Classificació d'instruments de mesura elèctrics, símbols d'escala d'instruments

Per tal de controlar el correcte funcionament de les instal·lacions elèctriques, provar-les, determinar els paràmetres dels circuits elèctrics, registrar l'energia elèctrica consumida, etc., es fan diverses mesures elèctriques. En la tecnologia de la comunicació, com en la tecnologia moderna, les mesures elèctriques són essencials. Els aparells amb els quals es mesuren diverses magnituds elèctriques: corrent, tensió, resistència, potència, etc., s'anomenen instruments de mesura elèctrica.

Amperímetre de panell:

Hi ha un gran nombre de comptadors elèctrics diferents. Els següents s'utilitzen amb més freqüència en la producció de mesures elèctriques: amperímetres, voltímetres, galvanòmetres, vatímetres, dispositius de mesura elèctrica, mesuradors de fase, indicadors de fase, sincroscopis, freqüències, ohmímetres, megòhmetres, resistències de terra, mesuradors de capacitat i inductància, oscil·loscopis, ponts de mesura, eines combinades i jocs de mesura.

Oscil·loscopi:

Set de mesura elèctrica K540 (inclou voltímetre, amperímetre i wattòmetre):

Classificació de les eines elèctriques segons el principi de funcionament

Segons el principi de funcionament, els dispositius de mesura elèctrics es divideixen en els següents tipus principals:

1. Dispositius del sistema magnetoelèctric basats en el principi d'interacció de la bobina amb un corrent i un camp magnètic extern creat per un imant permanent.

2. NTamborets per a un sistema electrodinàmic basat en el principi d'interacció electrodinàmica de dues bobines amb corrents, una de les quals és estacionària i l'altra és mòbil.

3. Dispositius del sistema electromagnètic, en què s'utilitza el principi d'interacció del camp magnètic d'una bobina estacionària amb un corrent i una placa de ferro mòbil imantada per aquest camp.

4. Dispositius de termomesura que utilitzen l'efecte tèrmic del corrent elèctric. El cable escalfat pel corrent s'estén, penja cap avall i, com a resultat, la part mòbil del dispositiu es pot girar sota l'acció de la molla, la qual cosa elimina la fluixa resultant del cable.

5. Dispositius del sistema d'inducció, basats en el principi d'interacció d'un camp magnètic giratori amb els corrents induïts per aquest camp en un cilindre metàl·lic mòbil.

6. Dispositius de sistemes electrostàtics basats en el principi d'interacció de plaques metàl·liques mòbils i immòbils carregades amb càrregues elèctriques oposades.

7. Dispositius de sistemes termoelèctrics que són una combinació d'un termoparell amb algun dispositiu sensible com un sistema magnetoelèctric. El corrent mesurat que passa pel termopar contribueix a l'aparició d'un corrent tèrmic que actua sobre el dispositiu magnetoelèctric.

8.Dispositius de sistemes de vibració basats en el principi de ressonància mecànica dels cossos vibrants. A una freqüència de corrent determinada, una de les armadures de l'electroimant vibra amb més intensitat, el període de les oscil·lacions naturals coincideix amb el període d'oscil·lacions imposades.

9. Aparells electrònics de mesura: aparells els circuits de mesura dels quals contenen components electrònics. S'utilitzen per mesurar gairebé totes les magnituds elèctriques, així com les magnituds no elèctriques que s'han convertit en elèctriques.

Segons el tipus de dispositiu de lectura, es distingeixen els dispositius analògics i digitals. En els instruments analògics, el valor mesurat o proporcional afecta directament la posició de la part mòbil on es troba el dispositiu de lectura. En els dispositius digitals, la part mòbil està absent i el valor mesurat o proporcional es converteix en un equivalent numèric registrat amb un indicador digital.

