Технические измерение и контроль электрических величин. Средства измерения электрических величин
Методы измерения токов и напряжений зависят от величины и вида этих электрических величин.
Для определения малых постоянных токов можно использовать как прямые, так и косвенные измерения. В первом случае ток можно измерять зеркальными гальванометрами и стрелочными магнитоэлектрическими приборами. Наименьший ток, который можно измерить зеркальным гальванометром, равен приблизительно 10" п А, а стрелочный магнитоэлектрический прибор позволяет измерить величину 10 6 А.
Косвенно неизвестный ток определяют по падению напряжения на высокоомном резисторе или по заряду, накопленному конденсатором. В качестве приборов используются баллистические гальванометры с минимально измеряемым током 10‘ 12 А и электрометры с минимально измеряемым током 10 17 А.
Электрометрами называют приборы высокой чувствительности по напряжению с входным сопротивлением до 10 15 Ом. Механизм электрометра представляет собой разновидность механизма электростатического прибора, который имеет один подвижный и несколько неподвижных электродов, находящихся под разными потенциалами.
Квадрантный электрометр представлен на рис. 2.1.
Рис. 2.1.
Устройство имеет подвижную часть 1 с зеркалом 2, которая закреплена на подвесе 3 и расположена внутри четырех неподвижных электродов 4, называемых квадрантами. Измеряемое напряжение Их включается между подвижной частью и общей точкой, а на квадранты от вспомогательных источников подаются постоянные напряжения U, значения которых равны, но противоположны по знаку. Отклонение подвижной части в этом случае равно
где С - емкость между подвижным электродом и двумя соединенными между собой квадрантами, М- удельный противодействующий момент, зависящий от конструкции подвеса. Отклонение подвижной части, а следовательно, и чувствительность электрометра пропорциональны вспомогательному напряжению U, значение которого обычно выбирают в пределах до 200 В. Чувствительность квадрантных электрометров при вспомогательном напряжении 200 В достигает 10 4 мм/В.
К средним токам и напряжениям условно можно отнести токи в диапазоне от 10 мА до 100 А и напряжения от 10 мВ до
600 В. Для измерения средних постоянных токов можно использовать прямые и косвенные измерения. Для измерения напряжений используют только прямые измерения.
При прямых измерениях ток и напряжение можно измерять приборами магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической и ферродинамической систем, а также электронными и цифровыми приборами Напряжение можно измерять приборами электростатической системы и потенциометрами постоянного тока.
Наиболее точные приборы магнитоэлектрической системы, предназначенные для измерения средних токов и напряжений, имеют класс точности 0,1.
В тех случаях, когда необходимо измерить напряжение или ток с высокой точностью, используют потенциометры постоянного тока, цифровые вольтметры и амперметры. Класс точности наиболее точных потенциометров 0,001, цифровых вольтметров - 0,002, а цифровых амперметров - 0,02. Измерение тока при помощи потенциометра проводят косвенным путем, при этом искомый ток определяют по падению напряжения на образцовом резисторе. Преимуществом потенциометров и цифровых приборов является малое потребление мощности.
Измерение больших токов и напряжений проводят с помощью аттенюаторов. Шунтирование магнитоэлектрических приборов дает возможность измерять постоянные токи до нескольких тысяч ампер. Обычно для измерения больших токов часто используют несколько шунтов, соединенных параллельно. Несколько одинаковых шунтов подключают в разрыв шины, а проводники от потенциальных зажимов всех шунтов подводят к одному и тому же прибору.
Электростатические вольтметры позволяют измерять напряжения до 300 кВ. Для определения более высоких значений напряжения используют измерительные трансформаторы.
Для оценки переменных токов и напряжений используют понятия действующего или среднеквадратического значения, амплитудного или максимального значения и средневыпрям- ленного значения.
Действующее, амплитудное и средневыпрямленное значения связаны между собой через коэффициент формы кривой и коэффициент амплитуды.
