Характеристики электроизмерительных приборов кратко

Обновлено: 05.07.2024

1.4.1 Предел измерения.Пределом измерения электроизмерительного прибора называется максимальное значение измеряемой физической величины xПР,, которое вызывает отклонение указателя шкалы прибора на всю шкалу.

В простейшем случае пределы измерений указываются градуировкой шкалы прибора. У приборов с неравномерной шкалой рабочий участок шкалы отмечается точками. У приборов с несколькими пределами измерений (многопредельных или многошкальных) верхний предел измеряемой величины указывается у соответствующей клеммы или на переключателе, в этом случае цену деления необходимо вычислять для каждого предела (или шкалы).

1.4.2 Точность. Точность электроизмерительных приборов не может быть однозначно установлена абсолютной или относительной погрешностью измерения. Абсолютная погрешность не определяет точность, относительная же зависит от значения измеряемой величины, т.е. различна для различных участков шкалы прибора.

Для характеристики точности прибора используется приведенная погрешность (). Приведенная погрешность определяется отношением абсолютной погрешности прибора x к максимальному (предельному) значению измеряемой величины xПР. Величина приведенной погрешности, выраженная в процентах, называется классом точности прибора.


(8)

Класс точности прибора обязательно указывается на шкале прибора.

Электроизмерительные приборов согласно ГОСТ 23217-78 могут иметь следующие классы точности: 0,05; 0,1; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0.

Все выпускаемые приборы в зависимости от класса точности классифицируются следующим образом:

0.05; 0.1; 0.2 - образцовые приборы, применяемые для проверки и градуировки рабочих приборов;

0.5; 1.0 - лабораторные приборы массового употребления;

1.5; 2.5; 4.0 - технические приборы.

Приборы более низкой точности служат для оценочных измерений и называются обычно указателями.

1.4.3 Чувствительность. Чувствительность - это способность прибора реагировать на изменение измеряемой величины, т.е. величина, которая показывает на сколько делений n перемещается указатель прибора при изменении значения измеряемой величины x на единицу:


(9)

Единицы измерения чувствительности зависит от рода измеряемой величины (дел./В, дел./А и т.д.).

1.4.4 Цена деления прибора. Цена деления прибора - это основная его характеристика, которая определяет правильность снятия численного значения измеряемой величины. Цена деление численно равна значению измеряемой величины x , вызвавшей отклонение указателя прибора на одно деление шкалы ( измеряется в В/дел., А/дел. и т.д.).


(10)

Таким образом: цена деления – это количество измеряемой величины, приходящееся на одно деление шкалы прибора.

Сравнивая (9) и (10) можно заметить, что цена деления - это величина обратная чувствительности:


1.4.5 Быстродействие. Быстродействием называется время необходимое для измерения данной физической величины. Чаще всего это время определяется временем успокоения измерительного механизма.

1.4.6 Надежность. Надежность прибора - способность работать нормально в течение определенного времени при определенных эксплуатационных условиях, определяемых группой прибора.

На панели электроизмерительного прибора (ЭИП) указывают следующие обозначения основных характеристикЭИП:

а) название прибора: амперметры, вольтметры, омметры, ваттметры, счетчики и др.

б) род тока: приборы постоянного тока, переменного тока и приборы постоянного и переменного тока.

в) система измерительного механизма прибора: магнитоэлектрическая, электромагнитная, электродинамическая, индукционная, тепловая и др.

г) степень точности: различают приборы восьми классов точности – 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Наиболее точными приборами являются приборы класса точности 0,05 (первого класса точности). Приборы первых четырех классов точности применяют дляточных лабораторных измерений.

Разность между показанием прибора и действительным значением измеряемой величины называется абсолютной погрешностью прибора:

А – показания рабочего прибора;

Ад – действительное значение величины (показание образцового прибора). Выраженное в процентах отношение абсолютной погрешностью прибора к наибольшему значению, которое может быть измерено по шкале этого прибора, называется относительной приведенной погрешностью прибора γ.

Апр – наибольшее значение величины, которое может быть измерено данным прибором (предел измерения прибора).

Наибольшую допустимую относительную приведенную погрешность прибора называют классом точности этого прибора.

Класс точности прибора наносят на шкалу ЭИП в виде числа из двух значащих цифр, иногда обведенных окружностью, иногда подчеркнутых. Шкала прибора служит для отсчета значения измеряемой величи­ны.

Делением шкалы называется расстояние между двумя ближайшими друг к другу отметками на шкале.

Ценой деленияС называется значение электрической величины, приходящееся на одно деление шкалы:

где dА – изменение измеряемой величины, а dx, d j - соответственно линейное или угловое перемещение указателя.

Чувствительностью прибора (S) называется величина, обратная цене деления шкалы:

Например, имеется прибор, который может измерить напряжение от 0 до 250В (250В - предел измерения). Шкала этого прибора разделена, на 50 делений. Тогда:

С=250:50=5В/дел, а S=50:250= 0,2 дел/В.

Шкалы бывают равномерными и неравномерными. На шкале с помощью условных знаков дается подробная техническая характеристика прибора.

На шкале прибора указывают:

1) его наименование или буквенное обозначение.

Например, mA или mA и т.д. По наименованию единицы измеряемой величины дается наименование прибора.

2) Класс точности. Класс точности указывают в виде числа из одной или двух значащих цифр (например – 0,5 или 2,5).

3) Род тока – постоянный /— / или переменный / ~ /, постоянный и переменный – ~ .

4) Система измерительного механизма прибора. Она обозначается на шкале специальным знаком, представляющим собой схематическое изображение основного узла, от которого зависит принцип действия прибора (смотри таблицу 1).

5)Символ установки прибора при измерениях:

6) Пробивное напряжение изоляции. На шкале указана величина напряжения, при котором была испытана прочность изоляции, обозначается она так:

7) Степень защищённости от внешних магнитных полей.

Степень защищенности от внешних магнитных полей обозначают римскими цифрами I, II, III, IV. Меньшая цифра означает лучшую защиту.

8) Условия работы прибора при соответствующей температуре и относительной влажностиобозначаются на шкале буквами:

  1. А – нормально, работает при –10 до +35С° и ƒ до 80%,
  2. Б – Т от –20 до +50С° и ƒ до 80%,
  3. В – Т от –40 до +60 С° ƒдо 98%.

9) Абсолютная погрешность прибора

Абсолютная погрешность, которую дает измерительный прибор при измерениях величины U, рассчитывается по формуле:

10) На шкалу прибора наносят также марку завода-изготовителя, заводской номер, год выпуска и тип прибора.

Обозначения основных систем измерительных механизмов электроизмерительных приборов приведены в таблице 1.

На панели электроизмерительного прибора (ЭИП) указывают следующие обозначения основных характеристикЭИП:




а) название прибора: амперметры, вольтметры, омметры, ваттметры, счетчики и др.

б) род тока: приборы постоянного тока, переменного тока и приборы постоянного и переменного тока.

в) система измерительного механизма прибора: магнитоэлектрическая, электромагнитная, электродинамическая, индукционная, тепловая и др.

г) степень точности: различают приборы восьми классов точности – 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Наиболее точными приборами являются приборы класса точности 0,05 (первого класса точности). Приборы первых четырех классов точности применяют дляточных лабораторных измерений.

Разность между показанием прибора и действительным значением измеряемой величины называется абсолютной погрешностью прибора:

А – показания рабочего прибора;

Ад – действительное значение величины (показание образцового прибора). Выраженное в процентах отношение абсолютной погрешностью прибора к наибольшему значению, которое может быть измерено по шкале этого прибора, называется относительной приведенной погрешностью прибора γ.

Апр – наибольшее значение величины, которое может быть измерено данным прибором (предел измерения прибора).

Наибольшую допустимую относительную приведенную погрешность прибора называют классом точности этого прибора.

Класс точности прибора наносят на шкалу ЭИП в виде числа из двух значащих цифр, иногда обведенных окружностью, иногда подчеркнутых. Шкала прибора служит для отсчета значения измеряемой величи­ны.

Делением шкалы называется расстояние между двумя ближайшими друг к другу отметками на шкале.

Ценой деленияС называется значение электрической величины, приходящееся на одно деление шкалы:

где dА – изменение измеряемой величины, а dx, d j - соответственно линейное или угловое перемещение указателя.

Чувствительностью прибора (S) называется величина, обратная цене деления шкалы:

Например, имеется прибор, который может измерить напряжение от 0 до 250В (250В - предел измерения). Шкала этого прибора разделена, на 50 делений. Тогда:

С=250:50=5В/дел, а S=50:250= 0,2 дел/В.

Шкалы бывают равномерными и неравномерными. На шкале с помощью условных знаков дается подробная техническая характеристика прибора.

На шкале прибора указывают:

1) его наименование или буквенное обозначение.

Например, mA или mA и т.д. По наименованию единицы измеряемой величины дается наименование прибора.

2) Класс точности. Класс точности указывают в виде числа из одной или двух значащих цифр (например – 0,5 или 2,5).

3) Род тока – постоянный /— / или переменный / ~ /, постоянный и переменный – ~ .

4) Система измерительного механизма прибора. Она обозначается на шкале специальным знаком, представляющим собой схематическое изображение основного узла, от которого зависит принцип действия прибора (смотри таблицу 1).

5)Символ установки прибора при измерениях:

6) Пробивное напряжение изоляции. На шкале указана величина напряжения, при котором была испытана прочность изоляции, обозначается она так:

7) Степень защищённости от внешних магнитных полей.

Степень защищенности от внешних магнитных полей обозначают римскими цифрами I, II, III, IV. Меньшая цифра означает лучшую защиту.

