Набор тем Электрические измерение. 1. Введение. История электроизмерительной науки. Ключевой слов
 Скачать 2.29 Mb.
|
|
14-тема. Измерительный приборы электрические величины. План: 1. Общие сведения об электроизмерительных приборах. 2. Электромеханические измерительные приборы. 3. Области применения электромеханических приборов. 4. Способы включения приборов в цепь. Ключевой слов: метрология, средства электрических измерений, электроизмерительные приборы, методы измерений, виды измерений. 1. Общие сведения об электроизмерительных приборах. 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 рисунке приведены общие обозначения показывающих и регистрирующих приборов.  Рис.1.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 прибора. г) В зависимости от требуемой точности измерения выбирают класс точности прибора. 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.  Рис.2.Схемы включения электроизмерительных приборов в электрическую цепь. 15-тема. Виды электрические величины План: 1. Таблица единицы электрические величины. 2. Десятичный множители и их обозначение. 3. Формулы и тарифы электрические величины. Ключевой слов: единица измерения в СИ, электрической величины, сила электрического тока, электрическое напряжение, заряд, сопротивление, емкость, индуктивность. Рассмотрим основные электрические величины, которые мы изучаем сначала в школе, затем в средних и высших учебных заведениях. Все данные для удобства сведем в небольшую таблицу. После таблицы будут приведены определения отдельных величин, на случай возникновения каких-либо непониманий. Таблица№1
Существуют десятичные приставки, которые используются в названии величины и служат для упрощения описания. Самые распространенные из них: мега, мили, кило, нано, пико. В таблице приведены и остальные приставки, кроме названных. Таблица№2
Сила электрического тока в 1А – это величина, равная отношению заряда в 1 Кл, прошедшего за 1с времени через поверхность (проводник), к времени прохождения заряда через поверхность. Для протекания тока необходимо, чтобы цепь была замкнутой. Сила тока измеряется в амперах. 1А=1Кл/1c В практике встречаются: 1кА = 1000А ; 1мА = 0,001А; 1мкА = 0,000001А. Электрическое напряжение – разность потенциалов между двумя точками электрического поля. Величина электрического потенциала измеряется в вольтах, следовательно, и напряжение измеряется в вольтах (В). 1Вольт – напряжение, которое необходимо для выделения в проводнике энергии в 1Ватт при протекании по нему тока силой в 1Ампер.Единица измерения напряжения электрического тока представляет собой следующее отношение 1В=1Вт/1А. В практике встречаются следующие варианты единиц измерения электрического потенциала, а точнее разности потенциалов: 1кВ = 1000В; 1мВ = 0,001В. Электрическое сопротивление – характеристика проводника препятствовать протеканию по нему электрического тока. Определяется как отношение напряжения на концах проводника к силе тока в нем. Измеряется в омах (Ом). В некоторых пределах величина постоянная. 1Ом – сопротивление проводника при протекании по нему постоянного тока силой 1А и возникающем при этом на концах напряжении в 1В. Из школьного курса физики все мы помним формулу для однородного проводника постоянного сечения: R=ρlS – сопротивление такого проводника зависит от сечения S и длины l где ρ – удельное сопротивление материала проводника, табличная величина. Между тремя вышеописанными величинами существует закон Ома для цепи постоянного тока.Ток в цепи прямо пропорционален величине напряжения в цепи и обратно пропорционален величине сопротивления цепи – закон Ома. I=U/R Электрической емкостью называется способность проводника накапливать электрический заряд. Емкость измеряется в фарадах (1Ф). 1Ф = 1Кл/1В 1Ф – это емкость конденсатора между обкладками которого возникает напряжение 1В при заряде в 1Кл. В практике встречаются: 1пФ = 0,000000000001Ф; 1нФ = 0,000000001Ф Индуктивность – это величина, характеризующая способность контура, по которому протекает электрический ток, создавать и накапливать магнитное поле. Индуктивность измеряется в генри. 1Гн = (В*с)/А 1Гн – величина, равная ЭДС самоиндукции, возникающей при изменении величины тока в контуре на 1А в течение 1секунды. В практике встречаются 1мГн = 0, 001Гн Электрическая проводимость – величина, показывающая способность тела проводить электрический ток. Обратная величина сопротивлению. Электропроводность измеряется в сименсах. 1См = Ом-1 Контрольные вопросы 1.Скажите основные электрические величины? 2.Что означается 10-24 и 1027? 3.Электрическое напряжение? 4.Электрическая проводимость? 5. Индуктивность? 16-тема. Аналоговое оборудование. План: 1. Таблица единицы электрические величины. 2. Десятичный множители и их обозначение. 3. Формулы и тарифы электрические величины. Ключевой слов: единица измерения в СИ, электрической величины, сила электрического тока, электрическое напряжение, заряд, сопротивление, емкость, индуктивность. 17-тема. Приборы сравнения. План: 1.Структурные схемы приборов сравнения. 2. Схема одинарного моста. 3. Схема двойного моста. 4. Схема моста переменного тока. Ключевой слов: равновесном режиме, неравновесном режиме, одинарные мосты. Приборы сравнения предназначены для непосредственного сравнения измеряемой величины с величиной, значение которой известно (с мерой). Приборы сравнения могут работать в двух режимах: в равновесном режиме и в неравновесном режиме. Структурные схемы приборов сравнения приведены на рис.1.  Рис.1. Структурные схемы приборов сравнения. При работе в равновесном режиме (а) измеряемая величина Х полностью компенсируется воздействием меры. Значение меры или ее части, необходимой для компенсации величины Х, в процессе измерения определяется по отсчетному устройству. В неравновесном режиме разность показаний между мерой и измеряемой величиной измеряется в отсчетном устройстве, шкала которого градуирована в единицах измеряемой величины. В данном курсе будут рассмотрены мосты постоянного и переменного тока и компенсаторы. Мосты постоянного тока. Одинарный мост.Одинарные мосты постоянного тока предназначены для измерения сопротивлений величиной от 10 Ом и более. Схема одинарного моста приведена на рис.2.  Рис.2. Схема одинарного моста. Диагональ, обозначенная на рисунке bd- называется диагональю питания. В нее включен источник питания (батарея) G. Диагональ ас называется измерительной диагональю. В нее включен указатель равновесия (гальванометр) Р. Выведем условия равновесия моста. Двойные мосты постоянного тока. Для точных измерений сопротивлений малой величины применяют двойные мосты.В процессе измерения измеряемое сопротивление Rx сравнивается с образцовым сопротивлением R0. Уравнения, поясняющие процесс измерения приведены ниже. Схема двойного моста представлена на рис.3.  Рис.3. Схема двойного моста. Мосты переменного тока. Мосты переменного тока применяются для измерения, как активных,так и реактивных сопротивлений (емкостных и индуктивных). Схема моста переменного тока приведена на рис.4.  Рис.4. Схема моста переменного тока. Контрольные вопросы 1.Объясните структурные схемы приборов сравнения? 2. Объясните схема одинарного моста? 3. Объясните схема двойного моста? 4. Объясните схема моста переменного тока? |