Электроизмерения. электроизмерения. Электроизмерения для всех специальностей

• Название: Электроизмерения для всех специальностей
• Анкор: Электроизмерения
• Дата: 25.08.2022
• Размер: 68 Kb.
• Имя файла: электроизмерения.doc
• Тип: Документы; #652790

К О Н С П Е К Т

для занятия по теме:

«Электроизмерения»

для всех специальностей


Составил: мастер

производственного обучения
Шкуратов А.В. ___________

Электроизмерения

1. 
   Основные понятия.
   

Электроизмерительные приборы служат для контроля за режимами работы электрических установок, их испытаний и учёта расходуемой электрической энергии.

В зависимости от назначения электроизмерительные приборы подразделяются на:

• 
  амперметры (измерители тока),
  
• 
  вольтметры (измерители напряжения),
  
• 
  ваттметры (измерители мощности),
  
• 
  омметры (измерители сопротивления),
  
• 
  частотомеры (измерители частоты переменного тока),
  
• 
  счётчики электрической энергии,
  
• 
  другие (эл.термометры, манометры и пр.).
  

В зависимости от принципа действия электроизмерительные приборы относятся к различным системам, из них основные:

• 
  магнитоэлектрические,
  
• 
  электромагнитные,
  
• 
  электродинамические,
  
• 
  ферродинамические,
  
• 
  индукционные.
  

По способу измерения электроизмерительные приборы разделяют:

• 
  приборы непосредственной оценки,
  
• 
  приборы сравнения.
  

Приборами непосредственной оценки производят отсчёт измеряемой величины непосредственно по шкале прибора. К ним относятся амперметры, вольтметры, ваттметры и др. Основной частью такого прибора является измерительный механизм. По конструкции отсчётного устройства такие приборы делятся на приборы с механическим указателем (стрелочные) и электронные приборы со стрелочным или цифровым указателем отсчёта.

В приборах сравнения измерения осуществляются путём сравнения измеряемой величины с какой-либо образцовой мерой или эталоном. К таким приборам относятся различные мосты для измерения сопротивлений и компенсационные измерительные устройства (потенциометры). В качестве сравнивающего прибора обычно используется гальванометр.
Каждый электроизмерительный прибор имеет некоторую погрешность. По степени точности электроизмерительные приборы непосредственной оценки подразделяются на восемь классов: 0,05 – 0,1 – 0,2 – 0,5 – 1,0 – 1,5 – 2,5 – 4,0. Класс прибора показывает погрешность прибора в процентах.

К первым трём классам относятся лабораторные и образцовые приборы. Приборы классов 0,5 – 1,0 – 1,5 используются для различных технических измерений. Они обычно переносные, подключаемые к установкам только на время измерений. Приборы классов 2,5 и 4,0 устанавливаются постоянно на щитах и панелях управления электрическими установками, на электроподвижном составе.

2. 
   Основные виды приборов.
   

1. 
   Магнитоэлектрические приборы.
   

Основой измерительного механизма данных приборов является постоянный магнит с помещённой внутри него подвижной катушкой. Приборы магнитоэлектрической системы применяют для измерения тока и напряжения в цепях постоянного тока. При включении этих приборов в цепь постоянного тока должна быть соблюдена правильная полярность, при которой стрелка отклоняется в требуемую сторону. Для переменного тока магнитоэлектрические приборы непригодны – стрелка прибора будет стоять на нуле. Достоинством приборов магнитоэлектрической системы являются равномерность шкалы, высокая точность и независимость показаний от посторонних магнитных полей. К недостаткам относятся непригодность для измерения переменного тока, необходимость соблюдения полярности и чувствительность к перегрузкам.

2. 
   Электромагнитные приборы.
   

Основой измерительного механизма является катушка со стальным сердечником, помещённым в поле этой катушки. Электромагнитные приборы используются, главным образом, для измерения тока и напряжения в промышленных установках переменного тока. Данные приборы измеряют действующие значения тока и напряжения. Достоинствами приборов с электромагнитной системой являются простота и надёжность конструкции, невысокая стоимость, стойкость к перегрузкам и пригодность для измерений в цепях переменного и постоянного тока. К недостаткам относятся невысокая точность, малая чувствительность, неравномерность шкалы и зависимость показаний от внешних магнитных полей. Для защиты от этих влияний электромагнитные приборы окружают стальными экранами или выполняют астатическими (с двумя катушками, которые нейтрализуют действие внешнего магнитного потока).

3. 
   Электродинамические приборы.
   

Работа электродинамического прибора основана на взаимодействии двух катушек, обтекаемых электрическим током – неподвижной и расположенной внутри её подвижной. Электродинамические приборы применяют обычно в качестве точных лабораторных приборов, а также в качестве ваттметров и счётчиков электрической энергии в цепях постоянного тока. Достоинствами данных приборов являются пригодность для измерения постоянного и переменного тока, равномерность шкалы у ваттметров и относительно высокая точность измерений в цепях переменного тока. К недостаткам относятся сильное влияние внешних магнитных полей на точность измерений, чувствительность к перегрузкам и относительно высокая стоимость.

4. 
   Ферродинамические приборы.
   

Разновидностью электродинамических приборов являются ферродинамические приборы, магнитопровод которых выполнен из ферромагнитных материалов. Благодаря этому и другим особенностям конструкции данные приборы защищены от влияния внешних магнитных полей. Ферродинамические приборы используют в качестве щитовых амперметров, вольтметров и ваттметров, работающих в условиях тряски и вибрации (например на электровозах).

5. 
   Индукционные приборы.
   

Индукционный прибор состоит из двух неподвижных электромагнитов и подвижного алюминиевого диска, укреплённого на одной оси со стрелкой. Индукционные приборы используют, главным образом, в качестве ваттметров и счётчиков электрической энергии в промышленных установках переменного тока. Достоинством индукционных приборов являются высокая стойкость к перегрузкам, большой вращающий момент и малая чувствительность к внешним магнитным полям. К недостаткам относиться сравнительно невысокая точность и зависимость показаний от частоты переменного тока и температурных влияний.

6. 
   Логометры.
   

Для исключения влияния на результаты измерений изменений напряжения применяют логометры – показывающие электроизмерительные приборы, имеющие два измерительных механизма без противодействующих пружин, создающие два противоположно направленных вращающих момента. Логометры используются для измерения сопротивления, частоты переменного тока, температуры, давления и др. Логометры могут быть выполнены с измерительными механизмами любой системы. Например магнитоэлектрический логометр применяется в мегаомметрах.

7. 
   Электронные приборы.
   

Для измерения малых сигналов, а также для измерений в слаботочных цепях широкое распространение получили электронные приборы, представляющие собой сочетание электронного усилителя и магнитоэлектрического милливольтметра или системы цифровой индикации. Электронные приборы благодаря большому входному сопротивлению и малому потребляемому току находят широкое применение в цепях различных электронных устройств управления, где использование обычных приборов может повлиять на режим работы измеряемой цепи. К таким цепям относятся системы управления тиристорами на электровозах и тепловозах, устройства радиосвязи и др. Приборы с цифровой индикацией, кроме того, дают более точный отсчёт измерений, независимый от человека.

3. 
   Измерение основных величин.
   

1. 
   Измерение тока.
   

Д ля измерения тока в цепи амперметр

включают в цепь последовательно

с приёмником электрической энергии.

I Для того, чтобы включение амперметра

не оказывало влияние на работу эл.цепи

R его выполняют с малым внутренним

U сопротивлением, которое практически

можно считать равным нулю.

Если подключить амперметр непосред-

ственно к источнику, то через катушку

прибора пойдёт очень большой ток

и она сгорит.

Для расширения пределов измерения амперметра параллельно амперметру может включаться шунтовой резистор.

2. 
   Измерение напряжения.
   

Для измерения напряжения на каком-либо

участке цепи применяют вольтметр,

который включают параллельно этому

участку. Для того, чтобы включение

волтьметра не оказывало влияние на

U R работу эл.цепи его внутреннее сопротив-

ление делают очень большим, то есть

ток через вольтметр практически

не протекает. Для расширения пределов

измерений применяют делители напря-

жжения или добавочные сопротивления.

3. 
   Измерение мощности.
   

I Для измерения мощности на участке цепи

используют ваттметр, который имеет две

обмотки: токовую, которая включается

последовательно участку, и обмотку

напряжения, которая включается парал-

U R лельно участку. В соответсвии с этим

ваттметр имеет четыре зажима. Ваттметр

является прибором, требующим при

подключении соблюдения полярности,

поэтому его генераторные зажимы

(один токовый и один напряжения) обозначаются звёздочками.

4. 
   Измерение электрического сопротивления.
   

Сопротивление какой-либо электрической установки или участка цепи можно определить с помощью амперметра и вольтметра, пользуясь законом Ома.

Другим способом измерения сопротивления является измерения электрическими мостами постоянного и переменного тока. Последние применяются для измерений индуктивности и ёмкости. Мост измеряет методом сравнения измеряемого сопротивления с образцовыми сопротивлениями с известными величинами (магазины сопротивлений).

Также для измерения сопротивления применяются приборы омметр и мегаомметр. Последний применяется для измерения больших величин (сопротивление изоляции).

5. 
   Измерение частоты переменного тока.
   

Частоту переменного тока изменяют частотомерами. Обычно применяют электромагнитные или ферродинамические приборы.

6. 
   Измерение неэлектрических величин.
   

Для измерения неэлектрической величины с помощью электрической измерительной аппаратуры необходимы измерительные преобразователи (датчики) измеряемой величины в электрическую. Примерами таких преобразователей могут служить термопара при измерениях температуры, фотоэлемент при измерении освещённости, реостат со скользящим контактном при измерениях уровня жидкости и т.д.

7. 
   Измерение электрической энергии.
   

Для учёта электрической энергии, получаемой потребителями или отдаваемой источником тока, применяют счётчики электрической энергии. Наибольшее распространение получили индукционные, ферродинамические и электронные счётчики.

Для проведения измерений в высоковольтных частях электроустановок используются специальные измерительные трансформаторы (тр-ры тока и тр-ры напряжения). Измерительный трансформатор представляет собой трансформатор, у которого первичная обмотка находится под воздействием измеряемой величины, а вторичная замкнута на измерительные приборы и приборы защиты. Связь вторичных и первичных цепей осуществляется только через магнитный поток в сердечнике измерительного трансформатора. Для подключения вольтметров, частотомеров и цепей напряжения измерительных приборов (ваттметров, счётчиков, фазометров) применяют трансформаторы напряжения, для подключения амперметров и токовых цепей измерительных приборов – трансформаторы тока.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТ ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБСЛУЖИВАНИЮ И РЕМОНТУ СРЕДСТВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ

12.1. На дистанциях электроснабжения железной дороги должен быть организован контроль за состоянием и применением средств измерений и соблюдением требований нормативных актов в области метрологии.

12.2. Дистанции электроснабжения железных дорог могут быть аккредитованы на право проведения калибровочных работ в порядке, установленном Госстандартом России, при условии оснащения помещениями, эталонными средствами и методиками калибровки определенных средств измерений и наличии специалистов, прошедших обучение и получивших свидетельство на право проведения этих работ.

12.3. Все средства измерений, находящиеся в эксплуатации, должны иметь поверочное клеймо (калибровочный знак), свидетельство о поверке (сертификат о калибровке) и запись в эксплуатационных документах.

12.4. Неисправные средства измерений, средства с истекшим сроком поверки или калибровки, а также не имеющие поверочного клейма или калибровочного знака (свидетельства или сертификата) должны быть изъяты из эксплуатации.

12.5. Персонал, обслуживающий электрооборудование, обязан осуществлять контроль за исправностью средств измерений.

12.6. Осмотр средств измерений осуществляется при осмотре оборудования и перед использованием переносных приборов. При этом обращается внимание:

• 
  на назначение прибора;
  
• 
  на род тока;
  
• 
  на соответствие предела измерения прибора измеряемой величине;
  
• 
  на допустимость использования выбранного прибора в данных климатических условиях, а также по условиям вибрации и др.;
  
• 
  на класс точности прибора;
  
• 
  на другие необходимые данные (например, на положение шкалы, защищённость от внешних электромагнитных полей и пр.);
  
• 
  на наличие и целость пломб;
  
• 
  на отсутствие механических повреждений, следов перегрева, копоти на стекле, прочности креплений и т.д.;
  
• 
  на срок поверки или калибровки прибора.
  

12.7. О всех нарушениях в работе средств измерений персонал обязан немедленно сообщить лицу, ответственному за метрологическое обеспечение дистанции электроснабжения железной дороги.

12.8. Замена измерительных трансформаторов в цепи расчетных счетчиков может проводиться только в присутствии представителя энергоснабжающей организации или по ее уведомлении.

12.9. Замена и установка расчетных счетчиков может проводиться только в присутствии представителей энергоснабжающей организации и потребителя.