«Электроизмерительные приборы»

Лабораторная работа э-2

Цель – ознакомление с основными средствами электрических измерений (классификация и характеристика приборов, методы измерения, принципы действия)

Классификация электроизмерительных приборов

1. функции: собирать, обрабатывать, аттестовывать, проверять, показывать

2. представление результатов: показывать, регистрировать

3. метод измерения: оценивать, сравнивать

4. конструкции: щитовые, переносные, стационарные

5. точность: измерительные, индикаторные (внеклссные), указывающие

6. принцип действия: электромеханические, электронные, электрохимические

Основные методы измерения электрических величин

1. непосредственная оценка

Амперметры включают в разрыв цепи. Их собственное сопротивление и мощность должны быть незначительными по сравнению с полным сопротивлением и мощностью в цепи

Вольтметры подключают к точкам цепи, разность потенциалов между которыми нужно определить. Входное сопротивление вольтметра должно быть большим, потребляемая мощность малой

Наибольшая точность в цепи постоянного тока.

2. метод сравнения

Компенсационная схема: измеряемая величина сравнивается с той же величиной высокостабильного источника и в момент их равенства происходит фиксация полученного значения

Электронный цифровой вольтметр с цифровым отсчетным устройством и аналогово-цифровым преобразователем. Более широкий диапазон измеряемых напряжений, быстродействие, малые погрешности.

Основные характеристики электроизмерительных приборов:

Диапазон измерений - область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности.

Шкала – совокупность отметок, изображающих ряд последовательных чисел, соответствующих значениям измеряемой величины.

Чувствительность –

Порог чувствительности – минимальное изменение измеряемой величины, которое может быть зарегистрировано прибором.

Цена деления -

Обычно превышает абсолютную погрешность показания прибора.

Абсолютная погрешность – разность между измеренной величиной x и ее действительным значением a (значение по образцовому более точному прибору)

Относительная погрешность -

П риведенная погрешность -

К ласс точности – определяет пределы допустимых основных (при рекомендованных условиях эксплуатации) и дополнительных погрешностей (в условиях отличных от рекомендованных).

Согласно ГОСТ 1845-59 8 классов точности:

0.05, 0.1, 0.2 – образцовые

0.5, 1.0 – лабораторные

1.5, 2.5, 4.0 – технические

Основные системы электромеханических приборов

Магнитоэлектрическая система. Принцип основан на взаимодействии контура с током и магнитного поля постоянного магнита. Ток к рамке подводится через две специальные пружины, создающие противодействующий момент. При протекании тока по обмотке рамки возникает вращающий момент, под действием которого стрелка будет отклоняться до тех пор, пока вращающий момент не уравновесится противодействующим моментом спиральных пружин. Используется для измерения постоянных токов и напряжений.

“+” высокая чувствительность, большая точность, равномерность шкалы, малое потребление электроэнергии

“-” сложность устройства, не измеряет переменный ток, чувствительность к перегрузкам

Электромагнитная система. Принцип основан на взаимодействии магнитного поля катушки, по которой проходит измеряемый ток с магнитомягким сердечником. Спиральная пружина создает противодействующий момент. Сила, действующая на сердечник пропорциональна напряженности магнитного поля катушки и намагниченности сердечника. Вращающий момент пропорционален квадрату напряженности и квадрату силы тока. Применяется для измерений постоянного и переменного токов.

“+” простота конструкции, надежность, выдерживают перегрузки

класс точности лабораторно-технический

“-” неравномерная шкала, малая чувствительность, подверженность влиянию внешних магнитных полей

Электродинамическая система. Принцип основан на взаимодействии двух контуров в виде катушек с токами. Катушка включается последовательно в вольтметрах и параллельно в амперметрах. Вращающий момент пропорционален произведению токов в катушках, то есть квадрату общего тока через прибор.

“+” измерение тока, напряжения и мощности в цепях постоянного и переменного токов при частоте 40-100 Гц и измерение фаз

класс точности – образцово-лабораторный

“-” малая чувствительность, неустойчивость к перегрузкам, сильное влияние внешних магнитных полей, неравномерная шкала, сложность конструкции.

Электростатическая система. Принцип основан на взаимодействии электрически заряженных подвижных и неподвижных пластин. К неподвижным пластинам подводится напряжение, создающее между ними электрическое поле. Под действием сил поля подвижные пластины втягиваются в пространство между неподвижными.

“+” постоянные и переменные токи до частот порядка 10⁷..10⁸ Гц. Большое входное сопротивление, нечувствительность к внешним магнитным полям.

“-” малая чувствительность, неравномерность шкалы, опасность электрического пробоя между пластинами.

Маркировка электроизмерительных приборов

Обозначение измеряемой величины – указывают на шкале в виде единиц измрения. По наименованию единицы измерения дается наименование прибора

Класс точности – указывают в виде числа на шкале

Род и частота тока –

Постоянный ток: –

Переменный ток: ~

Постоянный и переменный:

Диапазон частот: например 45 – 550 Hz

Система прибора –

Магнитоэлектрическая:

Электромагнитная: