Классификация электроизмерительных приборов (62516)

Посмотреть архив целиком

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ


1. Когда классифика­цию производят по наименованию единицы измеряемой величины. На шкале прибора пишут полное его наиме­нование или начальную латинскую букву единицы изме­ряемой величины, например: амперметр — А, вольт­метр — V, ваттметр — W и т. д.

Для многофункциональных приборов эти обозначения указывают у переключающих устройств и сочетают с наи­менованием прибора, например «вольтамперметр». К ус­ловной букве наименования прибора может быть добавле­но обозначение кратности основной единицы: миллиам­пер — mА, киловольт — kV, мегаватт — MW и т. д.

2. По роду тока. Эта классификация позволяет опре­делить, в цепях какого тока можно применять данный прибор. Это обозначают условными знаками на шкале прибора, приведенными.

На приборах переменного тока указывают номиналь­ное значение частоты или диапазон частот, при которых их применяют, например, 20-50-120 Гц; 45-550 Гц; при этом подчеркнутое значение является номинальным для данного прибора.

Если на приборе не указан диапазон рабочих частот, то он предназначен для измерений в установках с часто­той 50 Гц.

3. По классу точности. Класс точности прибора обо­значают числом, равным допускаемой приведенной погреш­ности, выраженной в процентах. Выпускают приборы сле­дующих классов точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Для счетчиков активной анергии шкала классов точ­ности несколько другая: 0,5; 1,0; 2,0; 2,5. Цифру, обозна­чающую класс точности, указывают на шкале прибора.

Класс точности прибора определяет основную погреш­ность прибора, которая обусловлена его конструкцией, технологией изготовления и имеет место при нормальных условиях эксплуатации (определенные диапазоны темпе­ратуры и влажности, отсутствие внешних электрического и магнитного полей и вибрации, правильная установка и т. д.). Если условия эксплуатации отличаются от нор­мальных, то возникают дополнительные погрешности, ко­торые могут иметь как отрицательное, так и положитель­ное значение и которые влияют на точность измерения.

Класс точности прибора является его обобщенной метрологической характеристикой. Но истинная точность измерения определяется не только классом точности, так как, согласно определению класса точности, допускае­мая абсолютная погрешность данного прибора



одинакова для всех точек шкалы (где у — максимальная приведенная погрешность, Хn — нормирующее значе­ние). Следовательно, допускаемая относительная погреш­ность меньше в точках шкалы, ближайших к нормирующему значению. Поэтому при использовании многодиа­пазонных приборов нормирующее значение надо выби­рать так, чтобы прибор давал наибольшие показания.

4. По исполнению в зависимости от условий эксплу­атации. Класс прибора определяется пятью группами по диапазону рабочих температур и относительной влаж­ности. Предельные значения определяют ус­ловия при хранении и перевозке.

Группу прибора указывают на шкале соответствую­щей буквой. Группа А знака на шкале не имеет. В преде­лах диапазона рабочих температур дополнительная по­грешность лежит в пределах класса точности приборов


МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ


Рамка 1 с обмоткой помещается в зазоре 3 между магнитом 4, расположенным внутри рамки, и магнитным ярмом 5. Так как воздушный зазор вдоль окружности магнита постоянен, то магнитная ин­дукция В в зазоре также постоянна. Если в обмотке с числом витков w существует ток I, то создается вращающий момент

Мвр = BwISp = wФ1,

где Sp — площадь рамки в плоско­сти радиуса вращения; Ф = BSP — магнитный поток.

Под действием вращающего мо­мента рамка поворачивается на угол а и закручивает пружину 2. Противодействующий момент, со­здаваемый пружиной,


,


где т — удельный противодейству­ющий момент.

При некотором значении тока

I в обмотке рамки, учитывая, что Ф = const и w = const, вращающий момент Мвр = const. Следовательно, при некотором угле поворота рамки противодействующий момент пружины будет равен вращающему моменту: Мпр = Мвр, или т = wФI = kI, где wФ = k = const. Тогда



где с = k/m = const.

Угол поворота стрелки прибора — это угол поворота рамки, поэтому из выражения видно, что шкала такого прибора равномерная.

Величина с = а/I получила название чувствитель­ности прибора. Повышение чувствительности может быть получено за счет увеличения магнитной индукции В и произведения Spw и уменьшения т. Уменьшить удель­ный момент можно, переходя к использованию светово­го указателя и растяжек.

Магнитную индукцию в воздушном зазоре увеличи­вают за счет применения постоянных магнитов из спла­вов, содержащих никель, алюминий и кобальт и обеспе­чивающих индукцию в зазоре 0,2...0,3 Тл. Увеличить произведение Spw можно в основном только за счет изме­нения w, так как увеличение площади рамки увеличива­ет размеры всех остальных элементов и ухудшает весо­вые характеристики подвижной части.



