
- •Введение
- •2 Физические величины и измерения
- •2.1 Исходные понятия и определения
- •2.2 Единицы физических величин
- •2.3. Классификация измерений
- •3 Средства измерений
- •3.1 Классификация средств измерений
- •3.2 Структура средств измерений
- •3.3 Характеристики средств измерений
- •Метрологические характеристики. Функция преобразования – функциональная зависимость между информативн6ым параметром выходного и входного сигналов средства измерения:
- •Неметрологические характеристики
- •Нормирование метрологических характеристик.
- •4 Погрешности измерений
- •4.1 Понятие о шкалах измерений
- •4.2 Основной постулат метрологии
- •Тогда абсолютная погрешность измерения
- •5 Фактор погрешностей
- •Отсюда погрешность измерения, называемая абсолютной
- •5.1 Систематические и случайные погрешности
- •5.1.1 Систематические погрешности
- •5.1.2 Случайные погрешности
- •5.2 Оценивание погрешностей результатов измерений
- •5.2.1 Прямое многократное измерение
- •Тогда оценкой дисперсии при ограниченном числе наблюдений будет:
- •5.2.2 Прямое однократное измерение
- •5.2.3 Косвенные измерения
- •11 Средства измерений
- •11.1. Меры электрических величин
- •11.2 Преобразователи электрических величин
- •11.2.1 Шунты
- •11.2.2 Добавочные резисторы
- •11.2.3 Измерительные трансформаторы
- •11.2.4 Делители напряжения
- •11.2.5 Измерительные усилители
- •11.3 Аналоговые измерительные приборы прямого преобразования
- •11.3.1 Принцип действия, основы теории электромеханических измерительных приборов
- •Решением этого уравнения является зависимость
- •11.3.2 Электромеханические приборы
- •11.3.3 Электромеханические приборы с преобразователями
- •В выпрямительных преобразователях в настоящее время используют полупроводниковые диоды (германиевые и кремниевые). Недостатком полупроводниковых диодов как выпрямительных преобразователей является:
- •Нелинейность вольт – амперной характеристики.
- •Очевидно, что при однополупериодном выпрямлении
- •11.3.4 Электронные аналоговые приборы
- •11.3.4.1 Электронные вольтметры
- •11.3.4.2 Приборы и преобразователи для измерения частоты и фазы
- •11.3.4.3 Приборы и преобразователи для измерений мощности и энергии
- •11.4 Приборы для измерения параметров электрических цепей
- •11.4.1 Электронные омметры
- •11.4.2 Приборы для измерений добротности, индуктивности и ёмкости
- •11.4.3 Электронно – лучевые осциллографы
- •11.4.4 Анализаторы спектра, измерители нелинейный искажений
- •11.4.5 Особенности регистрирующих приборов прямого преобразования
- •11.5 Мосты и компенсаторы
- •11.5.1 Теория мостовых схем
- •11.5.2 Мосты для измерений сопротивления на постоянном токе
- •11.5.3 Мосты переменного тока для измерений ёмкости, угла потерь, индуктивности и добротности
- •11.5.4 Компенсаторы постоянного тока
- •11.5.5 Компенсаторы переменного тока
- •11.5.6 Автоматические мосты и компенсаторы
- •12 Измерение электрических величин
- •12.1 Измерение тока и напряжения
- •12.1.1 Измерение постоянных тока и напряжения
- •12.1.2 Измерение переменных тока и напряжения
- •12.2 Измерения мощности, энергии и коэффициента мощности
- •12.2.1 Измерения мощности в цепях постоянного тока
- •12.2.2 Измерение мощности в цепях однофазного переменного тока
- •12.2.3 Измерение активной мощности в цепях трехфазного тока
- •12.2.4 Измерение реактивной мощности в цепях трехфазного тока
- •12.2.5 Измерение энергии
- •12.2.6 Измерение угла сдвига фаз и коэффициента мощности
- •Погрешность 3÷10%
- •12.3 Измерение электрических сопротивлений
- •12.3.1 Измерение сопротивления приборами прямого преобразования
- •12.3.2 Компенсационный метод измерения сопротивления
- •12.3.3 Мостовой метод измерения сопротивления
- •12.3.3 Измерение сопротивления изоляции электрических устройств и определение места повреждения изоляции
- •12.3.4 Измерение сопротивления заземления
- •12.4 Измерение параметров электрических цепей переменного тока
- •12.4.1 Особенности измерения составляющих комплексного сопротивления
- •12.4.2 Измерение емкости и угла потерь
- •12.4.3 Измерение индуктивности и взаимной индуктивности
- •12.5 Измерение частоты
12.1.2 Измерение переменных тока и напряжения
Для измерения действующего значения переменного тока и напряжения промышленной частоты чаще всего используют электромагнитные, электродинамические ферродинамические приборы.
На повышенных частотах лучше использовать термоэлектрические, электростатические, выпрямительные, аналоговые электронные, цифровые приборы.
Среднее выпрямленное и амплитудное значение измеряют выпрямительными и электронными приборами.
При выборе конкретных типов приборов следует учитывать их отличительные свойства.
Так электродинамические высокоточные приборы можно применять только в сравнительно мощных цепях (падение напряжения на mA до 10В, а ток вольтметров до 0,1А).
Это же относится и к электромагнитным и ферродинамическим приборам.
В маломощных цепях наиболее пригодны электростатические, электронные, выпрямительные приборы. Но нужно помнить, что выпрямительные приборы имеют погрешность от несинусоидальной формы кривой измеряемых тока и напряжения.
Для измерения малых токов (1мА) и напряжения (0,1В) применяют только электронные приборы.
Самый высокий предел измерения по току имеют электромагнитные амперметры (300А), по напряжению – электростатические вольтметры (300кВ).
Для расширения диапазонов измерения амперметров переменного тока применяют измерительные трансформаторы тока.
IX=kIIA kI-коэффициент трансформатора тока
Погрешность измерения включает в себя погрешность амперметра и коэффициента трансформации. Чтобы уменьшить влияние последней погрешности класс точности ИТТ выбирают выше класса точности амперметра.
Если напряжение цепи превышает 600В, вторичную обмотку и корпус трансформатора заземляют.
Применяют ИТТ и в трехфазных цепях. Причем можно использовать лишь два трансформатора для измерения токов трех фаз трехпроводной цепи.
При
равенстве коэффициента трансформации
обоих трансформаторов показание РА2
будет
пропорционально геометрической сумме
,
которая в трехпроводной цепи равняется
току
при любом распределении нагрузок между
фазами.
Аналогично и в четырехпрводной трехфазовой цепи можно, используя три ИТТ, измерить четыре тока.
В случае, если необходимо производить измерения тока без разрыва цепи, по который он протекает, можно использовать ИТТ с разъемным магнитопроводом в виде клещей.
Напряжения, превышающие 600В, измеряют, используют ИТН.
,
класс точности ИТН должен быть выше
класса точности вольтметра.
Для измерения высокого напряжения в трехфазовой цепи применяют схему, в которой для измерения трех линейных напряжений используют только два трансформатора.
Для измерения несинусоидальных токов и напряжений (их действующих значений) применяют термоэлектрические, электродинамические, электростатические и электронные приборы; средних значений – электронные приборы; амплитудных значений – электронные приборы (пиковые вольтметры).
Для регистрации и наблюдения мгновенных значений несинусоидальных токов и напряжений можно использовать и электромеханические и электронные осцилографы осциллографами.