Что такое электроизмерительные приборы

Электроизмерительные приборы

Содержание

Электроизмерительные приборы — класс устройств, применяемых для измерения различных электрических величин. В группу электроизмерительных приборов входят также кроме собственно самих приборов и другие средства измерений — меры, преобразователи, комплексные установки.

Назначение

Электроизмерительные приборы служат для контроля режима работы электрических установок, их испытания и учета расходуемой электрической энергии. К измерительным приборам относятся разнообразные аппараты, позволяющие получить максимально точные показатели в обозначенных диапазонах.

Классификация

В зависимости от измеряемой или воспроизводимой физической величины электроизмерительные приборы подразделяют на:

Различают две категории электроизмерительных приборов:

Принцип работы

Как выбрать

При выборе электроизмерительных приборов нужно обязательно помнить о том, что для официальных исследований, контроля качества, гарантийного обслуживания, проверки устройств безопасности могут быть использованы только модели, который включены в Государственный реестр средств измерений.

Также имеет смысл выбирать “интеллектуальные” электроизмерительные приборы, преимуществом которых является то, что с их помощью можно не только собирать, но и анализировать измерения. Такие устройства обладают наибольшей производительностью и функциональностью.

Сферы применения

На сегодняшний день большей популярностью пользуются цифровые устройства, так как помимо повышенной точности и чувствительности к измеряемой величине, они обладают компактностью и широким диапазоном измерений. Аналоговые приборы используются в основном в качестве учебных.

Источник

Что такое электроизмерительный прибор: точность и принцип действия

Класс устройств, которые применяются для измерения электрических величин, называются электроизмерительными приборами. Наиболее известные из них – амперметры, вольтметры и омметры.

Сфера применения

Электроизмерительный прибор является необходимым устройством в связи, энергетике, промышленности, на транспорте, в медицине и научных исследованиях. Применяется это устройство и в быту, например для учета потребленной электроэнергии.
А если применить специальные преобразователи величин неэлектрических в электрические, то диапазон применения электроизмерительных приборов становится значительно шире.

Классификация электроизмерительных приборов

— на измеряющие силу электрического тока – амперметры,

— измеряющие электрическое напряжение – вольтметры,

— измеряющие электрическое сопротивление – омметры,

— измеряющие частоту колебаний электротока – частотомеры,

— измеряющие различные величины – мультиметры или авометры, тестеры,

— для воспроизведения указанных сопротивлений – магазины сопротивлений,

— измеряющие мощность электрического тока – варметры и ваттметры,

— измеряющие потребление электрической энергии – электросчетчики и пр.

Другие признаки систематизации

Существуют и другие признаки, по которым классифицируют такой вид устройств, как электроизмерительный прибор. Это может быть:

1. Назначение: меры, измерительные приборы и преобразователи, измерительные системы и установки, прочие вспомогательные устройства.

2. Система предоставления полученного результата: регистрирующие (графическое изображение на фотопленке или бумаге либо в виде компьютерного файла) или показывающие.

3. Способ измерения: приборы сравнения или непосредственной оценки.

4. Способ использования и конструктивные особенности: переносные, щитовые (закрепляются на специальной панели или щите), стационарные.

По принципу действия классификация электроизмерительных приборов выглядит следующим образом:

Система обозначений

За рубежом заводы-изготовители устанавливают свои обозначения на выпускаемых измерительных устройствах. В России и некоторых бывших республиках Советского Союза традиционна унифицированная система знаков. Основана она на принципе работы конкретного прибора. Основные электроизмерительные приборы в обозначении всегда имеют прописную букву русского алфавита, которая указывает на принцип действия устройства. А также число, которое обозначает условный номер модели. Иногда можно встретить прописную букву М, которая обозначает, что прибор модернизированный или К (контактный). Есть и другие, обозначения. Например, Д (электродинамические приборы), Н (самопишущие приборы), Р (меры, устройства, измеряющие параметры элементов электросетей, измерительные преобразователи), И (индукционные приборы), Л (логометры) и пр.

Показатели точности

Одна из главных характеристик прибора для электроизмерений – класс точности. Их существует несколько. А определяется он по зависимости от допустимого предела погрешности, вызванной конструктивными особенностями отдельно взятого устройства.

Точность электроизмерительных приборов не может быть равна погрешности относительной или абсолютной. Последняя не является определителем точности, а относительная имеет зависимость от значения величины, подвергшейся изменению, то есть для различных участков шкалы будет иметь разные значения.

