14. Омметр
Рисунок 7- Омметр
Омметр - прибор непосредственного отсчёта для измерения электрических активных (омических) сопротивлений. Разновидности омметра: мегомметры, тераомметры, микроомметры, различающиеся диапазонами измеряемых сопротивлений. Изготовляют омметры с магнитоэлектрическими измерителем и омметры с магнитоэлектрическим логометром.
Действие магнитоэлектрического омметра основано на измерении силы тока, протекающего через измеряемое сопротивление при постоянном напряжении источника питания. Для измерения сопротивлений от сотен Ом до нескольких МОм измеритель и измеряемое сопротивление включают последовательно. При малых значениях сопротивления (до нескольких Ом) измеритель и rx включают параллельно. При постоянных U и С отклонение зависит от rx и потому для облегчения измерений шкала измерителя может быть проградуирована в Омах. Погрешность такого омметра 5-10% от длины рабочей части шкалы.
Часто омметр является частью комбинированного прибора - ампервольтомметра. При необходимости более точных измерений в омметре используется мостовой метод измерения. Для повышения чувствительности измерителя и точности измерений в таких омметрах применяют электронные усилители.
С 60-х гг. ХХ в. стали применять электронные омметры с цифровым отсчётом значения измеряемого сопротивления, а также приборы, в которых предусмотрена возможность подключения к ЭВМ. Пределы измерений сопротивления у таких омметров от 1 МОм до 100 МОм и выше; погрешность 0,01-0,05%.
. АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА ЧАСТОТ
Рисунок 8 - Анализатор спектра частот
Анализатор спектра частот - измерительный прибор лабораторного применения для исследования частотных спектров, наблюдаемых на экране электроннолучевой трубки (ЭЛТ), импульсно- и амплитудно-модулированных колебаний в 3и 10-см диапазонах волн. Для получения осциллографического изображения спектра исследуемых колебаний в координатах «мощность - частота» в анализаторе спектра применяют супергетеродинный радиоприёмник, в котором подаваемые на вход колебания ослабляются (если необходимо) аттенюаторами, преобразуются по частоте, усиливаются и затем поступают на вертикальные отклоняющие пластины ЭЛТ; частота гетеродина приёмника линейно изменяется на ± 8Мгц (в 10-см диапазоне) или на ±30Мгц (в 3-см диапазоне) в такт с пилообразным напряжением развёртки, одновременно подаваемым в цепи, изменяющие частоту гетеродина, и на горизонтальные пластины ЭЛТ. В анализаторе спектра предусмотрена градуировка по частоте, осуществляемая генератором калибровочных меток с плавной регулировкой амплитуды и частоты от 1 до 10 МГц. Анализатором спектра можно измерять уход частоты генератора, малые разности частот двух генераторов и др.
. ЩИТОВЫЕ ПРИБОРЫ
Щитовые приборы для измерений переменного тока и напряжения выпускаются двух видов:
магнитоэлектрической системы с выпрямителем;
электромагнитной системы.
Приборы магнитоэлектрические с выпрямителем имеют измерительный механизм с внутрирамочным магнитом, с опорами на кернах или растяжках и выпрямителем в измерительной цепи. Применяются для измерений синусоидального переменного тока или напряжения с частотой от 30 до 20000 Hz. Сочетание магнитоэлектрического механизма с выпрямителем позволяет измерять действующее значение синусоидального тока или напряжения, при использовании в цепях с неискаженной формой синусоидального тока.
Применяемая магнитная система практически не подвержена влиянию внешних магнитных полей, поэтому приборы не нуждаются в дополнительной защите при их установке на щите (панели).
Конструктивно приборы исполняются с квадратными лицевыми панелями и квадратными или круглыми корпусами. По степени защиты, корпуса соответствуют IP50 или IP54, по защите токоведущих стержней - IP00.
