Доклад на тему измерительные приборы 7 класс
Обновлено: 05.07.2024
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ, специальные устройства, применяемые для точного определения размеров и других геометрических характеристик предметов. К таким устройствам относятся кронциркули, нутромеры и глубиномеры (в том числе соответствующие микрометрические приборы и штангенприборы), щупы, индикаторные приборы, уровни и отвесы, линейки и угольники.
Микрометры, нутромеры и глубиномеры.
Штангенциркуль позволяет отсчитывать диаметр непосредственно и с высокой точностью. Неподвижная основная шкала британского штангенциркуля имеет 50 делений на дюйм, а подвижная шкала нониуса – всего 20 делений. Сумма этих 20 делений равна сумме 19 делений основной шкалы. Поэтому, когда нулевой штрих шкалы нониуса останавливается между двумя штрихами основной шкалы, только один штрих шкалы нониуса может лежать точно напротив какого-либо штриха основной шкалы. Число соответствующих ему делений шкалы нониуса равно числу двадцатых долей деления, на которое нулевой штрих шкалы нониуса смещен относительно одного штриха основной шкалы в сторону следующего штриха. Это и дает возможность отсчитывать измеряемый диаметр с точностью до тысячных долей (дюйма, сантиметра).
Индикаторные приборы.
Часто важное значение имеет степень эксцентричности вала, который в идеале должен вращаться вокруг своей геометрической осевой линии. Для такого контроля пользуются индикаторными приборами. Индикаторный прибор закрепляют рядом с валом так, чтобы его подвижный измерительный стержень касался поверхности проверяемого вала. При вращении вала этот стержень, прижимаемый к поверхности вала пружиной, поднимается и опускается в соответствии с биениями вала. Перемещение стержня увеличивается рычажным механизмом прибора и преобразуется в поворот стрелки по круговой шкале индикатора. Индикаторные приборы показывают биения, измеряемые тысячными и десятитысячными долями (дюйма, сантиметра).
Уровни и отвесы.
В строительном деле, а также при монтаже и наладке механического оборудования принято выверять основные оси и плоскости на параллельность или перпендикулярность направлению действия силы тяжести. Для этого пользуются такими устройствами, как уровни и отвесы. Отвес представляет собой груз, подвешенный на нити. Опустив отвес возле какого-либо элемента конструкции, который должен быть вертикальным, можно невооруженным глазом проверить, действительно ли контролируемый край этого элемента параллелен нити отвеса. Точность при таком методе зависит от того, насколько симметричен груз относительно точки закрепления нити.
Уровень – это линейка с закрепленной на ней слегка искривленной герметичной стеклянной ампулой. Ампула длиной несколько сантиметров наполнена спиртом так, что в ней остается пузырек (воздуха или другого газа). Когда ампула строго горизонтальна, пузырек занимает среднее положение, отмеченное на ее стенке. Линейку кладут на контролируемую деталь (например, фундаментную плиту) и регулируют ее наклон, добиваясь, чтобы пузырек занял среднее положение. Закрепив ампулу на линейке так, чтобы ее осевая линия была перпендикулярна линейке, можно проверять вертикальные детали.
Линейки и угольники.
При разметке обрабатываемой детали обычно пользуются измерительными и поверочными линейками и угольниками. Угол между аншлагом и линейкой угольника чаще всего равен 90°, но бывают и угольники с углом 45°. В тех случаях, когда требуются другие углы, применяются угломеры с транспортирами, в которых угол установки угольника плавно регулируется.
Измерительными приборами называют средства измерения, предназначенные для получения точных значений необходимых физических величин в установленных диапазонах. Часто измерительным прибором называют средство измерений для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия оператора.
В большинстве случаев измерительные приборы содержат устройства индикации, необходимые для того, чтобы преобразовывать измеряемую величину в форму, которая доступна для восприятия наблюдателя.
Сейчас существует огромное количество измерительных приборов, каждый из которых используется для выполнения конкретных работ. Отдельный измерительный прибор предназначен для выполнения определенного специфического набора измерительных операций, однако не больше этого. Современные технологии требуют особой точности, поэтому наладка или ремонт различных устройств невозможно произвести полноценно без предварительного использования измерительных средств: мультиметров, специальных и универсальных генераторов, осциллографов, частотомеров, логических анализаторов или измерителей RLC.
Для повышения уровня комфортности этих приборов при эксплуатации, большинство из них выпускают сегодня в настольной, носимой и переносной модификациях. Это дает возможность подобрать прибор исходя из предполагаемых условий работы. Однако следует учитывать, что уровень точности носимых модификаций обычно ниже, а набор сервисных функций более прост в управлении.
Измерительные комплексы с компьютерным управлением применяются обычно лишь при проведении научных экспериментов и различных серийных испытаний, где автоматизация процессов сбора и обработки результат измерений имеет особенно высокое значение.
При выборе измерительного прибора нужно основываться на трех основных аспектах:
1. Защита входов. При неправильном подключении во время работы, велик риск того, что прибор выйдет из строя.
2. Простота управления. Проще использовать измерительный прибор, в котором каждой функции соответствует отдельная кнопка, чем прибор с усложненным меню.
3. Комплект поставки. Использование прибора, поставляемого без необходимых аксессуаров (щупов, зажимов, шнуров, аттенюаторов, футляра, делителей или защитного чехла), крайне проблематично.
Классификация
По способу представления информации (показывающие или регистрирующие)
Показывающий измерительный прибор — измерительный прибор, допускающий только отсчитывание показаний значений измеряемой величины
По методу измерений
Измерительный прибор прямого действия — измерительный прибор, например, манометр, амперметр в котором осуществляется одно или несколько преобразований измеряемой величины и значение её находится без сравнения с известной одноимённой величиной
Измерительный прибор сравнения — измерительный прибор, предназначенный для непосредственного сравнения измеряемой величины с величиной, значение которой известно
По форме представления показаний
Аналоговый измерительный прибор — измерительный прибор, показания которого или выходной сигнал являются непрерывной функцией изменений измеряемой величины
Цифровой измерительный прибор — измерительный прибор, показания которого представлены в цифровой форме
По другим признакам
Суммирующий измерительный прибор — измерительный прибор, показания которого функционально связаны с суммой двух или нескольких величин, подводимых к нему по различным каналам
Интегрирующий измерительный прибор — измерительный прибор, в котором значение измеряемой величины определяются путём её интегрирования по другой величине
по способу применения и конструктивному исполнению (стационарные, щитовые, панельные, переносные);
по принципу действия учётом конструкции (с подвижными частями и без подвижных частей);
для приборов с механической частью также по способу создания противодействующего момента (механическим противодействием, магнитным или на основе электромагнитных сил);
по характеру шкалы и положению на ней нулевой точки (равномерная шкала, неравномерная, с односторонней, двухсторонней (симметричной и несимметричной), с безнулевой шкалой);
по конструкции отсчётого устройства (непосредственный отсчёт, со световым указателем — световым зайчиком, с пишущим устройством, язычковые — вибрационные частотометры, со шкалой на оптоэлектронном эффекте — люминофор, ЖК, СИД);
по точности измерений (нормируемые и ненормируемые — индикаторы или указатели);
по виду использумой энергии (физическому явлению) — электромеханические, электротепловые, электрокинетичнские, электрохимические;
по роду измеряемой величины (вольтметры, амперметры, веберметры, частотометры, варметры и т. д.)
Параметры
Для измерительных приборов характерен следующий ряд параметров:
Диапазон измерений — область значений измеряемой величины, на который рассчитан прибор при его нормальном функционировании (с заданной точностью измерения).
Порог чувствительности — некоторое минимальное или пороговое значение измеряемой величины, которое прибор может различить.
Чувствительность связывает значение измеряемого параметра с соответствующим ему изменением показаний прибора.
Точность — способность прибора указывать истинное значение измеряемого показателя (предел допустимой погрешности или неопределённость измерения).
Стабильность — способность прибора поддерживать заданную точность измерения в течение определенного времени после калибровки.
При выборе измерительного прибора нужно основываться на трех основных аспектах:
1. Защита входов. При неправильном подключении во время работы, велик риск того, что прибор выйдет из строя.
2. Простота управления. Проще использовать измерительный прибор, в котором каждой функции соответствует отдельная кнопка, чем прибор с усложненным меню.
3. Комплект поставки. Использование прибора, поставляемого без необходимых аксессуаров (щупов, зажимов, шнуров, аттенюаторов, футляра, делителей или защитного чехла), крайне проблематично.
