2.3 Электрлік өлшеулер мен өлшеуші құрылғылар

Өлшеушілер дегеніміз- адамның табиғатты тануына мүмкіндік беретін негізгі жол болып табылады. Өлшеулер адамзатқа табиғатта кездесетін заңдылықтарды ашатын қоршаған әлемнің сандық сипаттамасын береді. Барлық технологиялық процесстерді анықтайтын, оларды бақылап, басқару секілді, шығарылатын продукцияның құрамы мен сапасы да кеңінен таралған өлшеу жүйесі болмаса, техниканың бүкіл салалары болмас еді.

Өлшеу нәтижелерін алу әдістері бойынша,оларды былайша топтастырады: тура, жанама, жиынтықты; біріктірілген.

Өлшеу әдісі дегеніміз (2.1- сурет)- бұл физикалық шама мәнін тәжірибелік анықтау тәсілі,яғни физикалық құбылыстардың өлшеу кезінде қолданылатын жиынтық пен өлшеу құралдары.

Өлшеу әдістері

Тікелей бағалаумен Шамамен салыстыру

--- -қарама-қарсы қою;

-диференциалды;

-нөльдік;

-орын басу;

-сәйкес келу.

2.1 – сурет. Өлшеу әдістері

Өлшеу құралдарының біркелкілігін қамтамасыз ету негізінде, өлшенетін шама бірлігінің көлемі жатыр. Өлшеу құралдарының біркелкілігін қадағалаудың техникалық формасы болып,өлшеу құралдарын мемлекеттік (ведомствалық) тексеру жатады, бұл тексеру өлшеу құралдарының метрологиялық дұрыстығын қадағалайды.

Аналогты электромеханикалық құралдың құрылымдық сұлбасын жалпы түрде 2.2- суретінен көруге болады.

Өлшеу тізбегі (X) Өлшеу механизмі (Y) Есептеу құрылғысы (a)

Өлшеу тізбегі – Х электрлік шама аралығында Ү электрлік шамасына түрлендіруді қамтамасыз етеді. Бұл Ү шамасы функционалды түрде Х шамасымен байланысты және де өлшеу механизмін тікелей өңдеуге жарамды. Өлшеу механизмі-электромагниттік энергияны механикалық энергиясына түрлендіру үшін тағайындалған, өлшеу құралының негізгі бөлігі.

Кернеуді олшеу.

Осындай түрдегі өлшеулер үшін, қосымша регистрі бар сұлбаны қолданады, 2.3-сурет. Өлшеу 0-109 Гц (бұдан жоғарғы жиіліктерде кернеу нормативті параметр болып қала алмайды) жиілік аукымында іске асырылады. Тұракты токтағы кернеуді милливольт үлесінен бастап жүздеген Вольтқа дейін магнитті электрлік вольтметрлермен өлшейді (нөлдік классы 0,05 дейін).

Негізгі кемшілігі - қосымша кернеу (ондаған кОм) шамасымен анықталатын төменгі кіріс кедергісі. Элекронды аналогты вольтметрлер бұл кемшілікке ұшырамайды. Олардың шығыс кедеггісі ондаған кОм-құрайды. Бұндай вольтметрлер арқылы бір мкВ бастап кВ дейінгі кедергіні өлшеуге болады. Бұл жердегі негізгі қателік көздері: элементтердің тұрақты еместігі жөне электронды сұлбалардың меншікті шуылы. Аталып өткен құралдардың ділдік классы - 1,5 дейін. Магнитоэлектрлік және электронды

вольтметрлерге температурапық қателік, сонымен қатар өлшеу механизмінің механикалық қателігі мен шкала қателіктері де тән.