Приборы электромагнитной системы позволяют измерять переменный ток и напряжение непосредственно в электрических цепях. Приборы электромагнитной системы основаны на взаимодействии магнитного поля измеряемого тока (тока, проходящего через катушку) с одним или несколькими сердечниками из магнито-мягкого материала. По конструктивному исполнению, выпускаемые ОАО «Электроприбор» приборы электромагнитной системы имеют две разновидности измерительных механизмов:
с плоской катушкой и с подвижным сердечником из магнитомягкого материала, втягивающимся в зазор плоской катушки при пропускании тока;
с круглой катушкой и с двумя сердечниками внутри катушки: неподвижным и подвижным (одним или двумя), которые при пропускании измеряемого тока через катушку намагничиваются одноименно и отталкиваются друг от друга; тем самым стрелка, укрепленная на оси с подвижным сердечником, отклоняется.
Измерительные механизмы имеют опоры на кернах из стали и подпятниках. Успокоение достигается введением силиконовой смазки в нижний подпятник - в приборах с круглой катушкой, и в спиральную пружину, через которую проходит ось - в приборах с плоской катушкой.
Приборы электромагнитной системы, по сравнению с приборами магнитоэлектрической системы с выпрямителями:
позволяют измерять действующее значение переменного тока (напряжения) в цепях с искаженной формой сигнала синусоидального тока,
потребляют большую мощность, менее чувствительны,
работают в более узком диапазоне частот, особенно при измерениях переменного напряжения,
имеют шкалу с большей неравномерностью. Снятие показаний с нормируемой погрешностью у электромагнитных приборов начинается приблизительно с 20 % от номинального значения предела измерения.
В то же время, амперметры электромагнитной системы более устойчивы к перегрузкам, что позволяет создавать приборы с коэффициентом перегрузки от 2-х до 5-ти кратного диапазона измерения. У перегрузочных приборов погрешность в перегрузочной зоне шкалы не нормируется.
Приборы для измерения переменного тока и напряжения
Рисунок 9 - Приборы для измерения переменного тока и напряжения
Приборы данной группы предназначены для измерения тока и напряжения в электрических цепях переменного тока и выпускаются двух видов:
магнитоэлектрической системы с выпрямителем;
электромагнитной системы.
Приборы позволяют измерять токи в пределах от 25 µА до 100 А и напряжения от 0,5 V до 750 V приом включении. Для расширения диапазона измерения: по току применяются трансформаторы тока типа ТОП-0,66, по напряжению - трансформаторы напряжения.
Амперметры и вольтметры изготавливаются с нулевой отметкой на краю диапазона. Приборы могут быть изготовлены со шкалами в любых единицах измерения про желанию заказчика.
По конструктивному исполнению, приборы для измерения переменного тока делятся на две группы:
приборы с квадратными лицевыми панелями и круглыми корпусами;
приборы с квадратными лицевыми панелями и квадратными корпусами. Степень защиты корпусов - IP50 или IP54, степень защиты токоведущих стержней - IP00.
Круглошкальные приборы
Рисунок 10 - Круглошкальные приборы
Приборы предназначены для измерения силы тока и напряжения в сетях переменного тока в однофазных цепях переменного тока частотой 50 Гц в различных областях промышленности и на железнодорожном транспорте. Приборы изготавливаются в пластмассовом корпусе и являются вибро- и ударопрочными. Во всех исполнениях предусмотрена подсветка циферблата.
Приборы для измерения мощности, частоты, коэффициента мощности, измеритель мощности
Рисунок 11 - Приборы для измерения мощности, частоты, коэффициента мощности, измеритель мощности
Ваттметры и варметры Ц42303, Ц42308 предназначены для измерения активной или реактивной мощности в трехфазных электрических цепях переменного тока частотой 50-60 Hz при равномерной или неравномерной нагрузке фаз.
Ваттметры Ц42303/1 и Ц42308/1 предназначены для измерения активной мощности в однофазных сетях переменного тока частотой 50, 60, 500, 1000 Hz.
Частотомеры Ц42304, Ц42306, Ц42307 предназначены для измерения частоты переменного тока.
Измерители коэффициента мощности Ц42305 и Ц42309 предназначены для измерения коэффициента мощности в трехфазных трехпроводных цепях переменного тока частотой 50 Hz с симметрией линейных напряжений и симметричной нагрузкой фаз.
Приборы выполнены на основе электронного преобразователя входного сигнала в сигнал постоянного тока и магнитоэлектрического прибора с внутрирамочным магнитом и подвижной частью на кернах, размещенных в одном корпусе.
Приборы для измерения постоянного тока и напряжения
Рисунок 12 - Приборы для измерения постоянного тока и напряжения
Приборы данной группы предназначены для измерения тока и напряжения в электрических цепях постоянного тока.
Приборы позволяют измерять токи в пределах от 10 μА до 20 А и напряжения от 25 mV до 750 V при непосредственном включении. Для измерений токов и напряжений, превышающих указанные пределы, применяются внешние шунты и добавочные сопротивления.
Конструктивное исполнение корпусов обеспечивает степень защиты по лицевой панели IP50 или IP54, для токоведущих частей - IP00.
Приборы для контроля температуры, уровня шума, радиации.
Рисунок 13 - Прибор для контроля температуры, уровня шума, радиации.
Милливольтметр М42304 используется для измерения термоэлектродвижущих сил термопар типа XA(K),XK(L), ПП(S), ПР(D) с номинальной статической характеристикой преобразования.
Микроамперметр М42304 предназначен для использования в аппаратуре для измерения уровня шума.
Микроамперметр М42301 предназначен для использования в специальной (ГО-27, ДП-3Б) и другой аппаратуре. Приборы предназначены для применении на различных объектах промышленности.
Круглошкальные приборы
Рисунок 14 - Кругошкальные приборы
Приборы предназначены для измерения силы тока и напряжения в цепях постоянного и пульсирующего тока частотой 100 Гц в различных областях промышленности и на железнодорожном транспорте. Приборы изготавливаются в пластмассовом корпусе и являются вибро- и ударопрочными. Во всех исполнениях предусмотрена подсветка циферблата.
. ЦИФРОВЫЕ ПРИБОРЫ
Точность - важнейшая характеристика для любого измерительного прибора. Несомненным лидером по точности показаний являются цифровые устройства, они полностью отвечают данному требованию, поскольку погрешность в ходе их эксплуатации минимальна.
Практичность - ещё одно немаловажное отличие электроизмерительного прибора с цифровой идентификацией. Цифровые вольтметры, амперметры и ваттметры могут фиксироваться в любом положении (как в горизонтальной, так и вертикальной плоскости и с различным наклоном). Тряска или вибрация, которые бывают достаточно характерны для различных производств, также не повлияют на измеритель. При этом устройства достаточно компактны, малогабаритны, например, производятся приборы с уменьшенной глубиной корпуса.
К тому же, цифровые приборы гораздо менее подвержены негативному воздействию «извне». Цифровой амперметр , вольтметр или цифровой ваттметр может использоваться в неблагоприятных условиях повышенной влажности, давления, высоких или низких температур. Такая надежность приборов гарантирует достоверность показателей, получаемых при их использовании.
Приборы для измерения переменного тока и напряжения
Рисунок 15 - Прибор для измерения переменного тока и напряжения
Принцип движения электронов в цепях переменного тока - постоянное изменение направления движения: электроны попеременно (отсюда и название) движутся то строго в одном направлении, то в противоположном.
Поскольку преобразование напряжения и силы переменного тока можно осуществлять с минимальными потерями электроэнергии, переменный ток находит более широкое повседневное применение (в том числе и в бытовых сетях), чем постоянный ток.