Поэтому для характеристики точности электроприбора применяется приведенная погрешность (ɣ). Определяется она отношением погрешности абсолютной конкретного прибора (∆x) к максимуму (или пределу) измеряемой величины (x_пр). Полученная величина, выраженная в процентах, и будет классом точности конкретного прибора:

Любой электроизмерительный прибор на шкале обязательно имеет указание на класс точности. Согласно ГОСТу он может быть 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 1,5, 2,5 и 4,0. На этом основании приборы можно классифицировать следующим образом:

— класс точности 0,2 и 0,5 – лабораторные, используются в лабораториях для производства измерений и поверки технических приборов;

— класс точности 1,0, 1,5, 2,5 и 4,0 – технические, применяются для технических измерений.

Электроизмерительные приборы: принцип действия

Работа большей части электроизмерительных приборов основана на магнитоэлектрическом эффекте. Электроны, двигаясь по проводнику электрической цепи, образуют вокруг себя магнитное поле. В нем и перемещается стрелка измеряющего устройства, реагируя на силу окружающего поля. Чем магнитное поле слабее, тем меньше отклонение стрелки и наоборот.

Если в непосредственной близости от проводника, через который не протекает электрический ток, подвешена стрелка, то реагировать она может только на магнитное поле Земли. Но если через проводник пропустить ток, стрелка будет уже реагировать на магнитное поле электрического тока. Таким образом, механическое отклонение стрелки провоцируют электроны, двигаясь через проводник. И следовательно, чем больше электрический ток, тем сильнее образованное им поле и тем дальше от начального положения отклоняется стрелка. Этот незатейливый принцип является основополагающим для большинства электроизмерительных приборов.

Один электроизмерительный прибор отличается от другого не измерительным отклонением стрелки (приборов с цифровым индикатором это не касается), а внутренними цепями и способами создания электромагнитного поля. Как известно, для движения в электрической сети электронов необходима нагрузка. Поэтому это движение имеет некоторые различия в омметрах, вольтметрах и амперметрах, имеющих измерительные клещи. Приборы с такими захватами «вытягивают» магнитное поле из пластинок, их образующих. В вольтметре для получения магнитного поля применяется резистор, который получает нагрузку при подаче на цепь напряжения. Омметр имеет индивидуальный источник питания и использует устройство, которое подвергает измерению, для образования магнитного поля.

Описанные выше приборы проводят измерения одинаковым способом, притом что подача нагрузки и источники питания у них разные.

Измерительное смещение стрелки, провоцируемое магнитным полем движущихся электронов, указывает на какое-либо деление шкалы. Их обычно несколько, и у каждой свой предел измерения напряжения, сопротивления и тока. На некоторых приборах для удобства пользователя продуман селекторный переключатель.

Как работают цифровые измерители

Цифровые электроизмерительные приборы имеют высокий класс точности (погрешность варьируется от 0,1 до 1,0 %) и широкий предел измерений. Они быстродейственны и могут совместно работать с электронно-вычислительными машинами, что позволяет передавать результаты измерений без каких-либо искажений на различные расстояния.

Эти устройства считаются приборами сравнения и непосредственной оценки. Их работа основана на принципе перевода измеряемой величины в код, благодаря чему пользователь имеет цифровое представление информации. Ещё какие электроизмерительные приборы относятся к цифровым? Это устройства, которые, измеряя непрерывную электрическую величину, автоматически конвертируют её в дискретную, кодируют и выдают результат в цифровой форме, удобной для считывания пользователем.

Устройства, расположенные в одном корпусе

Это приборы, которые для неодновременного измерения нескольких величин используют один механизм для измерения. Или же они имеют несколько преобразователей с общим для всех отсчетным устройством (шкалой). Она градуируется в единицах измеряемых величин. Чаще всего комбинированные электроизмерительные приборы совмещают в себе устройства, измеряющие силу постоянного или переменного тока и электрического напряжения (ампервольтметры); сопротивления, силы постоянного и переменного тока, напряжение (авометры или ампервольтомметры). А также существуют универсальные цифровые электроизмерительные приборы, которые измеряют напряжение постоянного и переменного тока, индуктивность и количество импульсов.

Примером такого устройства может служить новая разработка «Актаком ADS-4031». Прибор от компании «Актаком» гармонично сочетает в себе функциональный генератор, цифровой осциллограф, частотомер, RLC-метр и цифровой мультиметр. Кроме основных пяти совмещенных устройств, осциллографический тестер благодаря дополнительным приспособлениям может использоваться для ряда других измерительных задач.

Производство и разработка электроизмерительных приборов

На территории России работают и активно продвигают на рынок свою продукцию как новые предприятия, так и заводы, ведущие свою историю со времен СССР. Рассмотрим их более подробно.