Коэффициент формы сигнала равен
где U a - действующее значение сигнала, U cp - средневыпрямленное значение сигнала.
Коэффициент амплитуды сигнала определяется как
где Uа - амплитудное значение сигнала.
Значения этих коэффициентов зависят от формы кривой напряжения или тока. Для синусоиды = 1,11 и к а = л/2 = 1,41. Отсюда, измерив одно из трех указанных выше значений измеряемой величины, можно определить остальные.
При несинусоидальном сигнале чем ближе он будет к прямоугольной форме, тем ближе к единице будут коэффициенты кф и к и. Для узкой и острой формы кривой измеряемой величины эти коэффициенты будут иметь большее значение.
Приборы электродинамической, ферродинамической, электромагнитной, электростатической и термоэлектрической систем реагируют на действующее значение измеряемой величины. Приборы выпрямительной системы реагируют на средневыпрямленное значение измеряемой величины. Приборы электронной системы, как аналоговые, так и цифровые, в зависимости от типа измерительного преобразователя переменного напряжения в постоянное, могут реагировать на действующее, средневыпрямленное или амплитудное значение измеряемой величины.
Вольтметры и амперметры всех систем обычно градуируют в действующих значениях при синусоидальной форме кривой тока. При несинусоидальной форме кривой у приборов, реагирующих на средневыпрямленное или амплитудное значение тока или напряжения, будет возникать дополнительная погрешность, так как коэффициенты кф и к а при несинусоидальной форме кривой отличаются от соответствующих значений для синусоиды.
Измерение электрических величин на промышленных предприятиях обеспечивает контроль технологических процессов (ТП), контроль за соблюдением установленного режима работы, контроль работы оборудования, контроль изоляции электрооборудования и электрических сетей, условия, позволяющие обслуживающему персоналу ориентироваться при аварийных режимах.
Средства измерений электрических величин должны удовлетворять требованиям по классу точности измерительных приборов (не ниже 2,5), пределам измерений приборов. Измерительные приборы должны быть установлены в пунктах, откуда осуществляется управление .
Измерение тока, напряжения и мощности производится в цепях всех напряжений, где оно необходимо для систематического контроля ТП или оборудования. На подстанциях допускается измерение напряжения только на стороне низшего напряжения, если установка трансформаторов напряжения на стороне ВН не требуется для других целей. Измерение напряжения должно производиться также в цепях силовых преобразователей, аккумуляторных батарей, зарядных и подзарядных устройств, в цепях дугогасящих реакторов. Измерение мощности производится в цепях генераторов активной и реактивной мощности, в цепях синхронных компенсаторов – реактивной мощности, у понижающих трансформаторов в зависимости от напряжения – активной и реактивной мощности.
Учет активной и реактивной мощности и энергии, а также контроль качества электроэнергии для расчетов между энергосберегающей организацией и потребителем производится, как правило, на границе балансовой принадлежности электросети. Учет электроэнергии осуществляется на основе измерений электрической энергии с помощью счетчиков, а также информационно-измерительных систем. Применение автоматизированных систем учета и контроля электроэнергии повышает эффективность учета. В электроустановках используют различные многофункциональные счетчики. Их можно использовать для ежедневной и ежемесячной фиксации потребления электроэнергии, фиксации потребления электроэнергии на первое число месяца, после перерыва питания, 30-минутного значения мощности, попыток несанкционированного доступа к памяти, изменения сезонного времени и др.
Учет активной электроэнергии должен обеспечивать возможность составления балансов электроэнергии для потребителей, контроль за соблюдением потребителями заданных режимов потребления и балансов электроэнергии, расчетов потребителей за электроэнергию по действующим тарифам (в том числе многоставочным и дифференцированным), возможность управления электропотреблением. Учет реактивной электроэнергии должен обеспечивать возможность определения количества реактивной электроэнергии, полученной потребителем от электроснабжающей организации или переданной ей, если по этим данным производятся расчеты или контроль соблюдения заданного режима работы компенсирующих устройств.
При определении количества электроэнергии учитываются только коэффициенты трансформации измерительных трансформаторов, Измеряемая электроэнергия равна разности показаний счетного механизма счетчика, умноженной на коэффициент трансформации, введение других поправочных коэффициентов не допускается.
По схеме подключения к электрической цепи счетчики делятся на устройства прямого включения и трансформаторные. Кроме того, счетчики бывают аналоговые и электронные. До настоящего времени широко распространены аналоговые индукционные счетчики типа САЗУ-670М, СР4У-И673 и другие для измерения активной и реактивной энергии. В то же время получили широкое распространение электронные счетчики . Измерение энергии электронными счетчиками основано на преобразовании аналоговых входных сигналов переменного тока и напряжения в счетный импульс или код. Структурная схема электронного счетчика на основе амплитудной и широтно-импульсной модуляции приведена на рис. 9.17.
Счетчики электронные многотарифные типа СЭА32 различного исполнения предназначены для измерения активной энергии в трехфазных сетях переменного тока частотой 50 Гц и используются в качестве датчика приращения энергии в АСУ контроля и учета электрической энергии (АСКУЭ) и телеизмерения мощности.
Счетчики типа СЭ3000 используются для измерения активной и реактивной энергии и мощности по трем фазам в трехфазных трех- и четырехпроводных цепях переменного тока и организации многотарифного учета (количество тарифов – 4) электроэнергии на промышленных предприятиях и объектах.
Рис. 9.17. Структурная схема электронного счетчика
Схемы прямого подключения трехфазных счетчиков в электроустановках напряжением 380/220 В в четырехпроводных сетях, рассчитанные на номинальные токи 5; 10; 20; 50 А, представлены на рис. 9.18, включение счетчика через измерительные трансформаторы на рис. 9.19. Схема включения выполнена десятипроводной.
Рис. 9.18. Схема включения прямоточного счетчика СЭТ4-1
Рис. 9.19. Схема включения трехэлементного счетчика типа СА4У-И672М в четырехпроводную сеть с раздельными цепями тока и напряжения
Подключение каждого из трех измерительных элементов счетчика требует обязательного соблюдения полярности подключения токовых цепей и соответствия их своему напряжению. Обратная полярность включения первичной обмотки TA или его вторичной обмотки вызывает отрицательный вращающий момент, действующий на диск счетчика. Схема обеспечивает нормируемую погрешность измерений. Подключение нулевого провода обязательно.
Схемы включения счетчика реактивной энергии типа СР4У-И673 и счетчика активной энергии не отличаются (рис. 9.20). Токовые цепи этих счетчиков соединяются последовательно, цепи напряжения – параллельно. Схемы внутренних соединений счетчиков реактивной энергии и активной различны. За счет схемы внутренних соединений катушек, рассчитанных на напряжение 380 В, выполняется дополнительный 90°-й фазовый сдвиг между магнитными потоками.
Трехфазные трансформаторные универсальные счетчики СЭТА и СЭТ4 предназначены для измерения активной и реактивной энергии в трехфазных трех- и четырехпроводных цепях переменного тока 380/220 В, 50(60) Гц и используются для нужд энергетики на напряжение 100/57,7 В, а счетчики СТ1, СЭТ3, «ТРИО», «СОЛО» – для учета потребления активной и реактивной энергии в быту и на производстве.
Рис. 9.20. Схема включения счетчиков для измерения активной
и реактивной энергии в сети напряжением 380/220 В
Счетчики ЦЭ6807 предназначены для измерения активной энергии в однофазных двухпроводных сетях переменного тока 220 В, 40(60) Гц, могут использоваться в качестве датчиков приращения потребления энергии для дистанционных информационно-измерительных систем учета и распределения АСУКУЭ, там же нашли применение и счетчики ЭСч ТМ201. Однофазные однотарифные счетчики ЦЭ6807П, СЕ101, СЕ200, а также многотарифные счетчики СЕ102, СЕ201 предназначены для учета электроэнергии в бытовом и мелкомоторном секторах электропотребления, имеют защиту от недоучета и хищений электроэнергии.
