2мавзу. Электр ЛЧАШЛАР ВА Электр лчаш асбоблари режа

• Название: 2мавзу. Электр ЛЧАШЛАР ВА Электр лчаш асбоблари режа
• Дата: 09.12.2021
• Размер: 45.41 Kb.
• Имя файла: 2_5188685449824047097.docx
• Тип: Документы; #297472

2-МАВЗУ. ЭЛЕКТР ЎЛЧАШЛАР ВА ЭЛЕКТР ЎЛЧАШ АСБОБЛАРИ
Режа:

1. 
   Электр ўлчаш асбоблари ҳақида тушунча.
   
2. 
   Электр ўлчаш усуллари ва ўлчаш хатолиги.
   
3. 
   Ток ва кучланишни ўлчаш.
   
4. 
   Электр ўлчаш асболари
   

Таянч сўз ва иборалар: ноль усули, таққослаш усули, бевоста ўлчаш, билвосита ўлчаш, бевосита бахолаш усули, ўлчаш хатолиги, нисбий хатолик, тасодифий хатолик, ток, қаршилик, қувват, ўлчаш, ўлчаш асбоби, абсольют хатолик, асосий хатолик, асбобнинг сезгирлиги.
2.1. Электр ўлчаш асбоблари ҳақида тушунча

Электр ўлчаш техникаси ёрдамида амалда маълум бўлган барча физик миқдорлар, яъни электрик ва ноэлектрик миқдорларни, ўзгармас ва вақт бўйича ўзгарувчан миқдорларни кенг кўламда ва узоқ масофадан ўлчаш мумкин. Шунинг учун хам электр ўлчаш усуллари хилма-хилдир. Электр ўлчаш усулларига бевосита бахолаш усули ва таққослаш усуллари киради.

Агар ўлчанадиган катталикнинг қиймат олдиндан даражалаб қўйилган ўлчаш асбобининг хисоблаш қурилмасидан бевосита олинган бўлса, бундай ўлчаш бевосита бахолаш усули дейилади. Масалан, ток кучини ўлчаш амперметр билан, кучланишни ўлчаш-вольтметр билан, қувватни ўлчаш ваттметр билан олиб борилади ва хоказо.

Агар ўлчанадиган катталикнинг қиймати ўлчов намунаси билан солиштириб аниқланса, бундай ўлчаш усули таққослаш усули дейилади. Таққослаш усули ўз навбатида ноль дифференциал, алмаштириш ва устма-уст тушириш усулларига бўлинади. Таққослаш усулига кўприксимон занжирлардаги қаршилик, сиғим ва индуктивликларни ёки потенциометрлардаги кучланиш ва ЭЮК ларни ўлчаш усуллари мисол бўла олади. Амалда таққослаш усулларидан ноль ва дифференциал усуллар энг кўп қўлланилади.

Ноль усулда ўлчанаётган катталикнинг қиймати намуна ўлчов билан солиштиришда хосил бўлган фарқ нолга тенглашгкнча ўзгартириб борилади. Бунда потенциометрда кучланишни, мувозанат кўприксимон занжирларда қаршиликни ўлчашлар мисол бўла олади. Солиштириш фарқи солиштириш асбобида ёки ноль индикаторида кузатилади. Ноль ўлчаш усули жуда аниқ ўлчаш усулидир. Чунки бундай ўлчашда юқори аниқлик намуна ўлчови ва сезгирлиги юқори таққослаш асбоби, масалан, гальвонометр ишлатилади.

Дифференциал усулда ўлчанаётган катталикнинг қиймати намуна ўлчов билан таққосланади ва хосил бўлган фарқ оддий электр ўлчаш асбоби билан ўлчанади. Дифференқиал усул бир-биридан кам фарқ қилган иккита миқдорни таққослаш ва ўлчаш учун ишлатилади. Шунинг учун хам бу усулнинг ўлчаш аниқлиги юқоридир. Масалан, икки миқдорнинг фарқи 1% га тенг бўлиб, бу фарқ 1,5% хатолик билан ўлчанса, у холда ўлчанадиган миқдор 0,015% хатолик билан ўлчанади.

2.2. Электр ўлчаш усуллари ва ўлчаш хатолиги

Юқорида кўриб чиқилган усулларнинг қайси биридан фойдаланмайлик, ўлчаш натижасини тўғридан-тўғри ёки билвосита олиш мумкин.

Тўғридан-тўғри ўлчаш- бу ўлчанувчи миқдорни тўғридан тўғри тажрибадан, яъни бевосита ўлчаш асбобининг кўрсатишидан олишдир. Масалан, кучланишни вольтметрда, қувватни ваттметрда ўлчаш ва хоказо.

Билвосита улчашбу аникланиши лозим булган миадорни шу микдорни ва бевосита улчаш мумкин булган бошка мик-дорларни узаро богловчи маълум ифодадан топишдир. Масалан, кучланишни вольтметр ёрдамида ва токни амперметр ёр-дамида улчаб, каршиликни топишдир. Баъзи ҳолларда, айник-са, илмий текшириш ишларида улчаш натижаси улчанувчи микдор билан тенгламалар оркали богланган бир канча мик-дорларни тўғридан-тўғрри ёки билвосита улчаб, сунгра тенгламаларни ечиш оркали топилади ва бундай улчаш биргалик-, даги улчаш деб аталади. Бунга материаллар каршиликларининг температура коэффициентини топиш мисол булади

Ҳар қандай улчашда улчаш натижаси улчанаёгган микдор­нинг х.ак.икий к.ийматидан бироз фарк. килади. Бу фарк улчаш. хатолаги деб аталади. Баъзан улчаш натижасинн бахолашда,улчаш аниклиги" дан фойдаланилади. Улчаш аниклиги ул­чаш натижасининг х.акикий микдорига канчалик як.инлирини курсатади. Юкори улчаш аниклигининг юкори булишига ул­чаш хатоси кичик булганида эришилади.

Улчанган микдор (А_ў) билан улчанаётган микдорнинг х.а­к.икий киймати (А_ҳ) орасидаги айирма улчашдаги абсолют хатолик деб аталади ва билан белгиланади, яъни:

Δ = А_ў — А_х

Абсолют хатонинг улчанаётган микдорнинг х.акикий қийматига нисбати улчашдаги ниобий хатолик деб аталади ва β билан белгиланади, яъни:



Агар улчанган микдор улчаняётган микдорнинг х.акиқий кийматидан катта булса, улчашдаги нисбий хатолик мусбат ва, аксинча, кичик булса, манфий булади.

Хатоликл арнинг узгариш характерига к.араб уларни даврий ва тасодифий хатоликларга ажратиш мумкин

Даврий хатолик — бу бир хил микдорларни кайта улчаганда уз кийматини ёки узгариш конуниятини узгартирмайдиган хатоликдр.

Тасодифий хатолик-бу бир хил микдорни кайта улча-ганда уз кийматини бирор конуниятга буйсунмаган х.олда тасодифан узгартирувчи хатоликдир.

2.3. Ток ва кучланишни ўлчаш

Ток ва кучланишни бевосита улчаш учун амперметр ва вольтметрлардан фойда­ланилади. Амперметр ва вольметрлар магнитоэлектрик (факат узгармас ток занжири учун); электромагнит, электродинамик, ферродинамик (узгармас ва узгарувчан ток учун); индукцион, тугрилагичли (узгарувчан ток учун) ва боища системаларда булиши мумкин.

Токни ўлчаш учун занжирни кулай жойидан узиб, ампер­метр А ни истеъмолчи каршилиги R билан кетма-кет улаш керак.

К учланишни улчаш учун занжирнинг исталган (кучланиши улчанувчи) қисмига вольтметр параллел килиб уланади. Вольтметр деганда шкаласи вольтларла даражаланган катта кушимча ички қаршилиги нисбатан катта милливольтметр тушунилади

Ўзгармас ток занжирларида кувватни амперметр ва вольтметр ёрдамида улчаш мумкин. Бунинг учун бир вактда икки асбобнинг курсатишини ёзиб олиш ва сунгра улчанган ток ва кучланиш кийматлари узаро купайтирилади Бу ҳолда улчаш аниклиги анча паст булади, шунинг учун узгармас ток кувватини улчаш учун амалда электродинамик ваттметр ишлатила­ди.

Узгарувчан ток занжирида кувватни амперметр ва вольт­метр билан улчаб бўлмайди, чунки узгарувчан ток занжирининг куввати ток ва кучланишдан ташкари кувват коэф-фициенти сой» га х.ам борликдир. Демак, узгарувчан ток кувватини амперметр, вольтметр ва фазометр билан улчаш мумкин, деган хулоса чикади. Аммо бундай улчаш анча нокулайдир, чунки бир вактнинг узида учта асбобнинг курсати­шини ёзиб олии: анча кийин, иккинчи томондан кувватни улчашдаги хатолик учта асбоб айрим хатоликларига борлик булади. Шунинг учун узгарувчан ток занжирларидаги кув-ват факат электродинамик ва ферродинамик ваттметрлар би­лан улчанади.

Электродинамик ваттметрларнинг аниклиги феродинамик вагтметрникига нисбатан юқори булганлиги учун уларни юкори аниклик билан улчаш керак булганда ҳамда юкори частотали (2000 Гц гача) ўзгарувчан ток занжярларида ишлатилади. Юкори частотали кувватларни ўлчашда термоэлектрик ва электрон ваттметрлардан ҳам фойдаланиш мумкин. Ферроди­намик ваттметрлар. асосан, саноаг частотасида шчит асбоби сифатида ишлатилади.

Бир фазали узгарувчан ток занжиридаги актив кувватни Улчаш учун ваттметрни улаш схемаси 2.1-расмда курсатилган.

Уч фазали ток занжиридаги актив кувватни улчаш учун битга, иккита ва учта ваттметр усулларидан фойдаланилади.

Электротехникада учрайдиган резисторлар, электр машиналари, электр асбоблари ва бошқаларнинг каршиликларини шартли равишда кичик (1 Ом гача), уртача (1 дан 10⁶ Ом гача) ва кагга (10^Г) Ом дан юкори) каршиликларга булиш мумкин. Амалда улчанадиган каршиликнинг микдори ва талаб қилинган улчаш аниклигига караб хар хил улчаш усуллари ва воситалари кулланади.

Қаршиликни улчашда куйидаги улчаш усулларидан фойдаланиш мумкин: а) амперметр ва вольтметр усули; б) омметр ердамида бевосита бах.олаш усули; в) солиштириш усули.

Амперметр ва вольтметр усули. Узгармас ток заижирида каршиликни амперметр ва вольтметр ердамида улчаш билвосита улчаш усулига мисол булади.

Солиштириш усули. Каршилик юқорида курилган усуллар ёрдамида улчанганда улчаш хатолиги 1-3% атрофида була­ди. Каршиликни юкори аник.ликда улчаш учун куприк ва компенсация усулларига асосланган солиштириш усулидан фойдаланишга тугри келади. Ўзгармас ток куприги икки хил булади: якка куприк ва кушалоц куприк. Якка, яъни оддий куприк, асосан, уртача (2— 10⁵Ом) қаршиликларни, қўшалоқ куприк эса кичик қаршиликларни улчаш учун хизмат килади қилади.

2.4. Электр ўлчаш асболари.

Махсус техник воситалар – ўлчаш асбоблари ёрдамида физик катталикларнинг қийматларини тажриба йўли билан аниқлаш ўлчаш дейилади. Ўлчаш натижаси сон билан ифодаланади. Масалан, кучланиш 220 В.

Маълум ўлчамдаги физик катталикларни акс эттиршда фойдаланиладиган ашёвий ўлчаш воситаси ўлчов деб аталади. Электр қаршилигининг ўлчови – ўлчаш резисторлари (қаршилик ғалтаклари), электр юритувчи куч ва кучланишларнинг ўз ва ўзаро индуктивлик ўлчаш ғалтаклари, электр сиғимининг ўлчови – намунавий конденсаторлар.

Ўлчаш маълумотларини кузатувчининг бевосита ўзлаштириши учун қулай бўлган шаклда кўрсатувчи техник восита ўлчаш асбоби дейилади.