ОАО «Электроприбор»

Пользуются большим спросом приборы с электронными преобразователями, измеряющими частоту реактивной или активной мощности, а также ее коэффициент. Не менее популярны индикаторы, приборы для оснащения специализированных учебных кабинетов, различные цифровые приборы и комплектующие. В конце прошлого века предприятие получило сертификат, подтверждающий систему менеджмента качества ИСО 9001, соответствующую международному стандарту.

Чебоксарский завод более 55 лет занимает лидерские позиции среди производителей электроизмерительных приборов.

ОАО «НИИ Электромера»

В конце прошлого столетия ВНИИЭП преобразован в ОАО «НИИ Электромера».

ООО «Белтехприбор»

Одно из современных предприятий – ООО «Белтехприбор». Здесь постоянно расширяют номенклатуру выпускаемой продукции. Сегодня контрольно-измерительные приборы и низковольтное оборудование поставляется на отечественные предприятия машиностроительного, электромеханического, топливно-энергетического и нефтеперерабатывающего профиля.

Источник

Электроизмерительные приборы (Учебное пособие)

Описание презентации по отдельным слайдам:

Описание слайда:

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
Тема 9 Электрические измерения

Описание слайда:

Электроизмерительные приборы — класс устройств, применяемых для контроля электрических цепей путем измерения различных электрических величин, их испытания и учета расхода электрической энергии.

В группу электроизмерительных приборов входят также кроме измерительных приборов и другие средства измерений — меры, преобразователи, комплексные установки.

Описание слайда:

Наиболее существенным признаком для классификации электроизмерительной аппаратуры является измеряемая или воспроизводимая физическая величина, в соответствии с этим приборы подразделяются на ряд видов:
1.амперметры — для измерения силы электрического тока;
2.вольтметры — для измерения электрического напряжения;
3.омметры — для измерения электрического сопротивления;
4.мультиметры (иначе тестеры, авометры) — комбинированные приборы
5.частотомеры — для измерения частоты колебаний электрического тока;
Классификация электроизмерительных приборов

Описание слайда:

Наиболее существенным признаком для классификации электроизмерительной аппаратуры является измеряемая или воспроизводимая физическая величина, в соответствии с этим приборы подразделяются на ряд видов:
6.ваттметры и варметры — для измерения мощности электрического тока;
7.электрические счётчики — для измерения потреблённой электроэнергии и множество других видов.
8.магазины сопротивлений — для воспроизведения заданных величин сопротивлений;

Классификация электроизмерительных приборов

Описание слайда:

Кроме этого существуют классификации по другим признакам:
по назначению — измерительные приборы, меры, измерительные преобразователи, измерительные установки и системы, вспомогательные устройства;

Классификация электроизмерительных приборов

Описание слайда:

Кроме этого существуют классификации по другим признакам:
по способу представления результатов измерений — показывающие и регистрирующие (в виде графика на бумаге или фотоплёнке, распечатки, либо в электронном виде);

Классификация электроизмерительных приборов

Описание слайда:

Кроме этого существуют классификации по другим признакам:
по методу измерения (способу отсчёта) — приборы непосредственной оценки (производят отсчёт измеряемой величины непосредственно на шкале) и приборы сравнения;

Классификация электроизмерительных приборов

Описание слайда:

Кроме этого существуют классификации по другим признакам:
по способу применения и по конструкции — щитовые (закрепляемые на щите или панели), переносные и стационарные;

Классификация электроизмерительных приборов

Описание слайда:

по роду тока:
Для цепей постоянного тока
Для цепей переменного тока
Для цепей трехфазных переменного тока.

Классификация электроизмерительных приборов

Описание слайда:

По конструкции отсчетного устройства показывающие приборы делятся на приборы:
с механическим указателем (стрелочные);
со световым указателем (зеркальные);
с пишущим устройством (самопишущие);
электронные приборы со стрелочным или цифровым указателем отсчета.

Классификация электроизмерительных приборов

Описание слайда:

по принципу действия:
магнитоэлектрические (на основе взаимодействия между магнитным полем катушки, по которой проходит ток, и магнитным полем постоянного магнита);
электромагнитные (используется взаимодействие соленоида и стального сердечника);
тепловые (по принципу удлинения проволоки при нагревании её током);
электродинамические (на основе взаимодействия проводников, по которым протекает ток);
электростатические (действующие по принципу взаимодействия электрически заряженных металлических предметов);
индукционные (основанные на использовании вращающегося магнитного поля);
термоэлектрические (используется э.д.с., возникающая при нагревании места спая двух разнородных проводников);
вибрационные (используется механический резонанс металлических пластин под действием переменного магнитного поля);
электромеханические;
ферродинамические;
Магнитодинамические;
электронные.