Mesurador d'inducció:

La deflexió de la part mòbil en la majoria dels mecanismes de mesura elèctrica depèn dels valors dels corrents en els seus bobinatges. Però en els casos en què el mecanisme ha de servir per mesurar una magnitud que no és funció directa del corrent (resistència, inductància, capacitat, desfasament, freqüència, etc.), cal que el parell resultant depengui de la magnitud mesurada i independent de la tensió d'alimentació.

Per a aquestes mesures, s'utilitza un mecanisme, la desviació de la part mòbil del qual només està determinada per la relació dels corrents dels seus dos bobinatges i no depèn dels seus valors. Els dispositius construïts segons aquest principi general s'anomenen relacions.És possible construir un mecanisme ratiomètric de qualsevol sistema de mesura elèctric amb una característica característica: l'absència d'un moment de contraposició mecànic creat per la torsió de molles o estries.

Llegenda del voltímetre:

Les figures següents mostren els símbols dels comptadors elèctrics segons el seu principi de funcionament.

Determinació del principi de funcionament del dispositiu

Designacions de tipus actuals

Designacions per a la classe de precisió, la posició del dispositiu, la força d'aïllament, les magnituds que influeixen

Classificació dels aparells elèctrics de mesura segons el tipus de magnitud mesurada

Els comptadors elèctrics també es classifiquen segons la naturalesa de la magnitud que mesuren, ja que els instruments amb el mateix principi de funcionament, però dissenyats per mesurar magnituds diferents, poden diferir molt entre si en la seva construcció, sense oblidar l'escala del dispositiu.

La taula 1 mostra una llista de símbols dels comptadors elèctrics més comuns.

Taula 1. Exemples de designació d'unitats de mesura, els seus múltiples i subconjunts

Nom Designació Nom Designació Kiloampere kA Factor de potència cos φ Ampere A Factor de potència reactiva sin φ Mil·liampere mA Theraohm TΩ Microamperi μA Megaohm MΩ Kilovolt kV Kilohm kΩ Volt V Ohm Ω Milivolt mV Miliòhm mΩ Megawatt MW Microm μFatt MΩ Microamperi Wb Megaohm MΩ MΩ Kilovolt kV Picofarad pF Kilovar kVAR Henry H Var VAR Milhenry mH Megahertz MHz Microhenry µH KHz kHz Escala de temperatura graus Celsius o° C Hertz Hz

Grau d'angle de fase φo

Classificació dels instruments de mesura elèctrics segons el grau de precisió

L'error absolut del dispositiu és la diferència entre la lectura del dispositiu i el valor real del valor mesurat.

Per exemple, l'error absolut de l'amperímetre és

δ = I — aiH,

on δ (llegiu "delta") - error absolut en amperes, Az - lectura del comptador en amperes, Azd - el valor real del corrent mesurat en amperes.

Si I > Azd, l'error absolut del dispositiu és positiu, i si I < I, és negatiu.

Una correcció del dispositiu és un valor que s'ha d'afegir a la lectura del dispositiu per obtenir el valor real del valor mesurat.

Aze = I — δ = I + (-δ)

Per tant, la correcció del dispositiu és el valor de l'error absolut absolut del dispositiu, però oposat a aquest en signe. Per exemple, si l'amperímetre mostra 1 = 5 A i l'error absolut del dispositiu és δ = 0,1 a, aleshores el valor real del valor mesurat és I = 5+ (-0,1) = 4,9 a.

L'error reduït del dispositiu és la relació entre l'error absolut i la desviació més gran possible de l'indicador del dispositiu (lectura nominal del dispositiu).

Per exemple, per a un amperímetre

β = (δ / In) 100% = ((I — INS) / In) 100%

on β — error reduït en percentatge, In és la lectura nominal de l'instrument.

La precisió del dispositiu es caracteritza pel valor del seu error màxim reduït. Segons GOST 8.401-80, els dispositius es divideixen en 9 segons el grau de les seves classes de precisió: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 1,5, 2,5 i 4,0. Per exemple, si aquest dispositiu té una classe de precisió d'1,5, vol dir que el seu error màxim reduït és de l'1,5%.