Барча электр ўлчаш асбоблари икки турга бўлинади: аналогли ва рақамли. Кўрсатиши ўлчанаётган миқдорнинг ўзгаришига узлуксиз боғлиқ бўлган асбоби аналогли ўлчаш асбоби деб аталади. Ўлчаш маълумотлари автоматик ҳолда дискрет сигналларни хосил қиладиган ва кўрсатиши рақам шаклида ифодаланадиган асбоблар рақамли ўлчаш асбоблари деб аталади.

Ўлчаш маълумотларининг очилиш усулига қараб ўлчаш асбоблари қуйидагиларга бўлинади:

Кўрсатувчи асбоблар (ўлчаш натижасини шкала бўйича кўриш мумкин):

Қайд қилувчи асбоблар (ўлчаш натижасини тасмада акс эттиради).

Ўлчаш асбоблари ўлчов билан таққослаш усули бўйича бевосита ва билвосита таққослаш асбобларига бўлинади. Бевосита таққослайдиган асбобда сигнални бир ёки бир нечта ўзгариш назарда тутилган. Буларга стрелкали амперметрлар, вольтметрлар, ваттметрлар ва шунга ўхшаш асбоблар мисол бўлади. Билвосита таққослаш асбоблари ўлчанаётган миқдорларни маълум миқдор билан таққослашга ассоланган. Буларга ўлчаш кўприклари, потенциометрлар мисол бўлади. Кўп ҳолларда бевосита баҳолайдиган электр ўлчаш асбобларидан фойдаланилади. Бундай асбоблар билан ўлчашда ўлчовнинг кераги йўқ. Ўлчов дастлаб асбоб шкаласини даражалашда фойдаланилади, холос. Солиштириб ўлчайдиган асбоблар ўлчашни юқори аниқлик билан бажаришни таъминлайди, улар сезгирликка эга. Лекин, ўлчашнинг бу усули мураккаб ва кўп вақт сарфлашни талаб қилади.

Ўлчаш асбобининг аниқлиги унинг хатолиги нолга қанчалик яқинлигини билридувчи кўрсаткичдир. Стрелкали ўлчаш асбобларининг аниқлиги келтирилган хатолик билан баҳоланади:



Бу ерда: А_ў- ўлчанган миқдор; А_х- ўлчанадиган миқдорнинг хақиқий қиймати; Δ – абсолют хатолик.

Ўлчаш хатолиги асбобдаги камчиликлар (ишқаланиш, қўзғалувчан қисмларнинг мувозанатланмаганлиги, шкаланинг нотўғри ўрнатилиши ва ҳоказолар) ҳамда ташқи таъсирлардан келиб чиқади.

Нормал иш шароитларида аниқланган келтирилган хатолик асбобнинг асосий хатолиги деб аталди. Асосий хатолик бўйича бевосита баҳолайдиган асбоблар ГОСТ бўйича 8 та аниқлик синфига ажратилади: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5 ва 4. Улар ўлчаш асбобларининг шкалаларида кўрсатилган бўлади. Аниқлик синфини билдирувчи рақам асосий энг катта жоиз келтирилган хатоликни билдиради. Масалан, асбобнинг аниқлик синфи 0,2 бўлганда бўлади.

Қўшимча хатоликлар асбоб ишлаш шароитларининг нормал шароитлар (муҳит температураси, ишчининг нормал ҳолати, ўзгарувчан токнинг кучланиши ва частотаси) дан четга чиқиши оқибатида келиб чиқади. Ташқи магнит ва электр майдонларнинг мавжудлиги ҳам ўлчашда қўшимча хатоликни вужудга келтиради.

Ишлатиш шароитга қараб электр ўлчаш асбоблари қуйидаги туркумларга бўлинади: А (теипература оралиғи +10 дан +35⁰ С гача; муҳитнинг нисбий намлиги 80% гача); Б (-30 дан +40⁰ С гача; 90% гача); В₁ (-40 дан +50⁰ С гача; 95% гача ;); В₂ (-50 дан +60⁰ С гача; 95% гача), В₃ (-50 дан +80⁰ С гача; 98% гача).