8) Условия работы прибора при соответствующей температуре и относительной влажностиобозначаются на шкале буквами:

  1. А – нормально, работает при –10 до +35С° и ƒ до 80%,
  2. Б – Т от –20 до +50С° и ƒ до 80%,
  3. В – Т от –40 до +60 С° ƒдо 98%.

9) Абсолютная погрешность прибора

Абсолютная погрешность, которую дает измерительный прибор при измерениях величины U, рассчитывается по формуле:

10) На шкалу прибора наносят также марку завода-изготовителя, заводской номер, год выпуска и тип прибора.

Обозначения основных систем измерительных механизмов электроизмерительных приборов приведены в таблице 1.

Электроизмерительные приборы предназначены для измерения различных величин и параметров электрической цепи: напряжения, силы тока, мощности, частоты, сопротивления, индуктивности, емкости и других.

На схемах электроизмерительные приборы изображаются условными графическими обозначениями в соответствии с ГОСТ 2.729-68. На рис унке приведены общие обозначения показывающих и регистрирующих приборов.

Условные графические обозначения электроизмерительных приборов.

Для указания назначения электроизмерительного прибора в его общее обозначение вписывают конкретизирующее условное обозначение, установленное в стандартах, или буквенное обозначение единиц измерения прибора согласно ГОСТ в соответствии с таблицей:

2. Электромеханические измерительные приборы

По принципу действия электромеханические приборы подразделяются на приборы магнитоэлектрической, электромагнитной, ферродинамической, индукционной, электростатической систем. Условные обозначения систем приведены в табл. 1.2. Наибольшее распространение получили приборы первых трех типов: магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические.

3. Области применения электромеханических приборов

Магнитоэлектрические приборы: щитовые и лабораторные амперметры и вольтметры; нулевые индикаторы при измерениях в мостовых и компенсационных цепях.

В промышленных установках переменного тока низкой частоты большинство амперметров и вольтметров - приборы электромагнитной системы. Лабораторные приборы класса 0,5 и точнее могут изготовляться для измерения постоянного и переменного токов и напряжения.

Электродинамические механизмы используются в лабораторных и образцовых, приборах для измерения постоянных и переменных токов, напряжений и мощностей.

Индукционные приборы на базе индукционных механизмов используют главным образом в качестве одно - и трехфазных счетчиков энергии переменного тока. По точности счетчики подразделяются на классы 1,0; 2,0; 2,5. Счетчик СО (счетчик однофазный) используют для учета активной энергии (ватт-часов) в однофазных цепях. Для измерения активной энергии в трехфазных цепях применяют двухэлементные индуктивные счетчики, счетный механизм которых учитывает киловатт-часы. Для учета реактивной энергии служат специальные индуктивные счетчики, имеющие некоторые изменения в устройстве обмоток или в схеме включения.

Активные и реактивные счетчики устанавливают на всех предприятиях для расчета с энергоснабжающими организациями за используемую электроэнергию.

Принцип выбора измерительных приборов

а) Определяют расчетом цепи максимальные значения тока, напряжения и мощности в цепи. Часто значения измеряемых величин известны заранее, например, напряжение сети или аккумуляторной батареи.

б) В зависимости от рода измеряемой величины, постоянного или переменного тока, выбирают систему прибора. Для технических измерений постоянного и переменного тока выбирают соответственно магнитоэлектрическую и электромагнитную системы. При лабораторных и точных измерениях для определения постоянных токов и напряжений применяют магнитоэлектрическую систему, а для переменного тока и напряжения — электродинамическую систему.

в) Выбирают предел измерения прибора таким образом, чтобы

измеряемая величина находилась в последней, третьей части шкалы

г) В зависимости от требуемой точности измерения выбирают класс

4. Способы включения приборов в цепь

Амперметры включают в цепь последовательно с нагрузкой, вольтметры - параллельно, ваттметры и счетчики, как имеющие две обмотки (токовую и напряжения), включают последовательно – параллельно .

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:

  • амперметры (измерители тока)
  • вольтметры (измерители напряжения)
  • ваттметры (измерители мощности)
  • мультиметры (иначе тестеры, авометры) — комбинированные приборы
  • частотомеры — для измерения частоты колебаний электрического тока
  • омметры (измерители сопротивления)
  • счетчики электрической энергии и др.

Различают две категории электроизмерительных приборов:

  • рабочие — служат для для практических измерений.
  • образцовые — для градуировки и поверки рабочих приборов.


Принцип работы

Несмотря на модификацию, во все электроизмерительные приборы вмонтированы преобразующие устройства. Первое выполняет задачу по конвертации измеряемых величин в сигнал, а второе - представляет их в доступной для восприятия форме. Последние устройства, как правило, имеют шкалу и стрелку или же цифровое табло (дисплей).

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

Электроизмерительные приборы нашли свое применения в различных областях - помимо научных исследований, их применяют как в промышленности и энергетике, так и на транспорте, в связи, а также в медицине. Также электроизмерительные приборы используются и повсеместно в быту для учета электроэнергии.

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.

Читайте также: