1 Измерительные приборы

Прибор – общее название широкого класса устройств, предназначенных для измерений, произ­водственного контроля, защиты оборудования, управления машинами и установками, регулирования технологических процессов, вычислений, учета, счета. [6]

Измерительный прибор — это средство измерений, пред­назначенное для выработки сигнала измерительной инфор­мации в форме, доступной для непосредственного восприя­тия наблюдателем. Таким образом, в отличие от измери­тельного преобразователя измерительный прибор всегда имеет устройство, позволяющее человеку воспринимать ин­формацию о числовом значении измеряемой величины, В качестве такого устройства могут использоваться шкала с указателем, цифровое табло, цифропечатающая машин­ка, устройство записи на диаграмме и т. п.[8]

Измерительные приборы позволяют определить температуру, давление, расход жидкостей и га­зов, электрические и многие другие величины, необходимые для оценки состояния вещества или процес­са.

Измерительные приборы классифицируют по целому ряду признаков.

В зависимости от рода измеряемой величины выпускают средства измерения темпера­туры, давле­ния, расхода жидкостей и; газов, электрических величин и других парамет­ров.

Один из классификационных признаков — принцип действия средства измерения, т. е. физиче­ский закон или явление, используемое для получения результата измерения. Этот принцип часто от­ражается в наименовании средства измере­ния, например термометр жидкостной, или манометр пру­жинный, или ваттметр электродинамический.

В зависимости от способа получения числового значения из­меряемой величины выпус­кают аналоговые приборы, в которых отсчет ведется по шкале, и цифровые, снабженные цифровым от­счетным устройством. Кроме того, показания могут быть записаны на диа­грамме (самопишущие приборы) или печататься в процессе измерения в цифровой форме (печатающие приборы).

Имеются и другие классификационные признаки, например габариты приборов, отноше­ние к вибрациям и др.

При изложении вопросов теории измерительных устройств и основ их проектирования, а также при описаниях типовых конст­рукций измеряемые параметры будут называться измеряемыми ве­ли­чинами, а выходные сигналы измерительных устройств — изме­рительными сигналами. В соответст­вии с этим допустима класси­фикация измерительных устройств как по измеряемым- величинам, так и по измерительным сигналам.

Для измери­тельных устройств принята классификация по измеряемым вели­чинам, а для их пре­образователей, формирующих выходной сиг­нал — измерительный сигнал, классификация произво­дится по видам процесса преобразования промежуточных величин в изме­рительный сигнал.

В таблице 1 приведены наиболее распространенные измеряе­мые величины и соответствующие им измерительные сигналы.

Таблица 1 – Основные измеряемые величины и измерительные сигналы

Число типов этих сигналов ограничено. В целях унификации вво­дятся также определенные ограничения и на характеристики изме­рительных сигналов, например, по амплитуде. Все это способствует уменьшению числа применяемых в регуляторах и системах упра­вления типов управляющих устройств, обеспечивая необходимую взаимозаменяемость. По своей структурной схеме все измеритель­ные устройства, независимо от физической природы измеряемой величины, можно разделить на простые и сложные. К первым от­носятся все измерительные устройства, состоящие из одного пер­вичного преобразователя. Ко вторым следует отнести измерительные устройства, в состав которых входит несколько преобразова­телей, иногда совершенно различных. В простых измерительных устройствах один и тот же преобразователь служит как для вос­приятия изменений измеряемой величины, так и для формирования измерительного сигнала. В сложных измерительных устройствах функции различных преобразователей разграничены. Как правило, один из них используется в качестве чувствительного элемента, обеспечивая тем самым восприятие измеряемой величины. Ряд других служит, в зависимости от полной функции преобразования, как для осуществления промежуточных преобразований, так и для формирования измерительного сигнала. Применяются также и комплексные измерительные устройства, состоящие из ряда раз­личных измерительных устройств, объединяемых в единый комплекс. Комплексные измерительные устройства реализуют обычно ме­тоды косвенных измерений и используются при регулировании и управлении сложными объектами. В таких измерительных устройствах измерительный сигнал формируется на базе измерений не­скольких величин, каждая из которых, рассматриваемая отдельно, не содержит необходимой для осуществления регулирования или управления информации.

Все измерительные приборы могут быть разделены на аналоговые и цифровые. В аналоговом измерительном при­боре показания являются непрерывной функцией изменений измеряемой вели­чины. Цифровой измерительный прибор автоматически вырабатывает дискретные сигналы измери­тельной информации, а его показания представлены в цифровой форме.

В зависимости от выполняемых функций различают: по­казывающие измерительные приборы, допускающие только отсчитывание показаний; регистрирующие измерительные приборы, в которых предусмотрена регистрация показаний; самопишущие измерительные приборы, в которых регистра­ция показаний осуществляется путем записи в форме ди­аграмм. Измерительный прибор может со­держать узлы или элементы для выполнения регулирования, сигнализации и т. п. В этом случае его называют регулирующим измерительным прибором, сигнализирующим измерительным при­бором.

Аналоговые измерительные приборы

К этой группе относят приборы, показания которых яв­ляются непрерывными функциями изме­нений измеряемых величин.

По способу представления показаний различают

- показывающие АИП, позволяющие только отсчитывать показания;

- регистрирующие АИП, дающие возможность фиксировать значение измеряемого параметра. Регист­рирующий АИП, в котором предусмотрена запись показаний в форме диаграммы, называется са­мопишущим измерительным прибором.

По назначению АИП делятся на приборы для измере­ния тока, напряжения, мощности, парамет­ров электричес­ких цепей, частоты электрического тока, сдвига фаз, на­пряженности поля, зарядов и т. д.

По принципу действия их подразделяют на электроме­ханические (электромагнитные, электро­динамические, ферродинамические, индукционные, электростатические, выпря­мительные, термо­электрические) и электронные (осцилло­графы, электронные вольтметры). В аналоговых электро­ме­ханических измерительных приборах электрическая энергия, подведенная к прибору непосредст­венно из изме­ряемой цепи, преобразуется в механическую энергию углового перемещения подвиж­ной части относительно не­подвижной. Угол поворота подвижной части связан с из­меряемой величи­ной уравнением шкалы прибора.

Электронные приборы представляют собой многоэле­ментные электронные устройства. К ним относятся осцил­лографы, электронные вольтметры.

По роду тока различают АИП постоянного тока, пере­менного тока и универсальные.

Кроме перечисленных, в качестве классификационных признаков АИП могут выступать такие харак­теристики, как условия эксплуатации, устойчивость к механическим воздействиям, габаритные раз­меры, форма корпуса, способ установки и т. л.

Цифровые измерительные приборы

Цифровым измерительным прибором(ЦИП) называется средство измерения, «автоматически вырабатывающее дис­кретные сигналы измерительной информации, показания ко­торого представ­лены в цифровой форме» (ГОСТ 16263—70).

В отличие от аналоговых приборов в ЦИП обязательно автоматически выполняются следующие опе­рации: кванто­вание измеряемой величины по уровню; дискретизация ее по времени; кодирование информации.

Отечественная и зарубежная промышленность выпускает большое количество цифровых изме­рительных приборов, отличающихся видом измеряемой физической величины, точностью, быстро­действием, формой представления выходной информации и т. д. В связи с этим целесообразно клас­сифицировать ЦИП по наиболее существенным признакам, что, с одной стороны, облегчит изучение схем приборов, а с другой — позволит обоснованно выбрать тип прибора для измерения необходи­мой физической величины в каждом конкретном случае.

В качестве классификационных признаков примем вид измеряемой величины и способ преоб­разования, определяющие такие важные характе­ристики, как точность и быстродействие.

По виду входных физических величин объединим ЦИП в следующие основные группы прибо­ров для измерения:

временных параметров (частоты, периода, временного интервала, фазы);

постоянного напряжения (тока);

переменного напряжения;

параметров R, L, С электрических цепей;

пространственных параметров (перемещения и углам поворота).

Разновидностью ЦИП, входящих в названные группы, являются ЦИП с микропроцессорами и цифровые осциллографы.

В зависимости от способа преобразования ЦИП делятся на приборы прямого и уравновеши­вающего преобразования.

Рисунок 2 – Временная диаграмма раз- Рисунок 3 – Временная диа

вертывающего уравновешивания грамма следящего уравновешивания

В ЦИП прямого преобразования отсутствует общая об­ратная связь. Они имеют высокое быст­родействие, но обес­печивают высокую точность измерений только при высокой точности всех изме­рительных преобразователей.

Цифровой измерительный прибор уравновешивающего преобразования охвачен общей обратной связью. Преобра­зователь обратной связи представляет собой цифро-ана­логовый преобразователь (ЦАП) выходного дискретного сигнала в компенсирующую величину х_к одной физической природы с измеряемой величинойx(t).

Погрешность ЦИП уравновешивающего преобразова­ния, так же как и аналоговых измеритель­ных приборов, охваченных отрицательной обратной связью, мало зависит от погрешностей преобра­зователей цепи прямого преобразо­вания, а определяется в основном параметрами ЦАП. По­этому в ЦАП используются элементы достаточно высокой точности и стабильности.

В зависимости от характера изменения во времени ком­пенсирующей величины х_к ЦИП делятся на приборы раз­вертывающего и следящего уравновешивания. Примером ЦИП первого типа явля­ются приборы, в которых значение компенсирующей величиных_к в каждом цикле измерения возрас­тает от нуля ступенями, равными шагу квантования (рисунок 2). При достижении равенствах_к=х процесс урав­новешивания прекращается и фиксируется результат изме­рения, равный числу ступеней квантования компенсирую­щей величины. Отсчет показаний обычно производится в конце цикла из­менения величиных_к.

В этом случае возникает динамическая погрешность.

∆д, обусловленная изменением измеряемой величины x'(t) за интервал времени между моментами уравновешивания и отсчета. В приборах следящего уравновешивания (рисунок 3) уровень компенси­рующей величины не возвращается к нулю после достижения равенства с измеряемой величи­ной, а остается постоянным. При изменениих величинах_к соответственно отрабатывает (отслеживает) это изменение так, чтобы разностьх —х_к не превышала значения шага квантования. Отсчет произво­дится или в момент уравнове­шивания, или по внешним командам.

Следящее уравновешивание сложнее в технической ре­ализации, но при прочих равных усло­виях обеспечивает меньшую динамическую погрешность, которая не превыша­ет шага квантования.

По виду выходного дискретного сигнала ЦИП и АЦП де­лятся на приборы с двоичной, десятич­ной и двоично-деся­тичной формами представления информации. Двоичная форма является самой экономичной и используется в основ­ном для представления информации в системных АЦП. В ЦИП применяется двоично-десятичная форма, которая легко преобразуется в десятичный цифровой от­счет.

Цифровые вольтметры

Существует несколько классификаций:

1. По типу измеряемого значения напряжения

   1. Вольтметры мгновенного значения

   2. Вольтметры среднего значения за интервал времени (интегрирующие)

2. По виду измеряемой величины

   1. Вольтметры постоянного тока

   2. Вольтметры переменного тока и его параметров

   3. Универсальные вольтметры (мультимеры)

3. По способу осуществления процесса преобразования непрерывной величины в цифровой эквива­лент

   1. Циклического типа – преобразования ведутся непрерывно цикл за циклом

   2. Следящие. Преобразования выполняются только в том случае, если непрерывная величина меня­ется

4. По типу используемых элементов

   1. Электронные

   2. Электромеханические

   3. Комбинированные

5. По методу преобразования непрерывной величины в цифровой эквивалент

   1. С пространственным кодированием

   2. С промежуточным преобразованием напряжения

   3. С преобразованием во временной интервал

   4. С преобразованием в частоту

   5. С преобразованием в фазу

   6. Кодово-импульсное преобразование

   7. Комбинированное преобразование

Приборы для измерения и контроля теплоэнергетических величин

Приборы для измерения и контроля температуры

В автоматических системах измерение и контроль тем­пературы осуществляют на основе изме­рения физических свойств тел, функционально связанных с температурой последних. При­боры для измерения и контроля температуры по принципу дей­ствия могут быть разделены на следующие группы:

А. Термометры для измерения температуры контактным ме­тодом.