Тропик иқлим шароитида ишлатишга мўлжалланган электр ўлчаш асбобларида “Т” белгиси бўлади.

Асбобнинг сезгирлиги ўлчаш асбобининг чиқиш қисмидаги сигнал ўзгариши (Δl) нинг кириш қисмидаги сигнал ўзгартирувчи (Δx) га нисбатидир:



Асбобнинг сезгирлиги ўлчанаётган миқдорлар бирлигига мос келувчи шкаланинг бўлинмалар сони билан аниқланади.

Асбобнинг ўзи истеъмол қиладиган қувват. Электр ўлчаш асбобининг ишлаши электр энергиянинг сарфланиши билан боғлиқдир. Бунда асбобнинг электр занжири қизийди. Асбобнинг қувват исрофи ва унинг параметрлари шундай бўлиши керакки, асбоб уланганда ўлчаш бажарилаётган занжирнинг иш режими ўзгармаслиги керак.

Асбобнинг тез ишлай олиши. Ўлчанаётган миқдорлар ўзгарганда асбобнинг қўзғалувчан қисми (стрелка) бирор мувозанат ҳолатдан иккинчи мувозанат ҳолатга ўтади. Стрелканинг шкала узунлиги бўйича 1% дан ошмагандаги тебраниш амплитудаси учун кетган вақт оралиғи тинчланиш вақти деб аталади. Барча ўлчаш асбоблари тинчлантиргичлар (демпферлар) билан таъминланади. Тинчланиш вақти 4-6 секунддан ошмаслиги керак.

Изоляция мустаҳкамлиги. Ўлчаш асбоблари ва ёрдамчи қисмларнинг изоляцияси етарли мустаҳкамликка эга бўлиши керак. Изоляция ГОСТ 1845-59 га мувофиқ 1 минут давомида 2 дан5 кВ гача кучланишга бардош бериши керак (мос равишда тармоқ кучланиши 40 В дан 2 кВ гача бўлганди).

Электр ўлчаш асбобининг асосий қисмлари ундаги ўлчаш занжири ва ўлчаш механизмидир. Ўлчаш занжири (кучланиш, қувват, частота ва бошқалар) ни унга пропорционал бўлган ва ўлчаш механизмига таъсир этувчи катталикка айлантириб беради. Масалан, вольтметрнинг ўлчаш занжири ўлчаш механизмининг чулғамидан ва қўшимча қаршиликдан иборат. Бундай қаршилик зандири ўзгармасдир. Демак, ўлчаш механизми орқали кучланишга пропорционал бўлган ток ўтади.

Ўлчаш механизми (ЎМ) ўлчаш асбоби консрукциясининг бир қисми бўлиб, элементлариннг ўзаро таъсири натижасида уларнинг бир-бирига нисбатан харакатини вужудга келтиради. Ўлчаш механизми қўзғалмас ва қўзғалувчи қисмлардан иборат. Ўлчаш механизми чулғамидаги токнинг қўзғалмас қисмининг магнит (ёки электр) майдони билан таъсирлашиши натижасида механизмнинг қўзғалувчи қисми сурилади. Айлантирувчи момент М ўлчанаётган миқдорларга бир хилда боғлиқ. Ўлчанаётган катталикнинг қиймати қўзғалувчи қисмининг сурилишига қараб аниқланади.

Айлантирувчи момент тескари таъсир кўрсатувчи момент М билан мувозанатда бўлганда қўзғалувчи қсм стрелка билан биргаликда ўлчанаётган катталик қийматига мос келадиган аниқ ҳолатни эгаллайди. Ўлчаш асбобларидаги тескари таъсир кўрсатувчи момент кўпинча пружиналар, торқилар ёрдамида ҳосил қилинади.

Қўзғалувчан қисмнинг сурилиши мувозанат ҳолатда бўлиши моментларнинг тенглиги М=М билан ифодаланади.

Асосий электромеханик ўлчаш механизмларига магнитоэлектрик, электромагнит, электродинамик ва индукцион механизмлар киради.