Поэтому цифровые приборы для измерения действующих значений силы переменного тока и напряжения:
амперметры переменного тока
вольтметры переменного тока
ежедневно используются практически во всех энергетических и промышленных сферах.
Например, однопредельные щитовые электроизмерительные приборы ЩП 02М, ЩП 02, ЩП 96, ЩП 120 и т. д. с цифровой индикацией предназначены для контроля за указанными параметрами именно в цепях переменного тока.
Основные отличия этих и и других цифровых приборов для измерения переменного тока и напряжения:
тип конструкции;
диапазон измерений;
напряжение;
класс точности;
параметры интерфейса;
цвет индикации.
Приборы щитовые цифровые электроизмерительные ЩП02М, ЩП02, ЩП72, ЩП96, ЩП120 предназначены для измерения действующего значения силы тока или напряжения в цепях переменного тока. Они могут применяться в энергетике и других областях промышленности для контроля электрических параметров. Приборы являются однопредельными и имеют исполнения по конструкции, диапазону измерений, напряжению питания, наличию интерфейса, цвету индикаторов, классу точности.
Приборы для измерения постоянного тока и напряжения
Рисунок 16 - Приборы для измерения постоянного тока и напряжения
Параметры постоянного тока (направление, сила, частота, равная нулю и т. д.) неизменны (либо совсем незначительно отклоняются) в любой момент времени.
Хотя применение постоянного тока не имеет на сегодняшний день достаточно широкого распространения из-за неудобства трансформации напряжений такого тока, в некоторых областях постоянный ток просто«незаменим», к примеру, он используется:
для электролиза в металлургии и химической промышленности;
при эксплуатации тяговых электродвигателей на транспорте;
для питания электронной аппаратуры с пониженным уровнем шума, бытовых радиоприёмников;
в прецизионных измерительных приборах (отличающихся высокой точностью).
Для контроля основных величин постоянного тока используются:
амперметры постоянного тока (для измерения силы тока)
вольтметры постоянного тока (для измерения напряжения).
Например, однопредельные приборы Щ00, Щ01, Щ96, Щ120 и т.д., которые для удобства эксплуатации в конкретных условиях имеют различные исполнения по:
степени точности;
напряжению питания;
диапазону измерений;
конструкции корпуса;
числу десятичных разрядов;
наличию или отсутствию интерфейса;
цветам индикаторов.
Приборы щитовые цифровые электроизмерительные Щ00, Щ01, Щ02, Щ02.01, Щ72, Щ96, Щ120 предназначены для измерения силы тока или напряжения в цепях постоянного тока. Они могут применяться в энергетике и других областях промышленности для контроля электрических параметров. Приборы являются однопредельными и имеют исполнения по конструкции, диапазону измерений, числу десятичных разрядов, напряжению питания, наличию интерфейса, цвету индикаторов, классу точности.
Цифровые приборы для измерения активной и реактивной мощности
Рисунок 17 - Цифровые приборы для измерения активной и реактивной мощности
Приборы щитовые цифровые электроизмерительные предназначены для измерения активной, реактивной или активной и реактивной мощности в трехфазных 3-х и 4-х проводных электрических сетях переменного тока.
Возможность обмена информацией по интерфейсу RS485 (протокол MODBUS RTU) позволяют использовать приборы в автоматизированных системах различного назначения. В приборах предусмотрена возможность конфигурирования через порт RS485:
- перепрограммирование диапазона измерения
- перепрограммирование аналогового выхода
- задание уставок min/max в пределах диапазона измерений
- регулирование яркости свечения индикации.
Цифровые многофункциональные электроизмерительные приборы
Рисунок 18 - Цифровые многофункциональные электроизмерительные приборы
Приборы ЩМ120 предназначены для измерения основных параметров трехфазной 3-х или 4-х проводной электрической сети.
Используются в сетях сбора данных для передачи результата измерения системам верхнего уровня или в качестве универсального измерительного прибора , взамен разных электроизмерительных приборов: амперметров, вольтметров, ваттметров, варметров, частотомеров.
