1. Условные обозначения на шкалах аналоговых измерительных приборов. Как определить относительную погрешность измерения, используя приведенные на шкале прибора условные обозначения? Типовые детали и узлы электроизмерительных приборов.

На шкале прибора наносятся следующие условные обозначения: обозначение единицы измеряемой величины; обозначение класса точности; обозначение принципа действия прибора.

- магнитоэлектрическая система

- логометр магнитоэлектрической системы

- электромагнитная система

- логометр электромагнитной системы

- электродинамическая система

- электростатическая система

- индукционная система

- постоянный ток

- переменный ток

- трехфазный ток

- напряжение испытания изоляции 2 кВ

- вертикальное положение

- горизонтальное положение

- наклонное положение (60^о)

Типовые детали и узлы электроизмерительных приборов

Установка подвижной части

Для свободного перемещения ПЧ ее устанавливают либо на опорах, на растяжках или на подвесе.

Противодействующий момент в приборах создается одной или двумя плоскими спиральными пружинами.

Для уравновешивания подвижной части используют грузики противовеса, они нужны для совмещения центра тяжести с осью.

Успокоители предназначены для создания необходимого успокоения подвижной части.

Часто применяют магнитоиндукционные или воздушные успокоители, реже жидкостные.

2. Приборы электромагнитной системы. Электромагнитные амперметры и вольтметры с измерительными трансформаторами тока и напряжения.

Работа основана на взаимодействии магнитного поля неподвижной катушки, по обмотке которой протекает измеряемый ток, с одним или несколькими ферромагнитными сердечниками, которые эксцентрично закреплены на оси.

Катушки бывают круглые, плоские и с замкнутым магнитопроводом.

Обмотка выполняется медным проводом, сердечник из ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью.

создается спиральной пружиной, реже растяжками. Успокоитель магнитоиндукционный.

Магнитное поле катушки, воздействующее на подвижный сердечник, стремится расположить его так, чтобы энергия поля была максимальной. Магнитное поле втягивает сердечник внутрь катушки.

Т.к. подвижная часть инерционна, то она реагирует на среднее значение вращающего момента.

Если синусоидальный, то

Стрелка установится когда

отсюда

Недостатки: неравномерность шкалы; сравнительно большая потребляемая мощность; сравнительно низкая точность; малая чувствительность.

Достоинства: работа на постоянном и переменном токах; дешевизна; устойчивость к токовым перегрузкам; класс точности 1…0,5.

На переменном токе также применяют электромагнитные логометрические элементы.

Электромагнитные амперметры

В амперметрах весь измеряемый ток проходит по катушке измерительного механизма.

Для расширения пределов измерения применение шунтов нерационально, поэтому используют измерительные трансформаторы тока.

Число витков ТТ во вторичной обмотке больше чем в первичной . При размыкании вторичной цепи ТТ резко возрастает напряжение на вторичной обмотке.

Это напряжение может пробить изоляцию, поэтому вторичную цепь замыкают. В целях безопасности персонала вторичную цепь обязательно заземляют.

Измерительные ТТ изготавливают на напряжение 0,5-0,35 кВ и номинальный ток 0,1-25000 А, класс точности 0,05…0,5.

Электромагнитные вольтметры

Измерительная цепь представляет собой последовательное соединение неподвижной катушки и добавочного резистора.

Т ок полного отклонения 25…50 мА; ; служит для расширения предела измерения, .

Конденсатор служит для частотной коррекции прибора.

Для дальнейшего расширения предела измерения применяют ТН.

В ыпускают переносные и щитовые амперметры классов 1…2,5 на ток до 300 А. А также переносные и щитовые вольтметры классов 0,5…2,5 на напряжение до 600 В.

3. Приборы электродинамической системы. Электродинамические амперметры, вольтметры и ваттметры.

Работа измерительных механизмов электродинамической системы основана на взаимодействии магнитных полей двух катушек с токами - подвижной и неподвижной.

При протекании в обмотках катушек токов возникают электромагнитные силы, которые стремятся так развернуть подвижную часть, чтобы магнитные потоки катушек совпали.

Для защиты от внешних полей механизм помещают внутри одного или двух ферромагнитных экранов.

Энергия магнитного поля, запасенная в катушках

Вращающий момент будет равен

Если токи синусоидальные

Тогда подвижная часть будет реагировать на среднее значение

Указатель установится в положении, когда .

Если работает на постоянном токе, то .

Достоинства: одинаковые показания на постоянном и переменном токах; высокая температурная стабильность; достаточно высокая точность.

Недостатки: низкая чувствительность; сравнительно высокая потребляемая мощность; чувствительность к перегрузкам.

Выпускают в виде лабораторных приборов класса 0,5…0,1 для работы на переменном и постоянном токах. Промышленные амперметры от 1 мА до 10 А на частоты до 10 кГц. Многопредельные ваттметры на токи от 2,5 А до 10 А и напряжения от 15 до 600 В.

Амперметры и вольтметры электродинамической системы

Схема измерительной цепи миллиамперметра

У амперметров на токи выше 0,5 А катушки соединяются параллельно.

Сопротивления подобраны так, чтобы ток не превышал допустимого значения.

У электродинамических вольтметров неподвижная и подвижная катушки соединены последовательно вместе с добавочным резистором.

Если ток полного отклонения , где – полное сопротивление вольтметра, то

Ваттметры электродинамической системы

Для измерения мощности в цепи постоянного тока прибор включают по следующей схеме

, где – полное сопротивление параллельной цепи

Для ваттметра, включенного в цепь постоянного тока

При включении ваттметра в цепь переменного тока с напряжением и током нагрузки ток в параллельной цепи равен , где – полное сопротивление параллельной цепи; – вредный угол.

Если , то .

Ваттметры делают многопредельными.

Градуируются ваттметры так, чтобы при , и стрелка отклонилась на полную шкалу .

Для определения значения мощности число делений отсчета следует умножить на цену деления .