Магнитоэлектрик механизм. Қўзғалувчан рамкали магнитоэлектрик ўлчаш механизмлари ташқи ва рамка ичидаги магнитли кўринишларда бажарилади. Иккинчи хилдагиси асбобларнинг 80% дан кўпроғига ўрнатилади.

Ички рамали магнитли механизмларда ўзак вазифаси ўзгармас магнит бажаради. Уни юмшоқ пўлатдан ясалган халқасимон магнит ўтказгич ўраб туради. Ҳаво оралиғида (зазорда) бир текис радиал магнит майдони ҳосил қилиш учун юмшоқ пўлатдан ясалган қутб учликлар хизмат қилади.

Электродинамик механизмлар. Электродинамик механизмли асбобларнинг ишлаши токли ўтказгичларнинг ўзаро таъсир принципи (токлари қарама-қарши йўналаган, иккита ўтказгич бир-биридан итарилиши, токлари бир хил йўналишда бўлса, бир-бирига тортилиши) га асосланади. Бундла ўзаро таъсирини ғалтаклардан биридаги токнинг бошқа ғалтакда ҳосил бўлган токнинг магнит майдон билан ўзаро таъсири, деб хулоса чиқариш мумкин.

Ферродинамик механизмлар. Электродинамик механизмли асбобларнинг ташқи магнит майдон таъсирига берилишини ва айлантирувчи моментининг нисбатан кичик бўлиши механизмда электротехник пўлат пластинкалардан ёки пермаллойдан иборат ферромагнитли магнит ўтказгични қўллаш билан бартараф қилиш мумкин. Шундай магнит ўтказгичли электродинамик асбоблар ферродинамик асбоблар деб аталади.

Индукцион механизмлар. Индукцион механизмли асбобларда айлантирувчи момент қўзғалмас контурлар ҳосил қилган ўзгарувчан магнит оқимлари ва асбобнинг қўзғалувчан қисмида шу оқимлар индуктиланган уюрма токларнинг ўзаро таъсири натижасида юзага келади. Бундай асбобларнинг ишлаш принципидан кўринадики, улар фақат ўзгарувчан ток занжирларида қўлланилиши мумкин.

Хозирги вақтда индукцион ўлчаш механизмлари фақат электр энергияси счётчикларида қўлланилади.

Қаршиликлар,фазалар фарқи, частота, температура, босим, идишдаги суюқлик сатҳи ва ҳоказоларни ўлчаш учун логометрлардан фойдаланилади. Бунда кучланишга боғлиқ бўлган токнинг эмас, балки икки токнинг ўзаро нисбати ўлчанади (“логос” грекча сўз бўлиб, нисбат деган маънони билдиради).

Магнитоэлектрик ва электродинамик механизмли логометрлар кенг тарқалган. Бу логометрларнинг ўзига хос хусусияти уларда механик тескари таъсир кўрсатувчи моментнинг йўқлигидир. Бунда айлантирувчи ва тескари таъсир кўрсатувчи моментларни эллектромеханик кучлан хосил қилади ва улар кучланишга турли даражада боғлиқ бўлади. Шунинг учун манба кучланишининг ўзгариши моментлар нисбатини ўзгартирмайди, бинобарин, асбобнинг кўрсатишига таъсир этмайди.

Магнитоэлектрик механизмли логометрнинг қўзғалувчан қисми бир-бирига бирор бурчак остида қаттиқ махкамлаб жойлаштирилган иккита рамка 1 ва 2 дан иборат. Рамкаларга ток учта юмшоқ (моментсиз) кумуш спираллар орқали берилади. Токларнинг йўналиши шундай тезлашиши керакки, рамкаларда хосил қилинган моментлар М₁ ва М₂ ўзаро қарама-қарши таъсир этсин.

Назорат саволлари

1. 
   Электр ўлчаш асбоблари ҳақида тушунча.
   
2. 
   Электр ўлчаш асбобларига қўйиладиган умумий техник талаблар.
   
3. 
   Ўлчаш хатолиги
   
4. 
   Ўлчов асбобларининг синфланиши.
   
5. 
   Ўлчов асбобларининг умумий элементлари.