Похожие страницы:
Термометры сопротивления и измерительные приборы к ним
. Устройство платиновых и медных термометров сопротивления 6. Измерительные приборы для работы с термометрами сопротивления 6.1. . значения сопротивления проводов, соединяющих термометр с измерительным прибором. 1. Основные сведения о термометрах сопротивления .
Принцип действия и конструктивные особенности магнитоэлектрических измерительных преобразователей и электростатических измерительных приборов
Электрические измерительные приборы
Электродинамические и электромагнитные измерительные приборы
Основные принципы построения цифровых измерительных приборов
1. Основные принципы построения цифровых измерительных приборов. Определения Цифровой измерительный прибор (ЦИП) – средство измерений, автоматически вырабатывающее .
Электричество в современном мире играет огромную роль. Поэтому вопрос о параметрах используемого электрического тока нередко возникает не только у специалистов-энергетиков, но и у обычных людей, и даже у школьников, готовящих доклады. Рассмотрим кратко, как устроены электроизмерительные приборы, позволяющие ответить на этот вопрос.
Электроизмерительные приборы: принцип действия.
Электроизмерительные приборы — это специальные устройства, позволяющие получать значения некоторых параметров электрического тока. Любой электроизмеритель включается в исследуемую цепь (постоянно или с помощью щупов) и отображает на индикаторе значение параметра, для которого он предназначен.
Принцип действия электроизмерительных приборов основан на том, что исследуемая цепь влияет на подключенный прибор, причем это влияние пропорционально исследуемому параметру. А прибор отображает результат этого влияния в форме, удобной для считывания оператором.
В зависимости от того, какое влияние оказывает цепь на измеритель, различные приборы классифицируются по следующим видам:
- работающие от проходящего через них тока;
- работающие от накопления заряда;
- работающие от взаимодействия с электрическим или магнитным полем;
- работающие от теплового действия измерительной цепи.
В подавляющем большинстве случаев электроизмерительные приборы работают от проходящего через них тока. Приборы остальных принципов менее удобны. В самом деле, для накопления заряда или появления заметного электрического поля в измерительной цепи должны существовать высокие напряжения порядка киловольт. А для существования заметного магнитного поля или выделения заметного количества тепла необходимо наличие высоких токов порядка десятков ампер и выше. При прохождении же тока через измеритель можно обеспечить чувствительность, достаточную для очень малых токов, при этом стоимость прибора будет не сильно высокой.
Если требуется определение напряжения, то используется закон Ома, известный в 11 классе. Подключая прибор к измеряемому напряжению через фиксированное сопротивление, можно получить значение напряжения. Точно так же можно измерить и другие параметры электрического тока: частоту, фазу, нелинейные искажения и другие.
Приборы магнитоэлектрической системы
Форма постоянного магнита сделана такой, чтобы магнитное поле, в котором поворачивается рамка, было бы почти однородным. Это позволяет добиться высокой линейности прибора.
Прочие системы электроизмерительных приборов
Электроизмерительные приборы других видов и систем используются значительно реже, когда необходимы особенности этих приборов.
Например, нередко при измерении высоких напряжений слабой мощности недопустимо нагружать исследуемую цепь даже малым током. В этом случае используются системы электростатической системы, которые основаны на накоплении заряда: после заряда эти приборы не потребляют ток и не нагружают измеряемую цепь.
Особенности электроизмерительных приборов различных систем можно свести в таблицу:
Рис. 3. Таблица систем электроизмерительных приборов.
Что мы узнали?
Электроизмерительные приборы предназначены для получения значений одного или нескольких параметров электрического тока. Существует несколько систем электроизмерительных приборов, различающихся по принципу действия. Наиболее часто используются приборы магнитоэлектрической системы как наиболее точные и относительно простые.
Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Электроизмерительные приборы. Презентация на заданную тему содержит 27 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!
Электроизмерительные приборы д/з п.34 Электроизмерительные приборы — класс устройств, применяемых для измерения различных электрических величин. В группу электроизмерительных приборов входят также кроме собственно измерительных приборов и другие средства измерений — меры, преобразователи, комплексные установки.