Тұрақты токтағы кернеуді дәл өлшеу тұрақты токтағы компенсаторлардың көмегімен іске асырылады («Өлшеу әдістері» бөліміндегі «Орын басу әдістері» тақырыбын қараңыз). Бұл кезде өлшеу дәлдігі 0,0005 % кұрайды.Тұрақты токтың орташа квадратты (қолданыстағы) мәні электромагнитті (1-2 кГц дейін), электродинамикалық (2-3 кГц дейін), ферродинамикалық (1-2 кГц дейін), электростатикалық (10 МГц дейін) жөне термоэлектрлік (100 Мгц дейін) құралдармен өлшенеді. Өлшенетін кернеу формасының синусойдалық формадан басқаша болуы үлкен қателіктерге әкеліп соғады.

Қолданыстағы ең ыңғайлы құрал болып цифрлы волтметрлер табылады. Бұл вольтметрлер тұрақты, сонымен қатар айнымалы кернеулерді өлшей алады. Дәлдік классьі - 0,001 дейін, ауқымы - бір микроволттан бірнеше киловольтқа дейін. Заманауи микропроцессорлы цифрлык вольтметрлер клавиатурамен қамтамасыз етілген, және де олар көп жағдайда кернеуді ғана емес, сонымен қатар токты, кедергіні және т.б. өлшей алады, яғни көпфункционалды өлшеу құралы — тестерлер (мультиметрлер немесе авометрлер) болып табылады.

Токты өлшеу.

Төменде көрсетілген өлшеу түрінде шунтталуы бар сұлбаны қолданады.

Басқа жағдайда, кернеуді өлшеуге қатысты барлық айтылған мәселелер, токты өлшеуге де қатысты.

Электрлік қуатты өлшеу.

Айнымалы және тұрақты ток тізбектерінде электрлік қуатты өлшеу электродинамикалық және ферродинамикалық ваттметрлердің көмегімен іске асырылады. Шектердің (шегараның) өзгеруі токты катушка секцияларын коммутациялау мен әр түрлі қосымша резисторларды қосу арқылы жүзеге асырылады. Жиілік ауқымы: 0 ден 2-3 кГц дейін. Дәлдік класы: электродинамикалық ваттметрлер үшін 1-0,5 және ферромагниттік ваттметрлер үшін 1,5-2,5 тең. Қуатты жанама әдіспен амперметрдің және вольтметрдің көмегімен өлшеуге болады. Бұл принципте цифрлық ваттметрлердің әрекеті негізделген.

Үшфазалы тізектерде қуатты өлшеуге арналған ваттметрлердің құбылулары (модификация) болады.

Электр энергиясын өлшеу.

Электр энергиясын өлшеу көп жағдайларда индукцияланған өлшеу құралдарымен іске асырылады. Соңғы жылдары энергияның цифрлық есептегіштері (счетчики) кеңінен тарала бастаған, бұл есептегіштер уақыт бойынша нәтижелерді үдетуді интегрциялай отырып,амперметр-вольтметр принципінде негізделген.

Осы бөлім бойынша түсіндірмелік жазбада студент тұрақты және айнымалы тоқтағы өлшеулерді жүргізу үшін, электрлік өлшеулер мен электрлік аппаратураларына қойылатын талаптарды келтіру керек. Қолданыстағы өлшеу әдістері мен тәсілдеріне және кабельдің электрлік параметрлерін өлшеуге арналған аппаратуралар мен оларды құрылыс процессінде қолдануға дейін тексеруге арналған жабдықтарға қойылатын талаптарды көрсету керек; кабельді салу процессі кезіндегі оның электрлік параметрлеріне бақылау жүргізу керек; күшейтілген учаскілер бойынша кабельдік жолдарының электрлік паспорттарын құру керек; зақымдану орны мен сипаттамасын анықтау керек. Талдау нәтижелері бойынша студент бақылау мен тексеруге қажет болатын кабель параметрлерінің тізімін; өлшеу жабдығының тізімін; өлшеулер мен бақылауларды жүргізуге арналған әдістер мен тәсілдердің тізімін құру керек.