М

4

инистерство сельского хозяйства

и продовольствия Республики Беларусь

Главное управление образования, науки и кадров

Учреждение образования «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия»

Кафедра механизации животноводства и электрификации сельскохозяйственного производства

^{электротехника и}

^{электроника}

^Час

^{конспект лекций}

для студентов специальности

1-74 06 06 Материально-техническое обеспечение АПК

Г орки 2009

Лекция

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И

ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

Общие сведения и классификация приборов

Рекомендуемая литература:

Основная

1. Касаткин А. С. Электротехника: учеб. пособие для студ. неэнерг. спец.вузов/ А. С. Касаткин, М. В. Немцов.-8-е изд., испр.-М.:Академия,2003.-544 с.:ил.;

2. Иванов И. И. Электротехника: учебник для вузов/И.И. Иванов, Г.И. Соловьев, В.С. Равдоник. -Изд. 2-е, перераб. и доп.- СПб.: Лань, 2003.-496 с.:ил.; .- (Учебники для вузов. Специальная литература).

3. Рекус Г.Г. Сборник задач и упражнений по электротехнике и основам электроники:Учеб. Пособие для неэлектротех. Спец. Вузов/Г.Г. Рекус, А.И. Белоусов; Ред. Л.В. Честная,-2-е изд., перераб. –М.:Высш. шк.,2001. –416 с.:ил.

Дополнительная

4. Электротехника (Под ред.В.Г.Герасимова) -М.: Высшая школа, 1985. –480 с.

5. Борисов Ю.М., Липатов Д.Н., Зорин Ю.Н. Электротехника.-М:Энергоатомиздат, 1985. -552 с.

6. Электротехника и основы электроники./ Под ред. О.П.Глудкина и Б.П.Соколова.-М.: Высшая школа.1993. –466 с.

7. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника: Учеб. Для вузов. –М.:Энергоиздат, 1988. –330с.

8. Справочное пособие по электротехнике и основам электроники/Под ред. А.Ц.Нетушила. -М.: Высшая школа,1995. – 428с.

9. Алиев И. И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию: Учеб. пособие для вузов/И. И. Алиев.-4-е изд., доп.- Ростов н/Д: Феникс,2003. – 480 с.:ил.

При эксплуатации электросиловой аппаратуры измеряют ток, напряжение, сопротивление, мощность, частоту и расход электрической энергии. Для этой цели применяют различные электроизмерительные приборы.

Измерение  это определение физической величины опытным путем с помощью измерительных приборов.

В большинстве электроизмерительных приборов имеется подвижная и неподвижная части. Подвижная часть, включающая в себя катушку или стальной якорь, механически объединена со стрелочным указателем и возвратными пружинами из фосфористой бронзы.

Принцип действия измерительных приборов независимо от их назначения сводится к следующему: электрический ток, проходя через прибор, вызывает появление вращающего момента, под воздействием которого преодолевается противодействие спиральных пружин и подвижная часть поворачивается на определенный угол . При этом стрелка, переместившись по шкале, укажет измеряемую величину, тогда прибор отключается, вращающий момент исчезает и подвижная часть вследствие упругости пружин возвращается в исходное положение.

При изменении температуры окружающей среды упругость возвратных пружин меняется, что приводит к некоторому повороту подвижной части. Однако перед началом измерений стрелка прибора должна располагаться против исходного (нулевого) деления шкалы. Такую установку стрелки производят с помощью корректора.

По условиям эксплуатации подвижная система прибора должна быстро успокаиваться, что обеспечивается применением воздушного или магнитного успокоителя. В воздушном успокоителе используется торможение подвижной системы вследствие сжатия или разрежения воздуха в камере успокоителя, а в магнитном  применен принцип магнитного торможения (под действием вихревых токов). Для уменьшения трения и повышения точности ось подвижной системы в некоторых приборах крепят на кернах в подпятниках из камней высокой твердости (рубина, сапфира, агата).

Измерительные приборы различают:

по назначению;

роду измеряемого тока;

принципу действия;

классу точности;

форме корпуса;

положению при измерениях;

характеру применения.

По назначению приборы подразделяются на:

амперметры,

вольтметры,

омметры,

ваттметры,

счетчики,

частотомеры и др.

Измерительные приборы можно применять в цепях переменного или постоянного тока. Однако существуют приборы, предназначенные для включения в цепь и переменного и постоянного токов.

По принципу действия электроизмерительные приборы относят к следующим наиболее распространенным системам:

электромагнитной;

магнитоэлектрической;

электродинамической;

индукционной;

электростатической;

термоэлектрической;

вибрационной.

В связи с тем, что абсолютно точных приборов нет, показания приборов несколько отличаются от действительного значения измеряемой величины. Разность между показанием прибора и действительным значением измеряемой величины называется абсолютной погрешностью.

Так, например, если напряжение источника 100В, а вольтметр со шкалой 150В, включенный в данную цепь, показывает 103В, то абсолютная погрешность A = U_npи6 - U_ист=103-100=3В.

Отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины называется относительной погрешностью прибора:

Если абсолютная погрешность 3В, а измеряемая величина 50В и 100В, то относительная погрешность составит: для первого измерения 3/50100 = 6%; для второго измерения 3/100100 =3%.

Отсюда следует, что относительная погрешность в начале шкалы прибора больше, чем в конце. Это обстоятельство необходимо учитывать при выборе предела измерений в универсальных измерительных приборах (авометрах). Наименьшая погрешность в измерениях будет при использовании последней трети шкалы прибора.

Таким образом, точность стрелочных измерительных приборов (самых распространенных) оценивать по их относительной погрешности неудобно, так как абсолютная погрешность у них примерно одинакова вдоль всей шкалы и, следовательно, с уменьшением измеряемой величины быстро растет относительная погрешность. Для оценки точности стрелочных измерительных приборов служит их приведенная погрешность, равная отношению абсолютной погрешности показания А к значению, соответствующему наибольшему (номинальному) показанию прибора А_Н выраженному в процентах т.е. _пр=А/А_Н100%.

В нашем случае абсолютная погрешность 3В, наибольшее показание прибора 150В и приведенная погрешность _пр=3/150100%=2%.

Приведенная погрешность при нормальных эксплуатационных условиях (температура +20°С, правильная установка, отсутствие внешних магнитных полей и больших ферромагнитных масс) называется основной погрешностью прибора. По степени точности измерительные приборы делятся на 8 классов (ГОСТ 1845—59): 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5 и 4. Цифры указывают основную погрешность в %.

Приборы классов точности считаются:

0,05 и 0,1  контрольными;

0,2 и 0,5  лабораторными;

1; 1,5; и 2,5  техническими;