Classificazione degli strumenti elettrici di misura, simboli della scala degli strumenti

Per controllare il corretto funzionamento degli impianti elettrici, testarli, determinare i parametri dei circuiti elettrici, registrare l'energia elettrica consumata, ecc., Vengono effettuate varie misurazioni elettriche. Nella tecnologia della comunicazione, come nella tecnologia moderna, le misurazioni elettriche sono essenziali. I dispositivi con i quali vengono misurate varie grandezze elettriche: corrente, tensione, resistenza, potenza, ecc., sono chiamati strumenti di misura elettrici.

Amperometro da pannello:

Ci sono un gran numero di diversi contatori elettrici. I seguenti sono più spesso utilizzati nella produzione di misurazioni elettriche: amperometri, voltmetri, galvanometri, wattmetri, dispositivi di misurazione elettrica, misuratori di fase, indicatori di fase, sincroscopi, frequenzimetri, ohmmetri, megaohmmetri, resistenze di terra, misuratori di capacità e induttanza, oscilloscopi, ponti di misura, utensili combinati e set di misura.

Oscilloscopio:

Set di misurazione elettrica K540 (include voltmetro, amperometro e wattmetro):

Classificazione degli utensili elettrici secondo il principio di funzionamento

Secondo il principio di funzionamento, i dispositivi di misurazione elettrici sono suddivisi nei seguenti tipi principali:

1. Dispositivi del sistema magnetoelettrico basati sul principio dell'interazione della bobina con una corrente e un campo magnetico esterno creato da un magnete permanente.

2. NSstrumenti per un sistema elettrodinamico basato sul principio dell'interazione elettrodinamica di due bobine con correnti, una delle quali stazionaria e l'altra mobile.

3. Dispositivi del sistema elettromagnetico, in cui viene utilizzato il principio di interazione del campo magnetico di una bobina stazionaria con una corrente e una piastra di ferro mobile magnetizzata da questo campo.

4. Termometri che sfruttano l'effetto termico della corrente elettrica. Il filo riscaldato dalla corrente si estende, pende e, di conseguenza, la parte mobile del dispositivo può essere ruotata sotto l'azione della molla, che rimuove il conseguente allentamento del filo.

5. Dispositivi del sistema di induzione, basati sul principio dell'interazione di un campo magnetico rotante con correnti indotte da questo campo in un cilindro metallico mobile.

6. Dispositivi di sistema elettrostatico basati sul principio dell'interazione di piastre metalliche mobili e immobili caricate con cariche elettriche opposte.

7. Dispositivi del sistema termoelettrico che sono una combinazione di una termocoppia con un dispositivo sensibile come un sistema magnetoelettrico. La corrente misurata che passa attraverso la termocoppia contribuisce alla comparsa di una corrente termica che agisce sul dispositivo magnetoelettrico.

8.Dispositivi per sistemi di vibrazione basati sul principio della risonanza meccanica dei corpi vibranti. Ad una data frequenza di corrente, vibra più intensamente una delle armature dell'elettromagnete, il cui periodo di oscillazioni naturali coincide con il periodo di oscillazioni imposte.

9. Dispositivi di misurazione elettronici - dispositivi i cui circuiti di misurazione contengono componenti elettronici. Sono usati per misurare quasi tutte le grandezze elettriche, così come le grandezze non elettriche che sono state convertite in elettriche.

In base al tipo di dispositivo di lettura, si distinguono dispositivi analogici e digitali. Negli strumenti analogici, il valore misurato o proporzionale influisce direttamente sulla posizione della parte mobile su cui si trova il dispositivo di lettura. Nei dispositivi digitali, la parte mobile è assente e il valore misurato o proporzionale viene convertito in un equivalente numerico registrato con un indicatore digitale.

Misuratore di induzione:

La deflessione della parte mobile nella maggior parte dei meccanismi di misurazione elettrici dipende dai valori delle correnti nei loro avvolgimenti. Ma nei casi in cui il meccanismo deve servire a misurare una grandezza che non è funzione diretta della corrente (resistenza, induttanza, capacità, sfasamento, frequenza, ecc.), è necessario che la coppia risultante dipenda dalla grandezza misurata e indipendente dalla tensione di alimentazione.

Per tali misurazioni viene utilizzato un meccanismo, la cui deviazione della parte mobile è determinata solo dal rapporto tra le correnti nei suoi due avvolgimenti e non dipende dai loro valori. I dispositivi costruiti secondo questo principio generale sono chiamati rapporti.È possibile costruire un meccanismo raziometrico di qualsiasi sistema di misurazione elettrico con una caratteristica caratteristica: l'assenza di un momento di contrasto meccanico creato dalla torsione di molle o strie.

Legenda del voltmetro:

Le figure seguenti mostrano i simboli dei contatori elettrici secondo il loro principio di funzionamento.

Determinazione del principio di funzionamento del dispositivo

Designazioni del tipo attuale

Denominazioni per classe di precisione, posizione del dispositivo, resistenza all'isolamento, grandezze d'influenza

Classificazione dei dispositivi elettrici di misura in base al tipo di grandezza misurata

I contatori elettrici sono classificati anche in base alla natura della grandezza che misurano, poiché strumenti con lo stesso principio di funzionamento, ma progettati per misurare grandezze diverse, possono differire notevolmente tra loro nella costruzione, per non parlare della scala sul dispositivo.

La tabella 1 mostra un elenco di simboli per i contatori elettrici più comuni.

Tabella 1. Esempi di designazione di unità di misura, loro multipli e sottoinsiemi

Nome Designazione Nome Designazione Kiloampere kA Fattore di potenza cos φ Ampere A Fattore di potenza reattiva sin φ Milliampere mA Theraohm TΩ Microampere μA Megaohm MΩ Kilovolt kV Kilohm kΩ Volt V Ohm Ω Millivolt mV Milliohm mΩ Megawatt MW Microm μΩ Kilowatt Milliweber mWb Watt W Microfarad mF Megavar MVAR Picofarad pF Kilovar kVAR Henry H Var VAR Milhenry mH Megahertz MHz Microhenry µH KHz kHz Scala di temperatura gradi Celsius o° C Hertz Hz

Grado dell'angolo di fase φo

Classificazione degli strumenti elettrici di misura in base al grado di accuratezza

L'errore assoluto del dispositivo è la differenza tra la lettura del dispositivo e il vero valore del valore misurato.

Ad esempio, l'errore assoluto dell'amperometro è

δ = io — aiH,

dove δ (leggi "delta") — errore assoluto in ampere, Az — lettura del contatore in ampere, Azd — il vero valore della corrente misurata in ampere.

Se I > Azd, allora l'errore assoluto del dispositivo è positivo, e se I < I, è negativo.

Una correzione del dispositivo è un valore che deve essere aggiunto alla lettura del dispositivo per ottenere il vero valore del valore misurato.

Aze = I — δ = I + (-δ)

Pertanto, la correzione del dispositivo è il valore dell'errore assoluto assoluto del dispositivo, ma opposto ad esso nel segno. Ad esempio, se l'amperometro mostra 1 = 5 A e l'errore assoluto del dispositivo è δ= 0,1 a, il valore reale del valore misurato è I = 5+ (-0,1) = 4,9 a.

L'errore ridotto del dispositivo è il rapporto tra l'errore assoluto e la massima deviazione possibile dell'indicatore del dispositivo (lettura nominale del dispositivo).

Ad esempio, per un amperometro

β = (δ / In) 100% = ((I — INS) / In) 100%

dove β — errore ridotto in percentuale, In è la lettura nominale dello strumento.

La precisione del dispositivo è caratterizzata dal valore del suo massimo errore ridotto. Secondo GOST 8.401-80, i dispositivi sono divisi in 9 in base al grado delle loro classi di precisione: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 1,5, 2,5 e 4 ,0. Ad esempio, se questo dispositivo ha una classe di precisione di 1,5, significa che il suo errore ridotto massimo è dell'1,5%.

I contatori elettrici con classi di precisione 0,02, 0,05, 0,1 e 0,2, come i più precisi, vengono utilizzati dove è richiesta un'accuratezza di misurazione molto elevata. Se il dispositivo ha un errore ridotto superiore al 4%, è considerato fuori classe.

Strumento di misura dell'angolo di fase con classe di precisione 2.5:

Sensibilità e costante del misuratore

La sensibilità del dispositivo è il rapporto tra il movimento angolare o lineare del puntatore del dispositivo per unità del valore misurato.Se la scala del dispositivo è la stessa, allora la sua sensibilità su tutta la scala è la stessa.

Ad esempio, la sensibilità di un amperometro con la stessa scala è determinata dalla formula

S = Δα / ΔI,

dove C - sensibilità dell'amperometro in divisioni di ampere, ΔAz - aumento della corrente in ampere o milliampere, Δα - aumento dello spostamento angolare dell'indicatore del dispositivo in gradi o millimetri.

Se la scala del dispositivo non è uniforme, la sensibilità del dispositivo in diverse aree della scala è diversa, poiché lo stesso aumento (ad esempio corrente) corrisponderà a diverse fasi dello spostamento angolare o lineare dell'indicatore di un strumento.

La sensibilità reciproca dello strumento è detta costante strumentale. La costante del dispositivo è quindi il costo unitario del dispositivo, ovvero il valore per il quale deve essere moltiplicata la lettura della scala in divisioni per ottenere il valore misurato.

Ad esempio, se la costante del dispositivo è 10 mA / div (dieci milliampere per divisione), quando il suo puntatore devia da α = 10 divisioni, il valore corrente misurato è I = 10 · 10 = 100 mA.

Wattmetro:

Schema di collegamento del wattmetro e designazioni del dispositivo (dispositivo ferrodinamico per misurare la potenza variabile e costante con una posizione orizzontale della scala, il circuito di misurazione è isolato dalla custodia e la tensione testata è 2 kV, la classe di precisione è 0,5):

Calibrazione degli strumenti di misura: determinazione di errori o correzioni per un insieme di valori di scala di uno strumento confrontando tra loro diverse combinazioni di singoli valori di scala. Il confronto si basa su uno dei valori della scala.La calibrazione è ampiamente utilizzata nella pratica del lavoro di metrologia di precisione.

Il modo più semplice per calibrare è confrontare ogni dimensione con una dimensione nominalmente uguale (ragionevolmente corretta). Questo concetto non va confuso (come spesso si fa) con la graduazione (calibrazione) degli strumenti di misura, che è un'operazione metrologica mediante la quale alle divisioni di scala dello strumento di misura vengono dati valori espressi in determinate unità di misura.

Perdita di potenza nei dispositivi

I dispositivi di misurazione elettrici consumano energia durante il funzionamento, che di solito viene convertita in energia termica. La perdita di potenza dipende dalla modalità nel circuito, nonché dal design del sistema e del dispositivo.

Se la potenza misurata è relativamente piccola, e quindi la corrente o la tensione nel circuito è relativamente piccola, allora la perdita di potenza di energia nei dispositivi stessi può influenzare in modo significativo la modalità del circuito in esame e le letture dei dispositivi possono avere un errore abbastanza grande. Per misurazioni accurate in circuiti in cui le potenze sviluppate sono relativamente piccole, è necessario conoscere l'intensità delle perdite di energia nei dispositivi.

La tabella 2 mostra i valori medi delle perdite di potenza energetica in diversi sistemi di contatori elettrici.

Sistema di strumentazione Voltmetri 100 V, W Ammetri 5A, W Magnetoelectric 0.1 - 1.0 0.2 - 0.4 Elettromagnetico 2.0 - 5,0 2.0 - 8,0 Induzione 2.0 - 5,0 1 .0 - 4.0 Elettrodinamico 3.0 - 6,0 3.5 - 10 8,0 termici - 20,0 2,0 - 3.0