Классификация Наиболее существенным признаком для классификации электроизмерительной аппаратуры является измеряемая или воспроизводимая физическая величина, в соответствии с этим приборы подразделяются на ряд видов: амперметры — для измерения силы электрического тока; вольтметры — для измерения электрического напряжения; омметры — для измерения электрического сопротивления; мультиметры (иначе тестеры, авометры) — комбинированные приборы частотомеры — для измерения частоты колебаний электрического тока; магазины сопротивлений — для воспроизведения заданных сопротивлений; ваттметры и варметры — для измерения мощности электрического тока; электрические счётчики — для измерения потреблённой электроэнергии
Условные обозначения, наносимые на электроизмерительные приборы Обозначения принципа действия прибора
Основная классификация электроизмерительных приборов В зависимости от способа, который используется для сравнения измеряемой величины с единицей измерения, электроизмерительные приборы подразделяются на приборы непосредственной оценки (вольтметр) и приборы сравнения, служащие для сравнения измеряемой величины с известными, которые иногда монтируются в прибор (мост для измерения сопротивления).
По способу получения отсчета измерительные приборы подразделяются на приборы с непосредственным отсчетом, управляемым отсчетом и самопишущие. По способу получения отсчета измерительные приборы подразделяются на приборы с непосредственным отсчетом, управляемым отсчетом и самопишущие. Электроизмерительные приборы классифицируются по роду измеряемой величины: амперметр, вольтметр и т. д. Классификация по роду тока: приборы постоянного, переменного, постоянно-переменного тока.
Приборы с непосредственным отсчетом, кроме того, подразделяются: Приборы с непосредственным отсчетом, кроме того, подразделяются: - по принципу действия в зависимости от системы: приборы магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической, электростатической систем; цифровые и т.д. - по степени точности: приборы классов точности 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.
Принцип работы основан на взаимодействии тока, протекающего по обмотке подвижной катушки, с магнитным полем постоянного магнита. Принцип работы основан на взаимодействии тока, протекающего по обмотке подвижной катушки, с магнитным полем постоянного магнита. Основные детали: постоянный магнит и подвижная катушка (рамка), по которой проходит ток, пружины. При прохождении тока через рамку возникает вращающий момент, под действием которого подвижная часть прибора поворачивается вокруг своей оси на некоторый угол φ.
Вращающий момент приборов магнитоэлектрической системы прямо пропорционален силе тока: Вращающий момент приборов магнитоэлектрической системы прямо пропорционален силе тока: Mвр.= k1 · I, где: k1= B · S · n, B – магнитная индукция поля постоянного магнита, S – площадь катушки, n – число витков катушки. Противодействующий момент создается спиральными пружинами и пропорционален углу поворота рамки: Mпр.= k2 · φ , где k2 - коэффициент, характеризующий упругие свойства пружины.
При равновесии подвижной части прибора вращающий момент равен противодействующему. Из этого условия равновесия для приборов магнитоэлектрической системы φ ∼ I, и поэтому их шкалы равномерны. При равновесии подвижной части прибора вращающий момент равен противодействующему. Из этого условия равновесия для приборов магнитоэлектрической системы φ ∼ I, и поэтому их шкалы равномерны. Поворачиваясь, катушка отклоняет стрелку прибора. Магнитоэлектрические приборы служат только для измерения постоянного тока и напряжения, так как направление поворота рамки зависит от направления тока в ней.
Если по катушке пропустить переменный ток частотой 50 Гц, то направление вращающего момента станет меняться сто раз в секунду, подвижная часть не будет успевать за током и стрелка не отклонится. Приборы данной системы пригодны для использования в цепях постоянного тока. Если по катушке пропустить переменный ток частотой 50 Гц, то направление вращающего момента станет меняться сто раз в секунду, подвижная часть не будет успевать за током и стрелка не отклонится. Приборы данной системы пригодны для использования в цепях постоянного тока.
Принцип работы основан на взаимодействии магнитного поля неподвижной катушки с сердечником из ферромагнитного материала, внесенного в это поле. Принцип работы основан на взаимодействии магнитного поля неподвижной катушки с сердечником из ферромагнитного материала, внесенного в это поле. Основные детали: неподвижная катушка и подвижный сердечник из ферромагнетика.
Вращающий момент, действующий на подвижную часть прибора, пропорционален квадрату силы тока: Вращающий момент, действующий на подвижную часть прибора, пропорционален квадрату силы тока: Mвр.= С · I 2, где С – коэффициент, зависящий от числа витков катушки, материала, формы сердечника и его положения относительно подвижной части. При равновесии подвижной части прибора угол поворота оказывается пропорционален квадрату тока. Вследствие этого шкала приборов электромагнитной системы неравномерна. Вследствие квадратичной зависимости направление отклонения стрелки прибора не зависит от направления тока, и, следовательно, могут применяться в цепях как постоянного, так и переменного токов.