1. Термометры расширения, измеряющие температуру по те­пловому расширению жидкости (жидкост­ные) или твердых тел (дилатометрические, биметаллические).

2. Манометрические термометры и преобразователи, исполь­зующие зависимость между температу­рой и давлением газа (газо­вые) или насыщенных паров жидкости (конденсацион­ные).

3. Термоэлектрические преобразователи (ТП), работающие в комплекте со вторичными приборами или измерительными преобразователями; принцип действия основан на измерении термо­электродвижущей силы (термо­ЭДС), развиваемой термопарой (спаем) из двух различных проводников (термоЭДС зависит от разности температур спая и свободных концов ТП, присоединяе­мых к измерительной схеме).

4. Термопреобразователи сопротивления (ТС), работающие в комплекте со вторичными приборами или измерительными преобразователями различного типа; используют изменение электри­ческого сопротивления материалов (металлов, полупроводников) в зависимости от изменения температуры.

Б. Пирометры для измерения температуры бесконтактным методом.

1. Яркостные пирометры, измеряющие температуру по яркости нагретого тела на данной длине волны.

2. Радиационные пирометры для измерения температуры по тепловому действию лучеиспускания накаленного тела во всем спектре длин волн.

Приборы для измерения и контроля давления и разности давлений

Приборы для измерения давления и разности давлений называются манометрами. В зависимости от вида и значе­ния изме­ряемого дав­ления, онипод­разделяются на барометры, манометры избыточного давления, вакуумметры и манометры аб­солют­ного давления. Манометры, предназначенные для измерения давления или разрежения в диапазоне до 40 кПа, называются напоромерами и тягомерами. Тягонапоромеры имеют двусторон­нюю шкалу с пределами измерения до ±20 кПа. Дифференциаль­ные манометры применяют для измерения разно­сти давлений. В зависимости от принципа, используемого для преобразования силового воздействия давления на чувствительный элемент в по­казания или пропорциональные изменения другой физиче­ской величины, наиболее часто применяемые средства измерения давле­ния подразделяются на жид­костные, деформационные, электри­ческие, ионизационные и грузопоршневые.

Приборы для измерения и контроля расхода и количества вещества

Из всех измерительных приборов расходомеры отличаются наи­большим разно­образием. Общим для расходомеров является нали­чие преобразователей — устройств, не­посредственно вос­принимаю­щих измеряемый расход. Преобразователь работает совме­стно с прибором, который вы­дает показания. Наименование расходомера

чаще всего отражает либо принцип его действия (электромагнитный расходомер), либо вид пре­образователя расхода (поршневой рас­ходомер). Кроме того, в название входит и род измеряе­мого веще­ства, например: расходомер воды, расходомер нефти, счетчик газа и т. д.

В зависимости от принципа действия наиболее часто применяемые в народном хозяйстве расходомеры и счетчики жид­кости, газа и пара могут быть классифицированы следующим образом.

1. Расходомеры переменного перепада давления. Принцип действия этой группы расходомеров основан на зависимости перепада давления, создаваемого неподвижным устройством, уста­навливаемым в трубопроводе, или элементом трубопровода, от расхода вещества.

К расходомерам переменного перепада давления относятся расходомеры:

- с сужающим устройством (принцип действия основан на за­висимости перепада давления, образующегося в сужающем уст­ройстве в результате частичного перехода потенциальной энергии потока в кинетическую, от расхода);

- с гидравлическим сопротивлением (принцип действия основан на зависимости перепада давления, образующегося на гидравли­ческом сопротивлении, от расхода);

- с напорным устройством (принцип действия основан на зави­симости перепада давления, создаваемого напорным устройст­вом в результате перехода кинетической энергии струи в потен­ци­альную, от расхода);

- центробежные (принцип действия основан на зависимости давления, образующегося на за­круглении трубопровода в резуль­тате действия центробежных сил в потоке, от расхода);

- струйные (принцип действия основан на зависимости пере­пада давления, образующегося при ударе струи, от расхода) и др.

2. Расходомеры переменного уровня. У этих приборов уро­вень жидкости в сосуде при свободном истечении ее через отвер­стие в дне или боковой стенке сосуда зависит от расхода.

