Elektrikli ölçüm cihazlarının sınıflandırılması, enstrüman ölçek sembolleri

Elektrik tesisatlarının doğru çalışıp çalışmadığını kontrol etmek, test etmek, elektrik devrelerinin parametrelerini belirlemek, tüketilen elektrik enerjisini kaydetmek vb. amaçlarla çeşitli elektriksel ölçümler yapılır. Modern teknolojide olduğu gibi iletişim teknolojisinde de elektriksel ölçümler esastır. Çeşitli elektriksel büyüklüklerin (akım, gerilim, direnç, güç vb.) ölçüldüğü cihazlara elektrikli ölçüm cihazları denir.

Panel ampermetre:

Çok sayıda farklı elektrik sayacı vardır. Aşağıdakiler elektriksel ölçümlerin üretiminde sıklıkla kullanılır: ampermetreler, voltmetreler, galvanometreler, wattmetreler, elektrikli ölçüm cihazları, faz ölçerler, faz göstergeleri, senkroskoplar, frekans ölçerler, ohmmetreler, megohmmetreler, toprak dirençleri, kapasitans ve endüktans ölçerler, osiloskoplar, ölçüm köprüleri, kombinasyon araçları ve ölçüm setleri.

Osiloskop:

Elektrikli ölçüm seti K540 (voltmetre, ampermetre ve wattmetre içerir):

Elektrikli aletlerin çalışma prensibine göre sınıflandırılması

Çalışma prensibine göre, elektrikli ölçüm cihazları aşağıdaki ana tiplere ayrılır:

1. Bobinin bir akım ve kalıcı bir mıknatıs tarafından oluşturulan harici bir manyetik alan ile etkileşimi ilkesine dayanan manyetoelektrik sistem cihazları.

2. Biri sabit diğeri hareketli iki bobinin akımlarla elektrodinamik etkileşimi ilkesine dayalı bir elektrodinamik sistem için araçlar.

3. Sabit bir bobinin manyetik alanının bir akım ve bu alan tarafından mıknatıslanmış hareketli bir demir plaka ile etkileşim ilkesinin kullanıldığı elektromanyetik sistem cihazları.

4. Elektrik akımının termal etkisini kullanan ısı ölçüm cihazları. Akımla ısıtılan tel uzar, aşağı sarkar ve sonuç olarak, cihazın hareketli kısmı, telde oluşan gevşekliği gideren yayın etkisi altında döndürülebilir.

5. Dönen bir manyetik alanın, hareketli bir metal silindirde bu alan tarafından indüklenen akımlarla etkileşimi ilkesine dayanan indüksiyon sisteminin cihazları.

6. Zıt elektrik yükleriyle yüklü hareketli ve hareketsiz metal plakaların etkileşimi ilkesine dayanan elektrostatik sistem cihazları.

7. Termokupl ile manyetoelektrik sistem gibi bazı hassas cihazların birleşiminden oluşan termoelektrik sistem cihazları. Termokupldan geçen ölçülen akım, manyetoelektrik cihaz üzerinde etkili olan bir termal akımın ortaya çıkmasına katkıda bulunur.

8.Titreşimli cisimlerin mekanik rezonans prensibine dayanan titreşim sistemi cihazları. Belirli bir akım frekansında, elektromıknatısın armatürlerinden biri, doğal salınım periyodu empoze edilen salınım periyoduyla çakışan en yoğun şekilde titreşir.

9. Elektronik ölçüm cihazları - ölçüm devreleri elektronik bileşenler içeren cihazlar. Neredeyse tüm elektriksel büyüklüklerin yanı sıra elektriğe dönüştürülmüş elektriksel olmayan büyüklükleri ölçmek için kullanılırlar.

Okuma cihazının türüne göre analog ve dijital cihazlar ayırt edilir. Analog cihazlarda ölçülen veya oransal değer, okuma cihazının üzerinde bulunduğu hareketli parçanın konumunu doğrudan etkiler. Dijital cihazlarda hareketli kısım bulunmaz ve ölçülen ya da oransal değer sayısal bir gösterge ile kaydedilen sayısal karşılığına dönüştürülür.

İndüksiyon ölçer:

Çoğu elektrikli ölçüm mekanizmasında hareketli parçanın sapması, sargılarındaki akımların değerlerine bağlıdır. Ancak mekanizmanın akımın doğrudan bir fonksiyonu olmayan bir miktarı (direnç, endüktans, kapasitans, faz kayması, frekans vb.) besleme voltajından bağımsızdır.

Bu tür ölçümler için, hareketli parçanın sapması yalnızca iki sargısındaki akımların oranı ile belirlenen ve değerlerine bağlı olmayan bir mekanizma kullanılır. Bu genel prensibe göre oluşturulan cihazlara oranlar denir.Herhangi bir elektrik ölçüm sisteminin oranmetrik bir mekanizmasını, karakteristik bir özelliği olan - yayların veya çizgilerin burulmasıyla oluşturulan mekanik bir karşı hareket momentinin olmaması - oluşturmak mümkündür.

Voltmetre efsanesi:

Aşağıdaki şekiller elektrik sayaçlarının çalışma prensibine göre sembollerini göstermektedir.

Cihazın çalışma prensibinin belirlenmesi

Mevcut tip tanımları

Doğruluk sınıfı, cihaz konumu, yalıtım gücü, etkileyen miktarlar için tanımlamalar

Ölçülen büyüklüğün türüne göre elektrikli ölçüm cihazlarının sınıflandırılması

Elektrik sayaçları, ölçtükleri miktarın niteliğine göre de sınıflandırılır, çünkü aynı çalışma prensibine sahip, ancak farklı miktarları ölçmek için tasarlanmış aletler, cihaz üzerindeki ölçekten bahsetmeye bile gerek yok, yapılarında birbirinden büyük farklılıklar gösterebilir.

Tablo 1, en yaygın elektrik sayaçlarının sembollerinin bir listesini gösterir.

Tablo 1. Ölçü birimlerinin, katlarının ve alt kümelerinin gösterim örnekleri

Ad Tanımlama Ad Tanımlama Kiloamper kA Güç faktörü cos φ Amper A Reaktif güç faktörü sin φ Miliamper mA Theraohm TΩ Mikroamper μA Megaohm MΩ Kilovolt kV Kilohm kΩ Volt V Ohm Ω Millivolt mV Milliohm mΩ Megavat MW Mikrom μΩ Kilo Milliweber mWb Watt W Mikrofarad mF Megavar MVAR Picofarad pF Kilovar kVAR Henry H Var VAR Milhenry mH Megahertz MHz Microhenry µH KHz kHz Sıcaklık ölçeği derece Santigrat o° C Hertz Hz

Faz açısı derecesi φo

Elektrikli ölçüm cihazlarının doğruluk derecesine göre sınıflandırılması

Cihazın mutlak hatası, cihazın okuduğu değer ile ölçülen değerin gerçek değeri arasındaki farktır.

Örneğin, ampermetrenin mutlak hatası

δ = ben - aiH,

burada δ ("delta"yı okuyun) — amper cinsinden mutlak hata, Az — amper cinsinden sayaç okuması, Azd — ölçülen akımın amper cinsinden gerçek değeri.

I > Azd ise cihazın mutlak hatası pozitif, I < I ise negatiftir.

Cihaz düzeltmesi, ölçülen değerin gerçek değerini elde etmek için cihaz okumasına eklenmesi gereken bir değerdir.

Aze = ben — δ = ben + (-δ)

Bu nedenle, cihazın düzeltmesi, cihazın mutlak mutlak hatasının değeridir, ancak işarette bunun tersidir. Örneğin ampermetre 1 = 5 A gösteriyorsa ve cihazın mutlak hatası δ= 0,1 a ise ölçülen değerin gerçek değeri I = 5+ (-0,1) = 4,9 a olur.

Cihazın azaltılmış hatası, mutlak hatanın cihaz göstergesinin (cihazın nominal okuması) mümkün olan en büyük sapmasına oranıdır.

Örneğin, bir ampermetre için

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

nerede β — yüzde olarak azaltılmış hata, In, cihazın nominal okumasıdır.

Cihazın doğruluğu, maksimum azaltılmış hatasının değeri ile karakterize edilir. GOST 8.401-80'e göre cihazlar, doğruluk sınıflarının derecesine göre 9'a ayrılır: 0.02, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5 ve 4 ,0. Örneğin, bu cihazın doğruluk sınıfı 1,5 ise, bu, maksimum azaltılmış hatasının %1,5 olduğu anlamına gelir.

Doğruluk sınıfları 0.02, 0.05, 0.1 ve 0.2 olan ve en doğru olan elektrik sayaçları, çok yüksek ölçüm doğruluğunun gerekli olduğu yerlerde kullanılır. Cihazın hatası %4'ten fazla azaltılmışsa, sınıf dışı kabul edilir.

Doğruluk sınıfı 2.5 olan faz açısı ölçüm cihazı:

Ölçüm cihazının hassasiyeti ve sabiti

Cihazın hassasiyeti, ölçülen değerin birimi başına cihazın ibresinin açısal veya doğrusal hareketinin oranıdır.Eğer cihaz ölçeği aynı, o zaman tüm ölçek üzerindeki duyarlılığı aynıdır.

Örneğin aynı ölçeğe sahip bir ampermetrenin hassasiyeti şu formülle belirlenir:

S = Δα / ΔI,

burada C - amper bölümlerinde ampermetre hassasiyeti, ΔAz - amper veya miliamper cinsinden akım artışı, Δα - cihaz göstergesinin derece veya milimetre cinsinden açısal yer değiştirmesindeki artış.

Cihazın ölçeği eşit değilse, aynı artış (örneğin akım), bir göstergenin açısal veya doğrusal yer değiştirmesinin farklı adımlarına karşılık geleceğinden, ölçeğin farklı alanlarındaki cihazın hassasiyeti farklıdır. enstrüman.

Aletin karşılıklı hassasiyetine alet sabiti denir. Bu nedenle cihaz sabiti, cihazın birim maliyetidir veya başka bir deyişle, ölçülen değeri elde etmek için bölümler halinde ölçek okumasının çarpılması gereken değerdir.

Örneğin, cihazın sabiti 10 mA / div (bölüm başına on miliamper) ise, ibresi α = 10 bölmeden saptığında, ölçülen akım değeri I = 10 · 10 = 100 mA olur.

wattmetre:

Wattmetre bağlantı şeması ve cihazın tanımları (ölçeğin yatay konumu ile değişken ve sabit gücü ölçmek için ferrodinamik cihaz, ölçüm devresi kasadan izole edilmiştir ve test edilen voltaj 2 kV, doğruluk sınıfı 0,5'tir):

Ölçüm cihazlarının kalibre edilmesi - bireysel ölçek değerlerinin farklı kombinasyonlarını birbirleriyle karşılaştırarak bir aletin bir dizi ölçek değeri için hataları veya düzeltmeleri belirlemek. Karşılaştırma, ölçek değerlerinden birine dayanmaktadır.Kalibrasyon, hassas metroloji çalışmalarının pratiğinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Kalibre etmenin en basit yolu, her boyutu nominal olarak eşit (makul ölçüde doğru) bir boyutla karşılaştırmaktır. Bu kavram (sıklıkla yapıldığı gibi), ölçü aletinin ölçek bölümlerine belirli ölçü birimlerinde ifade edilen değerlerin verildiği metrolojik bir işlem olan ölçü aletlerinin derecelendirilmesi (kalibrasyon) ile karıştırılmamalıdır.

Cihazlarda güç kaybı

Elektrikli ölçüm cihazları, çalışma sırasında genellikle ısı enerjisine dönüştürülen enerji tüketir. Güç kaybı, sistem ve cihaz tasarımının yanı sıra devredeki moda bağlıdır.

Ölçülen güç nispeten küçükse ve bu nedenle devredeki akım veya voltaj nispeten küçükse, cihazların kendilerindeki enerji kaybı, incelenen devrenin modunu önemli ölçüde etkileyebilir ve cihazların okumaları olabilir. oldukça büyük bir hata. Gelişmiş güçlerin nispeten küçük olduğu devrelerde doğru ölçümler için, cihazlardaki enerji kayıplarının gücünün bilinmesi gerekir.

Tablo 2, farklı elektrik sayacı sistemlerindeki enerji güç kayıplarının ortalama değerlerini göstermektedir.

Enstrümantasyon sistemi Voltmetreler 100 V, W Ampermetreler 5A, W Manyetoelektrik 0,1 — 1,0 0,2 — 0,4 Elektromanyetik 2,0 — 5,0 2,0 — 8,0 Endüksiyon 2,0 — 5,0 1 ,0 — 4,0 Elektrodinamik 3,0 — 6,0 3,5 — 10 Termal 8,0 — 20,0 2,0 — 3 .0