Магнитоэлектрические приборы пригодны только для измерения в цепях постоянного тока. При включении их в цепь переменного тока применяют преобразовательные устройства (выпрямители, термоэлектрические преобра­зователи и т. д.).

Широкое распространение получили узкопрофильные магнитоэлектрические приборы со световым указателем для установки их на щитах и пультах. Они занимают в 5... 10 раз меньшую площадь и имеют допол­нительные информационные возможности за счет изме­нения при выходе измеряемой величины за устанавлива­емые пределы цвета указателей или за счет появления сигнала от фотоконтактного устройства. Корпус прибора плоский, литой, высотой 80 мм.

Обмотку рамки измерительного механизма рассчи­тывают на токи до 100 мА, если прибор используют как амперметр, и до 10 мА, если как вольтметр. Большие токи вызвали бы увеличение сечения проводов обмотки рамки (обычно диаметр проводов не превышает 0,2 мм), а следовательно, массы и момента инерции подвижной части прибора. Пределы измерения по току в магнито­электрических приборах расширяют с помощью шун­тов, а по напряжению — с помощью добавочных резис­торов.

При измерении тока I, который в п раз больше тока Iр в рамке прибора, сопротивление шунта RIII рассчитывают из условия равенства падений напряжения:



где Rp — сопротивление обмотки рамки; Iш = I - Iр — ток в шунте.

Так как измеряемый ток I = nIр, то с учетом (9.4)

получим


Откуда



Например, для измерения тока I = 5 А прибором Iр = 5 мА при сопротивлении Rр = 10 Ом требуется RIII  0,01 Ом.

Щунты встраивают в прибор (в один и тот же корпус с измерительным механизмом) или выполняют отдель­ными от прибора. Изготовляют шунты из манганина, обладающего малым температурным коэффициентом элек­трического сопротивления.

Наружные шунты имеют две пары зажимов: одна пара для присоединения электрической цепи, в которой требуется измерить ток, вторая — для присоединения прибора. Присоединение производят калиброванными проводами, так как их сопротивление входит в сопротив­ление прибора Rp. При расчете сопротивления наружных шунтов под сопротивлением Rp в надо понимать сопротивление прибора, а под п — число, показываю­щее, во сколько раз надо расширить предел измерения амперметра.

На показан миллиамперметр магнитоэлект­рической системы со встроенными шунтами с диапазо­ном измерения 15, 30, 75, 150 мА.










При изготовлении вольтметра магнитоэлектрической системы последовательно с обмоткой рамки включают добавочный резистор с большим сопротивлением Rд, что­бы ток Iр в обмотке рамки при подключении вольтметра к участку цепи, на котором измеряют напряжение, не превышал 10 мА. При этом Iр = U/(Rp + Rд) = kU, а с учетом , если I = Iр,


 = cIp = ckU = c'U.


Таким образом, стрелка прибора отклоняется на угол, пропорциональный напряжению, и шкалу прибора мож­но отградуировать в вольтах.

Когда необходимо расширить в п раз предел измере­ния вольтметра, применяют наружные добавочные рези­сторы. Значения сопротивления добавочного резистора вычисляют по формуле


Rд=(n-1)Rв,


где RB — сопротивление внутренней измерительной цепи вольтметра.

Верхний предел измерения многодиапазонного вольт­метра можно расширить, изменяя сопротивление Rд с помощью переключателя.

Для компенсации изменения сопротивления обмотки рамки под действием температуры во всех приборах ис­пользуют специальные резисторы, выполненные из ма­териалов с отрицательным температурным коэффициен­том сопротивления.

Влияние внешних магнитных полей на магнитоэлек­трические приборы весьма незначительно, так как измерительная рамка экранирована магнитной системой при­бора. Такие приборы благодаря своим качествам — рав­номерности шкалы, высокой чувствительности (до 10-11 А и 10-7 В), точности отсчета, простоте расширения диапа­зона измерений, малому собственному потреблению энер­гии — нашли широкое применение для измерения не только постоянных токов и напряжений, но и перемен­ных токов (со встроенными преобразователями).

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПРИБОРЫ


Электромагнитные приборы действуют по принципу перемещения подвижного сердечника из ферромагнит­ного материала под влиянием магнитного поля неподвиж­ной катушки. Сердечник укреплен на одной оси со стрел­кой указателя. Распространены две конструкции: прибо­ры с плоской катушкой и приборы с круглой катушкой .


Случайные файлы

Файл
29527.rtf
70196.rtf
47594.rtf
29612-1.rtf
25202.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.