Трехфазные однотарифные счетчики ЦЭ6803В, ЦЭ6804, СЕ300, СЕ302 предназначены для учета электроэнергии в трехфазных цепях переменного тока в бытовом, мелкомоторном и промышленном секторах электропотребления, а многотарифные ЦЭ6822, СЕ301, ЦЭ6850М, СЕ303, СЕ304 – в промышленных секторах электропотребления.
Счетчики электроэнергии многофункциональные микропроцессорные типов ЦЭ6850, ЦЭ6822,и другие подобных модификаций предназначены для измерения активной и реактивной электроэнергии и мощности в зависимости от функционального назначения. Функциональный набор параметров может быть следующий :
· коммерческий учет межсистемных перетоков, выработки и потребления электроэнергии в энергосистемах, на сетевых и промышленных предприятиях;
· учет мощности в региональных, территориальных сетевых и промышленных предприятиях, на предприятиях малого и среднего бизнеса, в жилищно-коммунальной среде;
· учет электроэнергии в промышленном и бытовом секторе (жилых и общественных зданиях, коттеджах, дачах, гаражах) при снабжении потребителей от трехфазной сети, в промышленных помещениях при снабжении потребителей от однофазной сети;
· технический и коммерческий учет генерации и потребления активной и реактивной энергии;
· регистрация суточного графика получасовых мощностей (нагрузок) с глубиной хранения до 45 суток;
· измерение мгновенных значений первичных параметров сети ();
· измерение реактивной мощности в составе АСКУЭ.
Измерительные преобразователи служат для преобразования измеряемой электрической величины (ток, напряжение, мощность, частота) в унифицированный выходной сигнал постоянного тока или напряжения или в частоту. Измерительные преобразователи применяются в системах автоматического регулирования и управления объектов электроэнергетики в различных отраслях промышленности, а также для контроля текущего значения измеряемых величин.
В области электроизмерительной техники высшего класса сложности применяются измерительно-вычислительные комплексы (ИВК), информационные измерительные системы (ИИС), предназначенные для получения, преобразования, хранения и представления измерительной информации.
Измерительно-вычислительный комплекс измеряет постоянные напряжения и выполняет преобразование аналоговых сигналов в цифровой код и цифро-аналоговое преобразование сигналов, поступающих по входным каналам.
Многофункциональные ИИС типа К734 предназначены для сбора, преобразования, измерения, представления, регистрации и запоминания информации различных параметров электрических сигналов.
К современным многофункциональным преобразователям относятся преобразователи типа ПЦ 6806, предназначенные для измерения активной и реактивной энергии в прямом и обратном направлениях (потребленной и возвращенной), частоты, тока, напряжения, активной и реактивной мощностей по каждой фазе сети. Они применяются для коммерческого и технического учета электроэнергии в составе АСКУЭ. В зависимости от назначения выполняют функции телеуправления, телесигнализации, индикацию измеренных и вычисленных параметров на встроенном цифровом индикаторе, фиксацию максимальной мощности в каждой тарифной зоне, архивирование параметров и событий с отметками реального времени и др.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие виды погрешностей имеют измерительные трансформаторы тока и от чего они зависят?
2. Назовите основные конструктивныеособенности применяемых трансформаторов тока.
3. Объясните принцип работы измерительного трансформатора постоянного тока.
4. Какие существуют типы трансформаторов напряжения икаковы их особенности при применении в измерительных схемах?
5. Назовите классы точности трансформаторов напряжения и тока.
6. Назовите типы счетчиков, применяемых для учета активной и реактивной энергии.
7. Какие типы счетчиков применяются в системах АСКУЭ?
8. Назовите типы многофункциональных преобразователей.
