Вивчення способів вимірювання електричних величин та електровимірювальних приладів

1 Мета роботи

1.1. Вивчити методи вимірювання електричних величин (прямих і непрямих), що характеризують роботу струмоприймачів.

1.2. З'ясувати поняття точноcтi вимiрiв, похибок при вимiрювaннi i класу точності електровимiрювальних прилaдiв.

1.3. З’ясувати класифікацію електровимірювальних приладів.

1.4. Вивчити будову і принцип дії найбільш поширених електровимірю-вальних приладів.

1.5. З’ясувати правила увімкнення амперметра, вольтметра, ватметра, частотоміра, лічильника електричної енергії і навчитись вимірювати струм, напругу, потужність, частоту та кількість спожитої електроенергії.

1.6. Досконало вивчити прилади, які представлені викладачами на робочому місці.

2 Загальні теоретичні відомості

Різноманітні струмоприймачі перетворюють підведену до них електричну енергію в інші види енергії – механічну, теплову, променисту, хімічну. Ефективність роботи струмоприймачів залежить від показників якості споживаної електричної енергії, інтенсивності її перетворення, тривалості роботи та ряду інших факторів. Для кiлькiсної оцiнки роботи електричних станцій і забезпечення одночасної роботи великої кiлькості струмоприймачів необхiдно знати кiлькiсть виробленої i спожитої електроенергії. Нормальна робота струмоприймачів може бути охарактеризована величиною напрyrи живлення, силою струму живлення тощо.

Отже, в електроустановках необxiдно проводити оперaцiї вимiрювання електpичних величин, що характеризують, з одного боку, кількiсть електроенергії, спожитої струмоприймачами, а з іншого - кiлькiсну сторону процесу перeтворення електричної енергії в iншi види.

Правові основи забезпечення єдності вимірювань в Україні визначає Закон України “Про метрологію та метрологічну діяльність”¹, що встановлює основні терміни та їх визначення, окремі з яких наведені нижче.

Метрологія - наука про вимірювання, яка включає як теоретичні, так і практичні аспекти вимірювань у всіх галузях науки і техніки.

Вимірювання - відображення фізичних величин їхніми значеннями за допомогою експерименту та обчислень із застосуванням спеціальних технічних засобів.

Одиниця вимірювань - фізична величина певного розміру, прийнята для кількісного відображення однорідних з нею величин.

Засіб вимірювальної техніки - технічний засіб, який застосовується під час вимірювань і має нормовані метрологічні характеристики.

Еталон - засіб вимірювальної техніки, що забезпечує відтворення і (чи) зберігання одиниці вимірювань одного чи декількох значень, а також передачу розміру цієї одиниці іншим засобам вимірювальної техніки. Існують державні, робочі та вихідні еталони.

Повірка засобів вимірювальної техніки - встановлення придатності засобів вимірювальної техніки, на які поширюється державний метрологічний нагляд, до застосування на підставі результатів контролю їхніх метрологічних характеристик.

За призначенням технічні засоби вимірювань поділяються на міри, вимірювальні перетворювачі, вимірювальні прилади, установки та системи.

Міра - засіб вимірювань, матеріальний зразок одиниці фізичної величини, що виготовлений з заданою точністю. Розрізняють міри зразкові та робочі. Існують однозначні та багатозначні (змінного значення) міри, а також набори та магазини мір.

Вимірювальні перетворювачі - засоби вимірювань, що призначені для вироблення сигналів вимірюваної інформації. Їх дія заснована на різноманітних фізичних явищах і здійснюють вони перетворення будь-яких фізичних величин в електричні сигнали та є основою вимірювання неелектричних величин електричними методами. Для безпосередніх вимірювань слугують різноманітні електровимірювальні прилади прямого відліку або спеціальна апаратура. Електровимірювальні прилади призначені для вимірювання електричних величин.

Зразкові міри та вимірювані прилади високих класів точності використовуються для повірки робочих приладів.

Методи вимірювань залежно від способу одержання результату розподіляться на прямі, непрямі та порівняльні. Прямим називається такий метод вимірювань, при якому за допомогою вимірювального приладу одержують числове значення вимірюваної величини, наприклад, числове значення частоти струму, напруги, активної потужноcтi, кiлькоcті спожитої за певний промiжок часу електроенергії тощо. Непрямим називають метод вимірювання, при якому вимірювану величину обраховують на основі виміру інших величин, що пов’язані з нею відомою залежністю (наприклад, на основі формули, номограми тощо). При порівняльному методі вимірювана величина порівнюється з величиною того ж роду, що прийнята за одиницю - мірою.

В Україні прийнята міжнародна система одиниць, яка позначається SI, на українській мові СІ (система інтернаціональна). Основні, додаткові та похідні одиниці цієї системи одиниць наведені в додатку Д.1.

Утворення десятинних кратних та частинних одиниць міжнародної системи відбувається в результаті множення одиниць СІ на 10 у відповідній степені, до речі, до найменувань одиниць добавляють відповідні приставки. Ці множники та приставки наведені в додатку Д.2.