Классификация электроизмерительных приборов

Описание слайда:

Работа приборов основана на взаимодействии магнитного поля подвижной катушки, по которой проходит ток, с магнитным полем постоянного магнита.
Магнитоэлектрический прибор имеет две основные части: неподвижную – магнитную систему и подвижную – катушку.

Устройство магнитоэлектрического измерительного механизма (а, б) и его подвижной части (в, г)

Описание слайда:

Магнитоэлектрический измерительный механизм выполнен в виде постоянного магнита 2, снабжённого полюсными наконечниками 6, между которыми укреплён стальной сердечник.
В кольцеобразном воздушном зазоре, образованном полюсными наконечниками и сердечником, помещена подвижная катушка 3, намотанная на алюминиевый каркас 7.
Катушка выполнена из очень тонкого провода и укреплена на оси, связанной со стрелкой спиральными пружинами 4 или растяжками, и через которые подводится ток к катушке.

Описание слайда:

Принцип действия
При прохождении тока I по катушке на каждый из её проводников будет действовать электромагнитная сила.
Суммарное действие всех электромагнитных сил создаёт вращающий момент М, стремящийся повернуть катушку и связанную с ней стрелку прибора на некоторый угол α.
Повороту подвижной части измерительного механизма препятствует противодействующий момент Мпр., создаваемый пружинами или растяжкой.
Поворот подвижной части измерительного механизма и стрелки будет продолжаться до тех пор, пока вращающий момент М, создаваемый током I, не уравновесится противодействующим моментом М.
Магнитоэлектрические приборы.

Описание слайда:

Описание слайда:

Принцип работы основан на взаимодействии магнитного поля, созданного катушкой 1, и стального сердечника, помещённого в поле катушки. Электромагнитный измерительный механизм выполняют с плоской или круглой катушкой:

Электромагнитные приборы
Устройство электромагнитных измерительных механизмов с плоской (а) и круглой б) катушками

Описание слайда:

Принцип действия:
В приборах с плоской катушкой сердечник установлен на оси, несущей стрелку. При прохождении тока по катушке 1 сердечник 3 будет намагничиваться и втягиваться в катушку, поворачивая ось и стрелку. Повороту оси препятствует спиральная пружина 2. Когда усилие, создаваемое пружиной, уравновесит усилие, созданное катушкой, подвижная система прибора остановится и стрелка зафиксирует на шкале определённый ток.

Устранение колебаний подвижной системы прибора при переходе стрелки из одного положения в другое осуществляется демпфером 5.

Описание слайда:

В приборах с круглой катушкой подвижная система поворачивается в результате взаимодействия двух стальных намагничивающихся пластинок 3, расположенных внутри катушки 1. Одна из них укреплена на оси прибора, а другая – на внутренней поверхности каркаса катушки.
При прохождении тока по катушке пластины намагничиваются и их одноимённые полюсы оказываются расположенными друг против друга. Между ними возникают силы отталкивания и создаётся вращающий момент, поворачивающий ось со стрелкой 4.
Приборы применяют для измерения тока и напряжения в установках переменного тока.

Описание слайда:

Приборы применяют для измерения тока и напряжения в установках переменного тока.
Схемное обозначение электромагнитных приборов:

Описание слайда:

Работа прибора основана на взаимодействии двух катушек, обтекаемых электрическим током.
Электродинамические приборы
Устройство (а) и принципиальная схема (б) электродинамического измерительного прибор

Описание слайда:

Электродинамический измерительный механизм состоит из двух катушек: неподвижной 2 и расположенной внутри неё неподвижной 1.
Подвижная катушка 1 связана с осью прибора, со стрелкой и с двумя параллельными пружинами 4 (или растяжками), которые служат для создания противодействующего момента и подвода тока к подвижной катушке 1.

Описание слайда:

Принцип действия:
При прохождении по катушкам токов I1 и I2 возникают электродинамические силы F, которые стремятся повернуть подвижную катушку относительно неподвижной на некоторый угол.
В зависимости от схемы включения катушек прибор используют в качестве амперметра (последовательное включение), вольтметра (при подключении к двум точкам, между которыми измеряют напряжение) или ваттметра (одна катушка последовательно, а вторая параллельно приёмнику энергии).

Описание слайда:

Область применения:
Электродинамические приборы применяют в качестве точных лабораторных приборов, а также в качестве ваттметров и счётчиков электрической энергии в цепях переменного тока.