3. Расходомеры обтекания. У этих приборов перемещение тела, воспринимающего динамическое давление обтекающего его по­тока, зависит от расхода вещества. К расходомерам обтекания относятся расходомеры постоянного перепада давления (ротаметры, поплавковые, пружинные), поплавковопружинные, с поворотной лопастью.

4. Тахометрические расходомеры (принцип действия основан на зависимости скорости движения тела, установленного в трубо­проводе, от расхода вещества). В эту группу входят: 1) камерные расходомеры с одним или несколькими подвижными элементами, отмеривающими при своем движении определенные объемы жид­кости или газа; к камерным расходомерам относятся шестерен­ чатые (с вращающимися шестернями), лопастные (с лопастями, совершающими сложное вращательно-поступательное движение), поршневые, роторные (с вращающимися роторами), винтовые (с роторами винтовой формы), кольцевые (с кольцевым порш­нем, катящимся внутри цилиндрической камеры и одновременно дви­жущимся вдоль перегородки) и др.; 2) турбинные с вращающейся крыльчаткой; 3) шариковые с движущимся шариком.

5. Электромагнитные расходомеры (принцип действия основан на зависимости результата взаимодействия движущейся жид­кости с магнитным полем от расхода).

6. Акустические расходомеры, создающие зависимый от расхода акустический эффект в потоке; к этой группе приборов относятся ультразвуковые расходомеры, использующие звуковые колебания частотой свыше 2 х 10⁴Гц.

7. Вихревые расходомеры (принцип действия основан на за­висимости частоты колебаний, возникающих в потоке в процессе вихреобразования, от расхода).

Кроме перечисленных, существует большое число расходомеров и счетчиков жидкости, газа и пара, принципы действия которых основаны на других зависимостях (например, тепловые, оптиче­ские, ионизационные, меточные, парциальные и др.).

Термины и определения основных понятий, применяемых в об­ласти приборов для измере­ния расхода и количества жидких и газообразных сред, установлены ГОСТ 15528—70

Приборы для измерения и контроля уровня

Приборы для измерения уровня имеют разные принципы действия, конструктивное исполне­ние и условия эксплуатации, что необходимо учитывать при их выборе для автоматизации конкретного технологического про­цесса.

1. Уровнемеры поплавковые

Уровнемеры поплавковые с пружинным уравновешиванием УДУ-10 предназначены для ме­стного и дистанционного контроля уровня нефти и нефтепродуктов в различных резервуарах, ем­ко­стях и технологических аппаратах.

Уровнемеры классифицируются в зависимости от типа резер­вуара, диапазона измерения и числа оборотов выходного вала на 1 м уровня

2. Уровнемеры дифманометрические

Для измерения уровня жидкостей, находящихся под атмосфер­ным, избыточным или ваку­умметрическим давлением, используют манометры дифференциальные; сильфонные ДСП и ДСС, мембран­ные электрические ДМЭУ-МИ, преобразователи измерительные разности давления пневма­тические 13ДД11, преобразователи ги­дростатического давления «Сапфир-22ДГ» и разности давле­ний «Сапфир-22ДД», «Сапфир-22ДД-Ех».

Приборы для измерения и контроля физических свойств и химического состава веществ

- приборы для измерения и контроля химического состава и физических свойств газов

- приборы для измерения и контроля химического состава и физических свойств жидкостей

Например. электрохимические потенциометрические приборы предназ­начены для измерения активно­сти ионов в растворах электроли­тов и окислительно-восстановительных потенциалов (Eh) различ­ных сред.

Хроматографы и масс-спектрометры

Хроматографы и масс-спектрометры являются наиболее со­вершенными средствами для анализа веществ. Хроматографы предназначены для качественного анализа газовых и жидких сме­сей и позволяют вести технологический процесс по качественным показателям, масс-спектрометры — для определения изотопного и молекулярного состава веществ независимо от их химических и физи­ческих свойств.

Весовые устройства и дозаторы

- весы — прибор для измерения массы путем использовании эффекта гравитационных сил. По принципу действия весы подразделяют на рычажные, пружинные, гидравлические, гидростатические и электротензометрические. По степени автоматизации весы по разделяют на следующие типы: весы с автоматическим уравновешиванием; весы с дистанционной передачей и регистрацией показании автоматические порционные весы; автоматические порционные дозаторы; автоматические весы непрерывного действия; автоматические сортировочные весы.

Ряд весов представляет собой сложные механизмы, которые служат для подачи и взвешивания грузов, регистрации результат сигнализации отклонения от заданных технологических норм.

В связи с большим разнообразием технологических процессе используют различные типы весоизмерительных приборов. Широкое распространение получили новые методы взвешивания и новь типы приборов, например весы с циферблатным указателем. И применение в несколько раз ускоряет процесс взвешивания, та как отпадает необходимость использования гирь и подсчетов результатов взвешивания. Груз на таких весах уравновешиваете автоматически, результат взвешивания определяется по шкал Кроме того, циферблатные весы при встраивании их в технологические линии позволяют использовать циферблатный указатель качестве датчика при автоматизации процесса, допускают присоединение различных печатающих и счетных аппаратов для регистрации показаний весов.

По назначению весоизмерительные приборы разделяют на сле­дующие пять основных групп:

1) общего назначения, широко применяется во всех отраслях промышленности, транспорте: настольные весы с пределом взве­шивания 50 кг, платформенные передвижные — от 50 кг до 6 т, стационарные платформенные (автомобильные, вагонные) - от 5 до 200 т. Весы этой группы имеют коромысловый указательный прибор с применением гирь, с коромыслами шкального типа и с циферблатными указательными приборами. Для автоматизации про­цессов взвешивания применяют печатающие регистрирующие устройства, обеспечивающие дистанционную передачу показаний весов. Некоторые типы весов выпускают со счетно-решающим устройством.

2) техноло­гические, объединяют технологические весы для различных отраслей промышленности в однотипных технологических процес­сах (например, автоматические весы для взвешивания сыпучих ма­териалов), специальные весы для определенных грузов, промыш­ленные дозирующие устройства периодического и непрерывного действия, дозаторы для развески и упаковки материалов.

3) лабораторные, к ним относятся лабораторные весы различных типов. Выделение их в отдельную группу объясняется особыми условиями и методами взвешивания, а кроме того, требуемой высокой точно­стью.

4) специальных измерений, приборы, служащие не для определе­ния массы, а измерения других параметров, например подсчета де­талей или изделий и т. п.

5) метро­логические, это – метрологические весы для проведения поверочных работ. К конструкции этих весов предъявляются вы­сокие требования, присущие поверочным приборам.

Оптико-механические приборы

Основными элементами оптико-механических приборов явля­ются оптические линзы и системы линз, которые образуют оптичес­кую систему.

Оптические приборы подразделяют на определенные группы: телескопические приборы (бинокли, зрительные трубы, дальноме­ры); микроскопы; проекционные приборы; кино- и фотоаппараты; специальные приборы; оптико-электронные приборы.

Широкое применение получили приборы смешанного типа, использующие принципы действия разных групп оптических при­боров, например, стереопроекторы, спектрофотографы, микропро­екторы и т. д.

Электроизмерительные приборы

Электрические измерения занимают особое место в измеритель­ной технике. Во-первых, они показы­вают значения не только элект­рических и магнитных величин, но и неэлектрических после пре­обра­зования их в электрические, например температуры, дав­ления, расхода жидкостей и газов. Во-вто­рых, они позволяют автоматизи­ровать, контро­лировать и регулировать различные процессы прак­тически независимо от расстояния.

Наиболее употребительные электрические величины и их еди­ницы: сила элек­трического тока — ампер (А); напряжение — вольт (В); сопротивление — ом (Ом); мощ­ность — ватт (Вт); час­тота — герц (Гц); количество электричества — кулон (Кл); емкость — фара­да (Ф).

Электроизмерительные приборы служат для получения значения измеряемой ве­личины, ко­торое непосредственно воспринимается наблюдателем. В настоящее время из­меряют более 50 элек­трических величин, для чего используют приборы, отличающиеся конструкци­ей, классами точности и другими признаками, по которым их можно класси­фицировать на определенные группы.

