четвертая. Электротехнические вспомогательные устройства
Электроизмерительные приборы и электрические измерения
Общие сведения об электрических измерениях
Классификация измерительной аппаратуры
Всякое измерение представляет собой сравнение какой-либо величины с некоторым ее значением, условно принятым за единицу. Процесс измерения может быть выполнен при наличии объекта измерения и измерительной аппаратуры, используемых в соответствии с тем или иным методом измерений.
Объектом измерения является измеряемая величина (например, ток, напряжение, мощность и т.д.).
Измерительная аппаратура представляет собой совокупность технических средств, служащих для проведения измерения. Измерительная аппаратура может быть подразделена на меры, измерительные приборы и вспомогательные измерительные приспособления и принадлежности. Мерами называются вещественные образцы единиц измерения. Меры, выполненные с наибольшей достижимой точностью и предназначенные для хранения и поверки по ним других мер и приборов, носят название эталонов. По эталонам проверяются образцовые меры и приборы, которые, в свою очередь, применяются для поверки и градуировки рабочих мер и приборов, предназначенных для практических целей измерения. Рабочие меры делятся на лабораторные и на технические. Примерами мер служат образцовые резисторы, индуктивности, токовые весы, нормальные элементы.
Измерительными приборами называются устройства, используемые для сравнения измеряемой величины с единицей измерения. В зависимости от способа сравнения измеряемой величины с единицей измерения, измерительные приборы делятся на приборы непосредственной оценки (показывающие приборы) и приборы сравнения. Такое деление является условным в связи с тем, что приборы сравнения часто включают в себя в качестве отсчетного устройства показывающие приборы.
Приборы непосредственной оценки преобразуют измеряемую электрическую величину в перемещение его подвижной части, по положению которой производится отсчет значения измеряемой величины.
Приборы сравнения измеряют какую-либо величину посредством ее сопоставления с мерой данной величины (например, мост для измерения сопротивления резисторов). В приборах сравнения всегда используются меры.
Вспомогательными измерительными приспособлениями и принадлежностями называются устройства, предназначенные для расширения пределов измерения приборов (например, измерительные трансформаторы, наружные шунты, отдельные добавочные резисторы и т.д.).
При технических измерениях наибольшее распространение получили приборы непосредственной оценки как более простые, дешевые и требующие меньшего времени для производства измерений.
Приборы непосредственной оценки могут служить для измерений механических, тепловых, световых, электрических, магнитных величин и излучений.
В дальнейшем, в основном, рассматриваются приборы для измерения электрических величин, т.е. электроизмерительные приборы (ЗИП).
В зависимости от измеряемой величины приборы разделяются на несколько видов, основные из которых сведены в табл. 11.1.
Таблица 11.1
№ п/п |
Наименование прибора |
Измеряемая величина |
Условное обозначение |
1 |
Амперметр |
Ток |
А |
2 |
Вольтметр |
Напряжение и ЭДС |
V |
3 |
Ваттметр |
Мощность электрического тока |
W |
4 |
Омметр |
Сопротивление |
п |
5 |
Частотомер (герц- метр) |
Частота электрического тока |
Hz |
6 |
Фазометр |
Угол сдвига фаз |
<Р |
7 |
Счетчик электрической энергии |
Электрическая энергия |
Wh |
8 |
Счетчик количества электричества |
Ah |
Для измерения индуктивности, емкости, магнитного потока и других электрических и магнитных величин применяются специальные приборы. Разделение приборов по роду тока в цепях, для измерения в которых они предназначены, сведено в табл. 11.2.
Таблица 11.2
№ п/п |
Род измеряемого тока |
Условное обозначение |
1 |
Приборы постоянного тока |
= |
2 |
Приборы переменного тока |
|
3 |
Приборы постоянного и переменного тока |
|
4 |
Приборы 3-х фазные с равномерной нагрузкой |
|
5 |
Приборы 3-х фазные с неравномерной нагрузкой |
_I_ |
По принципу действия или по способу преобразования электромагнитной энергии, подводимой к прибору, в механическую энергию перемещения подвижной части и по конструктивным особенностям измерительного механизма приборы рассмотрены в табл. 11.3.
Таблица 11.3
№ п/п |
Наименование приборов по способу преобразования электромагнитной энергии |
Условное обозначение |
1 |
Приборы магнитоэлектрические |
а |
2 |
Приборы электромагнитные |
> |
3 |
Приборы электродинамические |
+ |
4 |
Приборы ферродинамические |
© |
5 |
Приборы индукционные |
0 |
6 |
Приборы электростатические |
л_ т |
7 |
Приборы тепловые |
Y |
Таблица 11.4
№ п/п |
Наименование приборов |
Условное обозначение |
по принципу действия преобразователя |
||
1 |
Приборы выпрямительные |
О |
2 |
Приборы термоэлектрические |
? х |
3 |
Приборы электронные |
-7Х- Т _&_ |
По принципу действия и конструктивным особенностям преобразователя, применяемого в измерительной цепи, ЗИП рассмотрены в табл. 11.4. Классификацию ЗИП по другим признакам можно найти в специальных дисциплинах.