Els comptadors elèctrics amb classes de precisió 0,02, 0,05, 0,1 i 0,2, com a més precisos, s'utilitzen quan es requereix una precisió de mesura molt alta. Si el dispositiu té un error reduït superior al 4%, es considera fora de classe.

Instrument de mesura de l'angle de fase amb classe de precisió 2.5:

Sensibilitat i constant de l'aparell de mesura

La sensibilitat del dispositiu és la relació entre el moviment angular o lineal del punter del dispositiu per unitat del valor mesurat.Si l'escala del dispositiu és la mateixa, llavors la seva sensibilitat a tota l'escala és la mateixa.

Per exemple, la sensibilitat d'un amperímetre amb la mateixa escala ve determinada per la fórmula

S = Δα / ΔI,

on C - sensibilitat de l'amperímetre en divisions d'amperatge, ΔAz - augment del corrent en amperes o mil·liamperes, Δα - augment del desplaçament angular de l'indicador del dispositiu en graus o mil·límetres.

Si l'escala del dispositiu és desigual, la sensibilitat del dispositiu en diferents àrees de l'escala és diferent, ja que el mateix augment (per exemple, el corrent) correspondrà a diferents passos del desplaçament angular o lineal de l'indicador d'un instrument.

La sensibilitat recíproca de l'instrument s'anomena constant de l'instrument. La constant del dispositiu és, per tant, el cost unitari del dispositiu, o, en altres paraules, el valor pel qual s'ha de multiplicar la lectura de l'escala en divisions per obtenir el valor mesurat.

Per exemple, si la constant del dispositiu és de 10 mA / div (deu mil·liamperes per divisió), aleshores quan el seu punter es desvia de α = 10 divisions, el valor actual mesurat és I = 10 · 10 = 100 mA.

Wattmetre:

Diagrama de connexió del vatímetre i designacions del dispositiu (dispositiu ferrodinàmic per mesurar potència variable i constant amb una posició horitzontal de l'escala, el circuit de mesura està aïllat de la caixa i la tensió provada és de 2 kV, la classe de precisió és 0,5):

Calibració d'instruments de mesura: determinació d'errors o correccions per a un conjunt de valors d'escala d'un instrument comparant diferents combinacions de valors d'escala individuals entre si. La comparació es basa en un dels valors de l'escala.La calibració s'utilitza àmpliament en la pràctica del treball de metrologia de precisió.

La manera més senzilla de calibrar és comparar cada mida amb una mida nominalment igual (raonablement correcta). Aquest concepte no s'ha de confondre (com es fa sovint) amb la graduació (calibració) dels instruments de mesura, que és una operació metrològica mitjançant la qual les divisions d'escala de l'instrument de mesura reben valors expressats en determinades unitats de mesura.

Pèrdua de potència en dispositius

Els aparells de mesura elèctrics consumeixen energia durant el funcionament, que normalment es converteix en energia tèrmica. La pèrdua de potència depèn del mode del circuit, així com del disseny del sistema i del dispositiu.

Si la potència mesurada és relativament petita i, per tant, el corrent o la tensió del circuit és relativament petita, la pèrdua d'energia en els propis dispositius pot afectar significativament el mode del circuit en estudi i les lectures dels dispositius poden tenir un error força gran. Per a mesures precises en circuits on les potències desenvolupades són relativament petites, cal conèixer la intensitat de les pèrdues d'energia en els dispositius.

La taula 2 mostra els valors mitjans de les pèrdues de potència energètica en diferents sistemes de comptadors elèctrics.

Sistema d'instrumentació Voltímetres 100 V, W Amperímetres 5A, W Magnetoelèctric 0,1 — 1,0 0,2 — 0,4 Electromagnètic 2,0 — 5,0 2,0 — 8,0 Inducció 2,0 — 5,0 1,0 — 4,0 Electrodinàmica 3,0 — 6,0 — 0,0 .0 — 6,0 .0 .0 . 3.0