омметри, фазометри і т. ін. (табл. 3.1).

За принципом дії всі електровимірювальні прилади класифікують за системами, основні з яких подані в табл. 3.2.

При вимірюваннях електричних величин завжди буває деяка по­хибка, зумовлена недосконалістю приладів і т. ін.

Відрізняють абсолютну і відносну похибки приладів. Абсолютною похибкою ΔА приладу називають різницю між показами приладу А_вим і дійсним значенням вимірюваної величини А_Д:

Величину, обернену за знаком абсолютній похибці, називають по­правкою

Звідси дійсне значення виміряної величини

Величину поправки визначають під час перевірки робочого приладу по зразковому. Такі перевірки періодично проводяться в спеціальних лабораторіях і їх результати відмічають на паспорті приладу. Отже, за дійсне значення вимірюваної величини приймають величину, вимірювану зразковим приладом.

Абсолютна похибка не дає повного уявлення точності вимірювання. Наприклад, якщо вимірюваний струм близько десятків ампер, то абсолютна похибка в один ампер не є істотною, в той час як вимірюван­ня струму в один ампер з тією ж абсолютною похибкою буде дуже неточним. Тому у практиці для оцінки точності вимірювань користуються відносною похибкою, вираженою у процентах,

Підкреслимо, що відносна похибка залежить від вимірюваної ве­личини. Наприклад, при вимірюванні струму в 10 А з абсолютною похибкою у 0,5 А відносна похибка

При вимірюванні струму в 100 А з абсолютною похибкою у 0,5 А відносна похибка

Отже, відносна похибка на початку шкали значно більша, ніж у кінці. Тому на практиці намагаються вимірювання провадити в другій половині шкали.

Для оцінки похибки приладу по всій шкалі згідно з державним стандартом введено так звану основну зведену похибку, що є відно­шенням найбільшої абсолютної похибки даного приладу до його гра­ничного (номінального) значення, виражену в процентах,

Для приладів з двосторонньою шкалою А_т дорівнює сумі верхньої 1 нижньої границь вимірювання.

Залежно від величини основної зведеної похибки електровимірювальні прилади поділяють на вісім класів точності: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4. Клас точності наносять на шкалу зазначеними цифрами, наприклад 1,5, які показують найбільшу допустиму зведену похибку приладу, виражену в процентах від номінального значення при нор­мальних умовах зазначеної на шкалі.

Прилади класів 0,05; 0,1; 0,2 відносять до лабораторних, а решту — до технічних, найбільш поширених у техніці.

Здатність приладу реагувати на малі зміни вимірюваної величини визначається його чутливістю; це відношення лінійного переміщення показника приладу, виражене в поділках шкали, до вимірюваної ве­личини:

Наприклад, при вимірюванні струму І=6А стрілка приладу відхилилася на 30 поділок. Чутливість амперметра буде

Чим більша чутливість приладу, тим точніше можна провести вимірювання.

Обернену величину називають сталою приладу, або ціною поділки С:

Ціна поділки амперметра для попереднього приладу

Для правильного застосування електровимірювального приладу слід додержувати технічних особливостей, указаних на шкалі приладу (табл. 3.3 і рис. 3.1).

За умовою експлуатації прилади, шунти і додаткові опори поділяють на три групи: А — прилади, призначені для роботи при температурі навколишнього повітря від +10 до +35 °С і відносної вологості 80 %; Б — температура повітря від —20 до +50 °С, відносна вологість — 80 %; В — температура повітря від —40 до +60 °С, відносна вологість — 98 %.

Основні вимоги, які ставляться перед вимірювальними приладами, такі: точність вимірювання, незначне споживання енергії самими приладами, відсутність впливу на покази приладу зовнішньої температури, магнітних полів тощо, рівномірність шкали, простота і надійність конструкції тощо.