
- •I тарау дүниені танып білудегі өлшеудің ролі
- •Өлшеу техникасы мен ғылымның және өндірістің өзара байланысы
- •1.2. Метрологиялық қамтамасыздандыру
- •1.2.1. Метрологиялық қамтамасыздандырудың ғылыми, техникалық және заңдық негіздері
- •1.3. Физикалық шамалардың түрлері
- •1.3.1. Өлшеу шкалалары
- •1.3.2. Өлшеу ақпараты
- •1.3.3. Физикалық шамалар мен олардың бірліктер жүйесі
- •1.4. Өлшеу қателіктері
- •1.4.1. Қателіктердің жіктелуі
- •1.4.2. Қателіктерді бағалау принциптері
- •1.4.3. Жүйелі қателіктерді алу және жою тәсілдері
- •1.5. Өлшеу және оның негізгі операциялары
- •1.5.1 Өлшеу мен оның негізгі операциялары
- •1.5.2. Өлшеу міндеттері
- •1.5.3. Өлшеу принциптері мен әдістері
- •1.6. Өлшеу аспаптары мен қондырғылары
- •1.6.1 Сурет. Өлшеу аспабының жалпы құрылымдық схемасы
- •1.6.1. Өлшеу жабдықтарының метрологиялық және метрологиялық емес сипаттамалары
- •1.6.2 Өлшеу жүйелері
- •1.6.2 Сурет. Өлшеп-есептеу түрлендіргішінің құрылымдық схемасы
- •1.7. Электрлік өлшеу
- •1.7.1. Электрлік шамаларды өлшегіш түрлендіргіштер
- •1.7.2. Өлшегіш аспаптардың өлшеу шектерін кеңейту
- •1.7.2.1 Сурет. Шунттар
- •1.7.2 Сурет. Тізбектің схемасы
- •1.7.3. Айнымалы ток бойынша өлшеу шекті кеңейту
- •1.7.3.1 Сурет. Төт-дың қосу схемасы
- •1.7.4. Айнымалы ток кернеуінің өлшеу шегін кеңейту
- •1.7.4 Сурет. Кернеу өлшеу трансформаторының қослу схемасы
- •Электромеханикалық аспатар
- •1.8.1 Сурет. Электромеханикалық өлшеу аспабының структуралық схемасы
- •1.8.2 Сурет. Магниттіэлектрлі жүйе аспабының құрылысы
- •1.8.3 Сурет. Электромагнитті жүйе аспабының құрылысы
- •1.8.4 Сурет. Электродинамикалық жүйе аспабының құрылысы мен вектролық диаграммасы
- •1.8.5 Сурет. Ваттметрдің бір фазалы айнымалы ток көзіне жалғану схемасы
- •1.8.6 Сурет. Электростатикалық аспатың құрылысы
- •Индукциялы жүйе аспатары
- •1.8.7 Сурет. Индукциялы жүйе аспабының құрылысы мен векторлық диаграммасы
- •Кедергіні өлшеу
- •Көпірлер мен компенсаторлар көмегімен электрлік шамаларды өлшеу Кедергіні тікелей өлшеу әдістері
- •1.9.1 Сурет. Омметрдің көмегімен кедергіні өлшеу схемалары
- •1.9.2 Сурет. Мегомметрмен өлшеу схемасы
- •Осциллографтар
- •1.10.1. Электрлік шамаларды электронды сәулелі осциллографтар көмегімен өлшеу
- •1.10.1 Сурет. Электронды-сәулелі түтікше құрылысы
- •1.10.2 Сурет. Осциллограф экранында сигнал кескінінің пайда болуы
- •1.10.3 Сурет. Сигналдар жиіліктерінің қатынасы мен фазалық ығысуы әртүрлі болғандағы Лиссажу фигураларының кескіні
- •1.10.4 Сурет. Фазалық ығысу бұрышын элипс әдісімен өлшеу
- •II тарау электрлік шамаларды өлшеу
- •2.1. Ток пен кернеуді өлшеу әдістері
- •2.2. Тұрақты токты өлшеу
- •2.1 Сурет. Шунтты микроамперметрдің схемасы
- •2.2 Сурет. Амперметрді токтың өлшеу трансформаторына қосу схемасы
- •2.3 Сурет. Вольтметрді кернеудің өлшеу трасформаторы арқылы қосу схемасы
- •2.3. Электр қуатын өлшеу
- •2.3.1 Сурет. Ваттметрді қосу схемасы (а) мен векторлық диаграммасы (б)
- •III тарау электрлік емес шамаларды өлшеу
- •3.1. Жалпы мағлұматтар
- •Температураны өлшеу аспаптарының жіктелуі
- •3.1 Сурет. Термоэлектрлі түрлендіргіштің схемасы
- •3.2 Сурет. Өлшеу аспаптарын термоэлектрлі түрлендіргіш тізбегіне қосу схемасы
- •Электрлі емес шамаларды өлшеу
- •Сурет. Тәсілмен өлшеу жүйесі
- •3.4. Сурет. Резисторлы датчик
- •Сурет. Орын ауыстыру және деформацияның электромагниттік датчиктер
- •3.5 Сурет. Электромагнитті датчиктер
- •3.4. Электрлік емес шамалардың электрлікке түрлендірілуі және олардың жіктелуі
- •Сурет. Техникалық орындалу принциптерін кескіндейтін схемалар
- •Сурет. Пьезоэлектриктің қысқыштары арасындағы кернеуді өлшеу
- •Қиыстырылған (комбинированные) түрлендіргіштер
- •3.7 Сурет. Екі өлшенетін түрлендіргіштің жиынтығынан қиыстырылған түрлендіргіш
- •Индуктивті өлшенетін түрлендіргіштер
- •3.8 Сурет. Тұрақты магниті бар магниттік жүйе болып табылатын түрлендіргішті
- •3.9 Сурет. А- сызықты діріл түрлендіргіші; б- бұрыштық діріл түрлендіргіші
- •3.10 Сурет. А- орамы қозғалмайтын және магниті қозғалмалы; б – орамы қозғалмалы магниті қоғалмайтын
- •Цифрлі және электронды өлшеу аспаптары
- •3.6. Сандық вольтметрлер
- •3.6.2 Сурет. Уақытты-импульсті түрлендіретін сандық вольтметрдің схемасы
- •Глоссарий
- •Пайдалы әдебиеттер
- •Метрология және өлшеу
1.7.2.1 Сурет. Шунттар
Кедергі элементтің материалы ретінде мыс аяқтарға қысымдалған таспалық немесе сымдық манганин қолданады.
Құжаттарда шунттар мысалы, мынадай болып белгіленеді: 75ШП-0.3/0.75-0.2 (шунт тасымалды, 0,3 және 0,75 А екі шекке, класс дәлдігі - 0,2).
Ток I-ді өлшеуге берілген шектің шунттың кедергісі мына көрініс бойынша есептеледі:
(1.7.2.2)
мүнда: n - шунттау коэффициенті.
Мысалы, Iа = 0,2 мА және Rа = 900 Омға тең М260 амперметрдің өлшеу шегін I=200 мА дейін кеңейту үшін кедергісі Rш =0,9 Ом-ға тең шунтты қолдану керек.
Бұл жағдайда аспаптың шкаласы - өлшеу шегі 200 мА бөліктенулі болу керек (яғни, бұл жағдайда шкалаға х10 деген таңба қойылу керек).
Шунттарды дайындауға қолданатын сымның диаметрі мына жағдайдан таңдалады:
(1.7.2.3)
мұнда: I- амперметр тізбегіндегі ток, d- сымның диаметрі, мм.
Мысалы.
тоғы
I=
200 мА = 0.2 А
тең миллиамперметрдің шунты диаметрі
мм
тең
сымнан жасалу керек.
Шунтты дайындалуға керекті сымның ұзындығы шамамен мына көріністен табылады:
(1.7.2.4)
мұнда: l - сымның ұзындығы, м, Rш - шунттың кедергісі, Ом.
Кедергінің аяққы тыксырулы аспаптың бөліктенудігі кезінде жасалады. Ток өлшеуінің диапазонының кеңдігін қамтамасыздандыру үшін аспап бірнеше шекті болу керек.
Бұл шекті токтың әр түрлі мәндеріне есептелген бірнеше жұмылдыру шунттарды қолдану арқылы қамтамасыз етіледі.
Шкаланың ауыспалы коэффициенті N деп екі қатар тұрған өлшеу шектерінің шекті мәндерінің қатынасын атайды.
N = 10 кезде мысалы, шектері 1,10,100 және 1000 мА-ге тең бір шекке (1 мА) орындалған аспаптьң шкаласы, қалған шектерде басқа токтарды өлшеуге жеңіл ауыстыруға болады, ал ол үшін санауды 10, 100 және 1000-ға көбейту керек.
Өлшеудің дәлдігін жоғарылату үшін кейбір аспаптарда өлшеніп жатқан токтардың шекті мәндерін 1:5:20:100:500 сан қатарынан таңдайды.
Токты өлшеу үшін аспапты зерттеліп жатқан тізбекке тізбектеп қосады. Бұл тізбектің жалпы кедергісін үлкейтеді және ондағы токтың мәнін азайтады. Тізбектің жұмыс ережесіне аспаптың әсерін кеміту үшін аспаптың қосылатын нүктелер 1 және 2 (1.7.2-сурет) арасындағы сыртқы тізбектің R, кедергісіне қарай аспаптың ішкі кедергісі Rа аз болу керек.
1.7.2 Сурет. Тізбектің схемасы
Жалпы жағдайда тізбектегі токтың салыстырма мәнінің азаюы немесе аспаптың әсер ету коэффициенті:
(1.7.2.5)
теңдеудің
бөлшегі мен
алымын I-ға
көбейтсек және тілдің бүкіл шкалаға
ауытқу кезінде
-ға
тең, ал
re тең
болғандықтан. табамыз:
(1.7.2.6)
Егер тізбек күрделі болса, онда Е ЭҚҚ-тің мәні тізбектең, аспап қосылған нүктелерінің арасындағы бос жүріс кернеу деп ұғуға болады (өлшеніп жүрген жатқан токтың тізбегін үзген кезде).
Мысалы,
егер
тең болса онда Вi
=10% тең, яғни аспапты қосу токты 10%
азаяды.
1.7.3. Айнымалы ток бойынша өлшеу шекті кеңейту
Айнымалы ток бойынша аспаптың өлшеу шекті кеңейту токты өлшеу трансформатор (ТӨТ) арқылы іске асырылады. ТӨТ деп үлкен токты 1 және 5 А-ге тең үлгілі шама токқа өзгертетін электромагниттік кұрылғыны атайды. ТӨТ-дың теориясы егжей-тегжейлі баяндалған. 7.3-суретте ТӨТ-дың қосу схемасы көрсетілген. Орам саны w,-re тең біріншілік орама [Л әрпімен белгіленеді (линия)] электрлік тізбекке жүктеме Zж-мен тізбектеліп қосылады, яғни ол арқылы біріншілік ток деп аталатын I, жүктеменің толық тоғы өтеді (1 деген санмен ораманың басын белгілейді, 2 деген санмен – аяғын белгілейді). Екіншілік орама И әрпімен белгіленеді де өлшейтін аспапқа тізбектеп қосылады.