Klassificering av elektriska mätinstrument, instrumentvågsymboler

För att kontrollera den korrekta driften av elektriska installationer, testa dem, bestämma parametrarna för elektriska kretsar, registrera den förbrukade elektriska energin, etc., görs olika elektriska mätningar. Inom kommunikationsteknik, liksom i modern teknik, är elektriska mätningar väsentliga. De enheter med vilka olika elektriska storheter mäts: ström, spänning, resistans, effekt, etc., kallas elektriska mätinstrument.

Panel amperemeter:

Det finns ett stort antal olika elmätare. Följande används oftast vid tillverkning av elektriska mätningar: amperetrar, voltmetrar, galvanometrar, wattmätare, elektriska mätanordningar, fasmätare, fasindikatorer, synkronskop, frekvensmätare, ohmmetrar, megohmmetrar, jordresistanser, kapacitans- och induktansmätare, oscilloskop, mätbryggor, kombinationsverktyg och mätset.

Oscilloskop:

Elektriskt mätset K540 (inkluderar voltmeter, amperemeter och wattmeter):

Klassificering av elektriska verktyg enligt funktionsprincipen

Enligt funktionsprincipen är elektriska mätanordningar indelade i följande huvudtyper:

1. Enheter i det magnetoelektriska systemet baserade på principen om spolens interaktion med en ström och ett externt magnetfält som skapas av en permanentmagnet.

2. NStools för ett elektrodynamiskt system baserat på principen om elektrodynamisk interaktion mellan två spolar med strömmar, varav den ena är stationär och den andra är rörlig.

3. Apparater i det elektromagnetiska systemet, i vilka principen för interaktion av magnetfältet hos en stationär spole med en ström och en rörlig järnplatta magnetiserad av detta fält används.

4. Värmemätanordningar som använder den termiska effekten av elektrisk ström. Tråden som värms upp av strömmen sträcker sig, hänger ner, och som ett resultat kan den rörliga delen av enheten roteras under inverkan av fjädern, vilket tar bort det resulterande slacket i tråden.

5. Induktionssystemets anordningar, baserade på principen om interaktion av ett roterande magnetfält med strömmar inducerade av detta fält i en rörlig metallcylinder.

6. Elektrostatiska systemanordningar baserade på principen om samverkan mellan rörliga och orörliga metallplattor laddade med motsatta elektriska laddningar.

7. Termoelektriska systemenheter som är en kombination av ett termoelement med någon känslig enhet såsom ett magnetoelektriskt system. Den uppmätta strömmen som passerar genom termoelementet bidrar till uppkomsten av en termisk ström som verkar på den magnetoelektriska anordningen.

8.Vibrationssystemenheter baserade på principen om mekanisk resonans hos vibrerande kroppar. Vid en given strömfrekvens vibrerar en av elektromagnetens armaturer mest intensivt, vars period av naturliga svängningar sammanfaller med perioden med pålagda svängningar.

9. Elektroniska mätanordningar - anordningar vars mätkretsar innehåller elektroniska komponenter. De används för att mäta nästan alla elektriska storheter, såväl som icke-elektriska storheter som har omvandlats till elektriska.

Beroende på typen av läsenhet särskiljs analoga och digitala enheter. I analoga instrument påverkar det uppmätta eller proportionella värdet direkt läget för den rörliga delen på vilken avläsningsanordningen är placerad. I digitala enheter saknas den rörliga delen och det uppmätta eller proportionella värdet omvandlas till en numerisk motsvarighet registrerad med en digital indikator.

Induktionsmätare:

Avböjningen av den rörliga delen i de flesta elektriska mätmekanismer beror på värdena på strömmarna i deras lindningar. Men i de fall där mekanismen måste tjäna till att mäta en kvantitet som inte är en direkt funktion av strömmen (motstånd, induktans, kapacitans, fasförskjutning, frekvens, etc.), är det nödvändigt att det resulterande vridmomentet beror på den uppmätta kvantiteten och oberoende av matningsspänning.

För sådana mätningar används en mekanism, vars avvikelse för den rörliga delen bestäms endast av förhållandet mellan strömmarna i dess två lindningar och inte beror på deras värden. Enheter byggda enligt denna allmänna princip kallas förhållanden.Det är möjligt att konstruera en ratiometrisk mekanism för vilket elektriskt mätsystem som helst med en karakteristisk egenskap - frånvaron av ett mekaniskt motverkande moment skapat av vridning av fjädrar eller striae.

Voltmeter legend:

Figurerna nedan visar symbolerna för elektriska mätare enligt deras funktionsprincip.

Bestämning av enhetens funktionsprincip

Aktuella typbeteckningar

Beteckningar för noggrannhetsklass, enhetsposition, isoleringsstyrka, påverkande storheter

Klassificering av elektriska mätanordningar efter typ av uppmätt storhet

Elektriska mätare klassificeras också efter arten av den kvantitet de mäter, eftersom instrument med samma funktionsprincip, men utformade för att mäta olika kvantiteter, kan skilja sig mycket från varandra i sin konstruktion, för att inte tala om skalan på enheten.

Tabell 1 visar en lista med symboler för de vanligaste elmätarna.

Tabell 1. Exempel på beteckning av måttenheter, deras multipler och delmängder

Namn Beteckning Namn Benämning Kiloampere kA Effektfaktor cos φ Ampere A Reaktiv effektfaktor sin φ Milliampere mA Theraohm TΩ Mikroampere μA Megaohm MΩ Kilovolt kV Kilohm kΩ Volt V Ohm Ω Millivolt mV Milliohm mΩ Milliohm mΩ Megawatt MW Microm Megawatt MW Micro var MVAR Picofarad pF Kilovar kVAR Henry H Var VAR Milhenry mH Megahertz MHz Mikrohenry µH KHz kHz Temperaturskala grader Celsius o° C Hertz Hz

Grad av fasvinkel φo

Klassificering av elektriska mätinstrument efter graden av noggrannhet

Det absoluta felet för enheten är skillnaden mellan avläsningen av enheten och det sanna värdet av det uppmätta värdet.