Электродинамическая система Принцип работы основан на взаимодействии двух катушек (рамок), по которым течет ток. Одна из них неподвижна, а другая подвижна. Перемещение катушек относительно друг друга обусловливается тем, что проводники, по которым протекают токи одного направления, притягиваются, а с токами противоположных направлений – отталкиваются.
Вращающий момент, действующий на подвижную катушку, пропорционален произведению силы тока в подвижной Iп и неподвижной Iн катушках: Вращающий момент, действующий на подвижную катушку, пропорционален произведению силы тока в подвижной Iп и неподвижной Iн катушках: Mвр.= С · I п · Iн , где С – коэффициент, зависящий от числа витков катушек, размеров и формы катушек и их взаимного расположения. Из условия равновесия несложно определить, что угол поворота стрелки пропорционален токам, протекающим через катушки и шкалы амперметра и вольтметра электродинамической системы неравномерны, а для ваттметров равномерны.
Электростатическая система Принцип работы основан на действии электростатического поля, созданного между двумя неподвижными электродами, на подвижный электрод. Когда к неподвижным электродам приложено напряжение, подвижный электрод стремится расположиться так, чтобы электроемкость была наибольшей, вследствие чего подвижная часть отклоняется от первоначального положения. Вращающий момент, действующий на подвижную часть прибора, пропорционален квадрату напряжения. Вследствие этого шкала приборов электростатической системы неравномерна.
Основой цифрового вольтметра является аналого-цифровой преобразователь (АЦП). В настоящее время имеется множество схемотехнических принципов построения АЦП, однако общим из них является сравнение измеряемой величины с набором эталонов. Основными характеристиками АЦП являются точность преобразования (число разрядов в выходном коде) и быстродействие. Можно условно разделить АЦП на два класса: последовательного счета, когда выходной код определяется равенством измеряемого напряжения с дискретно растущим эталонным напряжением и параллельного, когда сигнал сравнивается с набором эталонных напряжений. Основой цифрового вольтметра является аналого-цифровой преобразователь (АЦП). В настоящее время имеется множество схемотехнических принципов построения АЦП, однако общим из них является сравнение измеряемой величины с набором эталонов. Основными характеристиками АЦП являются точность преобразования (число разрядов в выходном коде) и быстродействие. Можно условно разделить АЦП на два класса: последовательного счета, когда выходной код определяется равенством измеряемого напряжения с дискретно растущим эталонным напряжением и параллельного, когда сигнал сравнивается с набором эталонных напряжений.
Цифровой амперметр можно реализовать, установив на входе цифрового вольтметра калиброванный резистор небольшой величины, через который протекает измеряемый ток. Падение напряжения на входном резисторе, пропорциональное протекающему току, измеряется цифровым вольтметром, табло которого соответствующим образом градуируется. Цифровой амперметр можно реализовать, установив на входе цифрового вольтметра калиброванный резистор небольшой величины, через который протекает измеряемый ток. Падение напряжения на входном резисторе, пропорциональное протекающему току, измеряется цифровым вольтметром, табло которого соответствующим образом градуируется.
Общие элементы приборов Шкала Шкала обычно представляет собой светлую поверхность с черными делениями и цифрами, соответствующими определенным значениям измеряемой величины. Форма шкалы зависит от конструкции прибора, класса точности и ряда других факторов.
На шкале каждого прибора наносятся следующие обозначения: На шкале каждого прибора наносятся следующие обозначения: Обозначение единицы измеряемой величины. Условное обозначение системы прибора (или принципа действия прибора). Обозначение класса точности прибора. Условное обозначение положения прибора. Условное обозначение степени защищенности от магнитных и других влияний. Величина испытательного напряжения изоляции измерительной цепи по отношению к корпусу. Год выпуска и заводской номер. Обозначение рода тока.
Тип прибора. Тип прибора. Значение силы тока, соответствующее определенным значениям напряжения, и значения напряжения, соответствующие определенным значениям силы тока. Указатель Может быть выполнен в виде стрелки или светового пятна с темной нитью посередине. По форме стрелки бывают нитевидными, ножевидными и копьевидными.
Читайте также: