Общие сведения об электроизмерительных приборах

Их классификация

 

Электроизмерительные приборы классифицируются по различным признакам. В зависимости от основной приведенной погрешности электроизмерительные приборы

разбиты на классы точности. Класс точности указывается на шкале прибора и обозначает наибольшую приведенную погрешность в процентах.

 

В зависимости от принципа действия имеются следующие наиболее употребительные системы приборов:

 

· магнитоэлектрическая;

· электромагнитная;

· электродинамическая;

· термоэлектрическая;

· индукционная;

 

· электростатическая;

· тепловая;

· электронная.

По роду измеряемой величины электроизмерительные приборы делятся на:

 

· вольтметры (для измерения напряжения и ЭДС);

· амперметры (для измерения силы тока);

· ваттметры (для измерения электрической мощности);

 

· счетчики (для измерения электрической энергии);

· омметры, мегаомметры (для измерения электрического сопротивления);

· частотомеры (для измерения частоты переменного тока);

· фазометры (для измерения угла сдвига фаз).

По роду тока различают электроизмерительные приборы

 

· постоянного тока,

· переменного тока и

 

· комбинированные.

 

По способу установки различают щитовые приборы, предназначенные для монтажа на приборных щитах и пультах управления, и переносные приборы.

 

На шкалу электроизмерительного прибора наносятся условные обозначения, основные из которых приведены в табл.

 

1,5	Класс точности 1,5
–	Постоянный ток
	Переменный (однофазный) ток
	Постоянный и переменный токи
»	Трехфазный ток
	Прибор магнитоэлектрической системы
	Прибор электромагнитной системы
	Прибор электродинамической системы
	Прибор индукционной системы
	Прибор устанавливается горизонтально; вертикально; под углом
	60°
	Изоляция прибора испытана при напряжении 2 кВ
А	Для закрытых отапливаемых помещений
Б	Для закрытых неотапливаемых помещений
В	Для полевых и морских условий

 

 

Электромеханические измерительные приборы относятся к приборам прямого преобразования, в которых электрическая измеряемая величина непосредственно преобразуется в показание отсчетного устройства. Таким образом, любой электромеханический прибор состоит из следующих главных частей: неподвижной, соединенной с корпусом прибора, и подвижной, механически или оптически связанной с отсчетным устройством.

 

Отсчетное устройство предназначено для наблюдения значений измеряемойвеличины. Оно состоит из шкалы и указателя, располагаемых на лицевой стороне прибора

 

Шкалой называется совокупность отметок(штрихов),расположенных вопределенной последовательности, и проставленных у некоторых из них чисел отсчета, соответствующих ряду последовательных значений измеряемой величины. Шкалы могут быть равномерными и неравномерными (квадратичными, логарифмическими и др.).

 

Расстояние между двумя соседними штрихами называется делением шкалы. Разность значений измеряемой величины, соответствующая двум соседним отметкам, называется ценой деления. Таким образом, по цене деления можно получить представление об абсолютной погрешности прибора.

 

Шкала называется односторонней, если нулевая отметка помещена у ее начала, и двусторонней — при нуле посередине.Шкалу наносят на циферблат прибора;на немже помещают название прибора и условные обозначения.

 

Указатели делятся на стрелочные и оптические. Оптические указатели состоят из источника света, зеркальца, расположенного на подвижной части, и системы зеркал, удлиняющих путь луча света и направляющих его на полупрозрачную шкалу. Оптические указатели обеспечивают большую чувствительность прибора и меньшую погрешность отсчета по сравнению со стрелочными.

 

Погрешности приборов

 

Практика показывает, некоторая погрешность

 

 

что при всяком измерении непрерывной величины неизбежна

D	— разница между измеренным Аиз	и действительным А

 

значениями измеряемой величины: D = А_из —А. Эту разницу называют абсолютной погрешностью измерения. Она определяется систематическими и случайнымипогрешностями прибора, а также ошибками оператора.

 

Систематические погрешности изменяются по определенному закону и возникаютвследствие факторов, которые могут быть учтены: влияние внешних условий (температура, радиация, электромагнитные поля), несовершенство метода измерения, несовершенство измерительного прибора.

 

Случайные погрешности возникают вследствие факторов,которые не поддаютсянепосредственному учету. Оценку случайных погрешностей можно произвести только при очень большом числе повторяющихся измерений, используя методы теории вероятностей.

 

Ошибки оператора (в записи,в определении цены деления прибора и др.),обычнолегко выявляемые в ряду наблюдений по значительным отклонениям результата измерения от средних или примерно ожидаемых значений, исключают из записей и при обработке результатов измерения не учитывают.

 

Для более полной характеристики измерений вводят понятие относительной погрешности измерения ^d:

 

		d =	А	- А	100 =	D
			из				100%
	d			А		А
Величины А и		характеризуют точность измерения.

Во многих случаях возникает необходимость охарактеризовать точность прибора.

Для этой цели вводится понятие приведенной погрешности измерения:

 

g =  D 100%

А max

где А_max, — максимальное значение шкалы прибора, т. е. предельное значение измеряемой величины.

 

Наибольшая приведенная погрешность определяет класс точности прибора. Если, например, класс точности амперметра равен 1,5, то это означает, что наибольшая приведенная погрешность ^g =±1,5%. Если прибор рассчитан на измерение токов до 15 А, то абсолютная погрешность измерения этим прибором составит

 

^{D= A} max ₁₀₀ ^{g = 0, 225 A}

 

Если указанным прибором		измерить ток 10А,			то относительная погрешность
измерения не превысит	g = 2,25%		, если тем же		прибором измерить ток 1А, то
относительная погрешность измерения не превысит				g	= 22, 5%	.

 

Этот пример показывает, что при точных измерениях прибор следует подбирать так, чтобы значение измеряемой величины приходилось на вторую половину шкалы.

 

Различают основную и дополнительную погрешности. Основные погрешности возникают при нормальных условиях работы, указанных в паспорте прибора и условными знаками на шкале. Дополнительные погрешности возникают при эксплуатации прибора в условиях, отличных от нормальных (повышенная температура окружающей среды, сильные внешние магнитные поля, неправильная установка прибора и др.)