Схемное обозначение:
Электродинамические приборы

Описание слайда:

Работа прибора основана на взаимодействии двух катушек, обтекаемых электрическим током. Для усиления магнитного поля применяют магнитопровод из ферромагнитного материала.

Ферродинамические приборы
Принципиальная схема ферродинамического измерительного механизма

Описание слайда:

Описание слайда:

Область применения:
Приборы используют в качестве щитовых амперметров и вольтметров, работающих в условиях тряски и вибраций (например, на э.п.с. переменного тока), в качестве самопишущих приборов (т.к. они имеют значительный вращающий момент, преодолевающий трение в записывающих устройствах)

Описание слайда:

Устройство индукционного измерительного механизма

Описание слайда:

Описание слайда:

Применение. Индукционные приборы, так же как и электродинамические, могут быть использованы в качестве амперметра, вольтметра и ваттметра. Катушки электромагнитов включаются в этих случаях так же, как и катушки электродинамического прибора.
Достоинством индукционных приборов являются высокая стойкость к перегрузкам, большой вращающий момент и малая чувствительность к внешним магнитным полям.
Индукционные приборы.

Описание слайда:

Для измерения малых сигналов, а также для измерений в слаботочных цепях широкое распространение получили электронные приборы, представляющие собой сочетание электронного усилителя и магнитоэлектрического милливольтметра или системы цифровой индикации.
При измерении электронным прибором со стрелочной индикацией измеряемая электрическая величина усиливается или ослабляется усилителем У и преобразуется в сигнал постоянного знака который подается на милливольтметр, отградуированный с учетом коэффициента усиления усилителя.
Электронные приборы

Описание слайда:

При измерении электронным прибором с цифровой индикацией измеряемая величина (напряжение постоянного тока Uл постоянный ток Iл или сопротивление Rx) подается на вход аналогового масштабного преобразователя (АМП), который преобразует ее в напряжение постоянного тока U. Сигнал U поступает на вход аналого-цифрового преобразователя АЦП, где происходит его измерение. Результат измерения с выхода АЦП выдается на устройство индикации УИ, где высвечивается измеряемая величина в цифровом значении.
Электронные приборы

Описание слайда:

Электронные приборы благодаря большому входному сопротивлению и малому потребляемому току находят широкое применение,’ прежде всего для измерений в цепях различных электронных устройств управления, где использование обычных приборов может повлиять на режим работы измеряемой цепи. К таким цепям относятся системы управления тиристорами на тепловозах, электровозах и тяговых подстанциях, устройства радиосвязи и др.
Электронные приборы

Описание слайда:

тепловые (по принципу удлинения проволоки при нагревании её током);
электростатические (действующие по принципу взаимодействия электрически заряженных металлических предметов);
термоэлектрические (используется э.д.с., возникающая при нагревании места спая двух разнородных проводников);
вибрационные (используется механический резонанс металлических пластин под действием переменного магнитного поля);
магнитодинамические;
электромеханические;

Описание слайда:

Обозначения на измерительных аппаратах

Описание слайда:

Принцип работы измерительного прибора обозначается на видимой части прибора:
— магнитоэлектрический прибор;
электромагнитный прибор;
электродинамический прибор;
ферродинамический прибор;
индукционный прибор.
Обозначения на измерительных приборах

Описание слайда:

Принцип работы измерительного прибора обозначается на видимой части прибора:
Каждый электроизмерительный прибор имеет некоторую погрешность, которая определяется трением в его осях, технологическими допусками отдельных его деталей, гистерезисом в магнитной системе и т. д.
Основной приведенной погрешностью считается погрешность прибора при нормальных условиях его работы. При отклонении от этих условий возникают дополнительные погрешности – температурная (от изменения окружающей температуры влияния внешних магнитных полей, изменения частоты переменного тока и пр).
Обозначения на измерительных приборах

Описание слайда:

Принцип работы измерительного прибора обозначается на видимой части прибора:
По степени точности электроизмери-тельные приборы непосредственной оценки подразделяются на восемь классов:

К первым трем классам относят точные лабораторные приборы.
Приборы классов 0,5; 1,0 и 1,5 используют для различных технических измерений. Они обычно переносные, подключаемые к электрическим установкам только во время измерений.
Обозначения на измерительных приборах
0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5;
2,5; 4,0

Описание слайда:

Принцип работы измерительного прибора обозначается на видимой части прибора:
По расположению прибора на панели:
Вертикальное;
Горизонтальное;
Наклонное положение шкалы.

Обозначения на измерительных приборах

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Источник