12-12-2014_17-49-14 / Лекция 8

Лекция 8

Приборы и методы измерения электрических величин.

Достоинства электрических измерений

–электрические величины удобно передавать на расстояние, причём передача осуществляется с высокой скоростью;

–электрические величины универсальны в том смысле, что любые другие величины могут быть преобразованы в электрические и наоборот;

–электрические величины легко, точно и быстро преобразуются в цифровой код;

–электрические измерения позволяют достигнуть высокой точности, чувствительности и быстродействия средств измерений.

Измерения электрических величин

Основными электрическими величинами являются напряжение и сила тока. Измерения напряжения и тока характеризуются не только большим диапазоном значений величины (для тока - от 10–16А до сотен килоампер; по напряжению от нановольт до десятков мегавольт), но и широким диапазоном частот: от постоянного тока и инфранизкочастотного переменного тока до сверхвысоких радиочастот

(10ГГц).

Измерения электрических величин

Измерение постоянных напряжения и силы тока заключается в нахождении их значений и полярности. Целью измерений переменных напряжения и силы тока кроме определения их значений может являться определение (нахождение) таких их параметров, как частота, фазовый сдвиг, реактивное сопротивление цепи и т.п.

Методы измерения напряжения (тока)

• Непосредственной оценки. Метод, при котором числовое значение измеряемой величины определяется по отсчётному устройству, отградуированному в единицах этой величины.

• Сравнения, при котором значение измеряемой величины определяется на основе сравнения воздействия измеряемой величины на какую-либо систему с воздействием на эту же систему образцовой меры.

Средства измерения напряжения (тока)

Всоответствии с методами измерительные приборы делятся на приборы непосредственной оценки и приборы сравнения.

Всвою очередь, обе эти группы делятся по системам отсчёта показаний на аналоговые и с

дискретным отсчётом (цифровые).

По способу преобразования электромагнитной энергии

•Электромеханические приборы - для перемещения подвижной части отсчётного устройства используются различные электромагнитные процессы;

•Электротепловые - используют для перемещения подвижной части отсчётного устройства тепловое воздействие электрического тока;

•Электронные с непосредственным преобразованием значения измеряемой величины в дискретный (цифровой) вид;

•Электронно-лучевые - используют подводимую энергию электромагнитного поля для перемещения электронного луча по отсчётному экрану электровакуумной осциллографической трубки. Это перемещение пропорционально значению измеряемой величины.

Аналоговые электромеханические измерительные приборы

Электромеханические измерительные приборы (ЭИП) применяют для измерения силы тока, напряжения, мощности, частоты, фазовых сдвигов, сопротивления и других электрических величин на постоянном и переменном токе преимущественно промышленной частоты 50 Гц. Эти приборы относятся к приборам прямого преобразования.

Аналоговые электромеханические измерительные приборы

Состоят из: электрического преобразователя (измерительной

цепи), электромеханического преобразователя (измерительного механизма) и отсчётного устройства.

Аналоговые электромеханические измерительные приборы

Измерительная цепь прибора обеспечивает преобразование электрической измеряемой величины X в некоторую промежуточную величину Y (ток или напряжение), функционально связанную с измеряемой величиной X. Величина Y непосредственно воздействует на измерительный механизм (ИМ).

Измерительный механизм, являясь основной частью конструкции прибора, преобразует электромагнитную энергию в механическую энергию, необходимую для отклонения подвижной части относительно неподвижной на угол α, т.е. α= f(Y)=F(X).