В приборах предусмотрена возможность:
перепрограммирования диапазонов измерений
задания уставок min и max в пределах диапазона измерения
регулирование яркости индикации
Габаритные размеры/вырез в щите, мм /Высота знака, мм
х 120 х 135 / 112 х 112 / 20
Модули индикации МИ120
Рисунок 18 - Цифровые многофункциональные электроизмерительные приборы
Модули индикации - устройства, благодаря которым отображаются результаты измерений многофункциональных измерительных преобразователей.
Модули индикации МИ120 предназначены для отображения результатов измерения многофункциональных измерительных преобразователей ЩМ120, ЭНИП-2 на электростанциях, подстанциях, контрольно-распределительных пунктах промышленных предприятий и энергокомпаний. Модули индикации МИ120 могут располагаться вдали от преобразователей в удобном для пользователя месте. Обмен данных между устройствами осуществляется по интерфейсу RS-485 (протокол ModBus RTU), скорость этого обмена регулируется.
Модули индикации МИ120 представляют собой жидкокристаллическую сенсорную панель с цветным графическим или монохромным дисплеем. Настройки экрана (яркость, контрастность, время обновления экрана, время перехода в спящий режим) устанавливаются индивидуально. Результаты измерений можно просматривать в виде цифровой, стрелочной индикации или в виде графиков в зависимости от пожеланий пользователя.
Приборы максимально понятны, управление ими осуществляется через следующие основные пункты меню:
измерение;
векторные диаграммы;
телеуправление, телесигнализация (ТУ/ТС);
настройки.
В модулях индикации МИ120 предусмотрена удобная навигация -поиск приборов в сети по названию, а для защиты данных от несанкционированного доступа устанавливается пароль.
Особенности:
возможность конфигурирования по отображаемым значениям и единицам измерения;
изменение параметров осуществляется с использованием сенсорных кнопок через меню (для панелей с цветным графическим дисплеем) или кнопок, расположенных на лицевой панели (для панелей со светодиодными индикаторами, для монохромных графических дисплеев), или непосредственно через интерфейс RS485;
вид отображения для панелей с графическим дисплеем (цифра, стрелка, график, барограф (линейная шкала)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Измерения и измерительные приборы - законы явлений природы, как выражения количественных отношений между факторами явлений, выводятся на основании измерений этих факторов. Приборы, приспособленные к таким измерениям, называются измерительными. Всякое измерение, какой бы ни было сложности, сводится к измерениям и измерительным приборам пространственности, времени, движения и давления, для чего могут быть избраны единицы мер условные, но постоянные или же так называемые абсолютные.
История наук, нуждающихся в измерениях, показывает, что точность методов измерений и измерительных приборов и построения соответственных измерений и измерительных приборов постоянно возрастают. Результатом этого роста является новая формулировка законов природы.
Как бы старательно ни делались измерения и измерительные приборы при повторении их, в обстоятельствах опыта, по-видимому одинаковых, всегда замечаются нетождественные результаты. Сделанные наблюдения требуют математической обработки, иногда весьма сложной; только после этого можно пользоваться найденными величинами для тех или других выводов.
Цель изучения измерительных электротехнических приборов состоит в том, чтобы будущий инженер получил необходимый минимум теоретических знаний о методах измерений, устройстве и принципе работы современных приборов и электронных устройств, используемых в современной электротехнике а так же приобрел практические знания и навыки работы с измерительной техникой.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи, изд. М., Гардарики 2007.
. Попов В.С. Электротехнические измерительные приборы, Госэнергоиздат, 1963.
. Илюнин К.К. Справочник по электроизмерительным приборам, изд. Л., Энергоатомиздат 1983.
. Шкурин Г.П., Справочник по электро- и электронноизмерительным приборам, М., 1972.
5. dic. akademic.ru
. www.elpribor.ru