Till exempel är det absoluta felet för amperemetern

δ = I — aiH,

där δ (läs "delta") — absolut fel i ampere, Az — mätarställning i ampere, Azd — det verkliga värdet av den uppmätta strömmen i ampere.

Om I > Azd är enhetens absoluta fel positivt, och om I < I är det negativt.

En enhetskorrigering är ett värde som måste läggas till enhetens avläsning för att erhålla det sanna värdet av det uppmätta värdet.

Aze = I — δ = I + (-δ)

Därför är korrigeringen av enheten värdet på enhetens rabsoluta absoluta fel, men mitt emot det i tecken. Till exempel, om amperemetern visar 1 = 5 A, och enhetens absoluta fel är δ= 0,1 a, är det sanna värdet för det uppmätta värdet I = 5+ (-0,1) = 4,9 a.

Det reducerade felet för enheten är förhållandet mellan det absoluta felet och den största möjliga avvikelsen från enhetsindikatorn (nominell avläsning av enheten).

Till exempel för en amperemeter

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

där β — reducerat fel i procent, In är instrumentets nominella avläsning.

Anordningens noggrannhet kännetecknas av värdet på dess maximala reducerade fel. Enligt GOST 8.401-80 är enheter indelade i 9 beroende på graden av deras noggrannhetsklasser: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 1,5, 2,5 och 4 ,0. Till exempel, om den här enheten har en noggrannhetsklass på 1,5 betyder det att dess maximala reducerade fel är 1,5 %.

Elmätare med noggrannhetsklasserna 0,02, 0,05, 0,1 och 0,2, som de mest exakta, används där mycket hög mätnoggrannhet krävs. Om enheten har ett reducerat fel på mer än 4 % anses den vara ur klass.

Fasvinkelmätinstrument med noggrannhetsklass 2.5:

Känslighet och konstant för mätanordningen

Anordningens känslighet är förhållandet mellan vinkel- eller linjärrörelsen av anordningens pekare per enhet av det uppmätta värdet.Om enhetens skala är densamma, då är dess känslighet över hela skalan densamma.

Till exempel bestäms känsligheten för en amperemeter med samma skala av formeln

S = Δα / ΔI,

där C — amperemeterkänslighet i amperedivisioner, ΔAz — strömökning i ampere eller milliampere, Δα — ökning av vinkelförskjutningen av enhetsindikatorn i grader eller millimeter.

Om enhetens skala är ojämn, är enhetens känslighet i olika områden av skalan olika, eftersom samma ökning (till exempel ström) kommer att motsvara olika steg i vinkelförskjutningen eller linjär förskjutning av indikatorn för en instrument.

Instrumentets ömsesidiga känslighet kallas instrumentkonstanten. Anordningskonstanten är därför enhetens enhetskostnad, eller, med andra ord, det värde med vilket skalavläsningen i divisioner måste multipliceras för att erhålla det uppmätta värdet.

Till exempel, om konstanten för enheten är 10 mA / div (tio milliampere per division), då när dess pekare avviker från α = 10 divisioner, är det uppmätta strömvärdet I = 10 · 10 = 100 mA.

Wattmätare:

Wattmeters anslutningsschema och beteckningar på enheten (ferrodynamisk enhet för mätning av variabel och konstant effekt med en horisontell position på skalan, mätkretsen är isolerad från höljet och den testade spänningen är 2 kV, noggrannhetsklassen är 0,5):

Kalibrering av mätinstrument — fastställande av fel eller korrigeringar för en uppsättning skalvärden för ett instrument genom att jämföra olika kombinationer av individuella skalvärden med varandra. Jämförelsen baseras på ett av skalvärdena.Kalibrering används i stor utsträckning vid utövandet av precisionsmätningsarbete.

Det enklaste sättet att kalibrera är att jämföra varje storlek med en nominellt lika (någorlunda korrekt) storlek. Detta koncept bör inte förväxlas (som ofta görs) med graderingen (kalibreringen) av mätinstrument, vilket är en metrologisk operation genom vilken mätinstrumentets skalindelningar ges värden uttryckta i vissa måttenheter.

Strömbortfall i enheter

Elektriska mätanordningar förbrukar energi under drift, som vanligtvis omvandlas till värmeenergi. Strömförlust beror på läget i kretsen samt systemet och enhetens design.

Om den uppmätta effekten är relativt liten och därför strömmen eller spänningen i kretsen är relativt liten, kan energiförlusten i själva enheterna avsevärt påverka läget för kretsen som studeras, och avläsningarna av enheterna kan ha ett ganska stort fel. För noggranna mätningar i kretsar där de utvecklade effekterna är relativt små är det nödvändigt att känna till styrkan på energiförlusterna i enheterna.

Tabell 2 visar medelvärdena för energieffektförluster i olika elmätsystem.

Instrumentsystem Voltmetrar 100 V, W Amperemetrar 5A, W Magnetoelektrisk 0,1 — 1,0 0,2 — 0,4 Elektromagnetisk 2,0 — 5,0 2,0 — 8,0 Induktion 2,0 — 5,0 1 ,0 — 4,0 Elektrodynamisk 6,00 — 0,03 — 5,00 — 5,03 — 0,0 3. 0 2,0 - 3,0