По роду измеряемой величины приборы делят на амперметры, вольтметры, ом­метры, ваттметры и др. Однако следует учесть, что это деление условно, так как неко­торые электрические вели­чины могут определяться косвенно, например электросопротив­ле­ние из данных амперметра и вольтметра. Кроме того, имеются приборы, которыми можно определить несколько электрических величин. Наиболее массовые из всех элек­троизмерительных при­боров — амперметры и вольтметры. Амперметрами измеряют силу электрического тока, вольтметрами — напряжение. Их конструктив­ные схемы отлича­ются лишь внутренним сопротивлением, которое у амперметров должно быть воз­можно более низким, а у вольтметров, наоборот, высоким, чтобы не вносить изменения в режим ра­боты цепи.

Для измерения малых токов, напряжений и их соотношений, а также для точного установ­ления отсутствия тока в цепи исполь­зуют гальванометры, отличающиеся высокой чувствительно­стью. Их часто применяют также в качестве так называемых нуль-инди­ка­торов. В тех случаях, когда необходимо устранить влияние колебаний напряжения источ­ника тока на показания прибора (на­пример, при электрических измерениях неэлектриче­ских вели­чин), применяютлогометры, показа­ния которых пропорциональны отношению электрических величин.

По способу представления измеряемого значения электроизме­рительные при­боры делят на аналоговые и цифровые. Аналоговые приборы имеют шкалу и указатель (стрелку или световое пятно) значения измеряемой величины, цифровые выдают значения этой величины в цифровой форме. Приборы, фиксирующие изменение электрической ве­личины во времени, называютрегист­рирующими. По способу записи этой величины их делят насамопишущие (запись чернилами, пастой, карандашом и другими средствами, образую­щими видимую диаграмму),осциллографы (запись све­товым лучом на светочув­ствительном материале),магнитографы (запись электро­магнитным полем на магнитной ленте).

По устойчивости к внешним воздействиям все средства изме­рений электрических величин делятся на семь групп. Чем выше номер группы, тем при более жестких условиях может работать прибор. Например, приборы группы 1 могут эксплуатироваться, хра­ниться и транспортироваться при температуре Ю...25°С, а группы 7- —30.. .70 °С.

В зависимости от метода измерения различают приборы непос­редственной оценки и приборы сравнения. В технике чаще при­меняют приборы непосредственной оценки. Они проще, дешевле, тре­буют меньше времени для получения результата измерения, однако менее точные, чем приборы сравнения.

В приборах непосредственной оценки измеряемая величина определяется непосред­ственно по отсчетному устройству в результате действия измерительного механизма прибора. В настоящее время наиболее широко используют приборы с магнитоэлектрическим, ферро­динамическим, электродинами­ческим, электростатическим и индукционным измеритель­ными механизмами. Все они являются

электромеханическими, так как основаны на преобра­зовании измеряемой элек­трической ве­личины во вращающий момент, дей­ствующий на подвижную деталь прибора (рамку-ка­тушку, сердечник, диск или др.), связанную с указа­телем этой величины.

Наиболее распростране­ны приборы с магнито­электрическим механизмом (рис. 4), основанным на взаимодействии поля постоянного магнита 1 с измеряемым током, протекаю­щим по проводнику. Чтобы увеличить силу этого взаимодействия, которая повышается с увеличением длины провод­ника, последний выполняют в виде рамки или катушки с не­сколькими витками. При прохождении тока подвижная рамка 2 поворачивается в маг­нитном поле, причем угол ее поворота прямо пропор­ционален силе тока. Магнитоэлектри­ческие механизмы отличаются высокой чувствительностью, малым собственным потребле­нием мощности, высокой точностью, малой восприимчивостью к воздействию внешних маг­нитных полей бла­годаря собственному сильному магнитному полю, равномерной шка­лой. Такие механизмы наиболее выгодно использовать для изме­рения малых токов и напряжений в мик­роамперметрах, гальвано­метрах, милливольтметрах, логометрах. Для измерения больших токов в измерительную цепь последовательно подключают шунт -добавочный проводник, имеющий неболь­шое сопротивление. При этом большая часть измеряемого тока проходит через шунт, а мень­шая через амперметр, который подключается параллельно шунту. Шунты могут находиться как внутри при­бора, так и вне его.