9. Нарисуйте векторные диаграммы трансформатора напряжения.
10. Нарисуйте векторные диаграммы трансформатора тока.
11. Какие виды погрешностей имеют трансформаторы напряжения?
1. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию промышленных предприятий и общественных зданий / под общ. ред. С.И. Гамазина, Б.И. Кудрина, С.А. Цырука. М.: Издат. дом МЭИ, 2010. 745 с.: ил.
2. Ополева Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения: справочник/ Г.Н. Ополева: М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2006. 480 с.
3. Кужеков С.Л. Практическое пособие по электрическим сетям и электрооборудованию / С.Л. Кужеков, С.В. Гончаров. 4-е изд., доп. и перераб. Ростов н/Д.: Феникс, 2010. 492 с.: ил.
4. Герасименко А.А. Передача и распределение электрической энергии / А.А. Герасименко, В.Т. Федин 2-е изд. Ростов н/Д. 2008. 715 с.
5. Герасименко А.А. Передача и распределение электрической энергии: учеб. пособие / А.А. Герасименко, В.Т. Федин. 3-е изд., перераб. М.: КНОРУС, 2012. 648 с.
6. Миронов Ю.М . Электрооборудование и электроснабжение электротермических, плазменных и лучевых установок: учеб. пособие для вузов. Ю.М. Миронов, А.Н. Миронова. М.: Энергоатомиздат, 1991. 376 с.: ил.
7. Справочник по проектированию электроснабжения / под ред. Ю.Г. Барыбина и др. М.: Энергоатомиздат, 1990. 576 с.
8. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования / под ред. Ю.Г. Барыбина и др. М.: Энергоатомиздат, 1991. 464 с.: ил.
9. Васильев А.А . Электрическая часть станций и подстанций: учебник для вузов / А.А. Васильев, И.П. Крючков, Е.Ф. Наяшкова и др.; под ред. А.А. Васильева. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1990. 576 с.: ил.
10. Электрооборудование и электроснабжение электротермических установок: метод. указания к лаб. работам / сост. А.Н. Ми-ронова, Э.Л. Львова; Чуваш. ун-т. Чебоксары, 2011. 48 с.
11. Баптиданов Л.Н. Основное электрооборудование, схемы и конструкции распределительных устройств: учебник для энергетических техникумов / Л.Н. Баптиданов, В.И. Тарасов. Т.1. М.: Гос. Энергетич. изд-во, 1947. 399 с.
12. Электрооборудование электросварочных установок: метод. указания к лаб. работам / сост. Ю.П. Ананьин, Ю.М. Петросов. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2013. 48 с.
13. Орлов Л.Л. Оптимизация структуры и технико-экономи-ческих характеристик цифровых подстанций / Релейная защита автоматизация, 02.06.2012. С. 66.
14. Дарьян Л.А. Цифровые измерительные трансформаторы. Новые подходы к разработке измерительного оборудования / Л.А. Дарьян, А.П. Петров, Н.Н. Дорофеев, А.В. Козлов. Релейная защита автоматизации, 04.12.2012. С.44.
15. Андреев В.А . Релейная защита и автоматика систем электроснабжения / В.А. Андреев. М.: Высш. шк., 2008. 640 с
16. Васильева В.Я . Эксплуатация электрооборудования электрических станций и подстанций: учеб. пособие / В.Я. Васильева, Г.А. Дробиков, В.А. Лагутин. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2000. 864 с.
17. Миронова А.Н. Рациональная эксплуатация электротехнологических установок: учеб. пособие / А.Н. Миронова, И.А. Лавин. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2008. 210 с.
18 . Правила устройства электроустановок. 7-е изд. СПб.: ДЕАН, 2004.
19. ГОСТ 7746-2001. Трансформаторы тока. Общие технические условия. М.: Изд-во стандартов, 2003.
20. ГОСТ 1983-2001. Трансформаторы напряжения. Общие технические условия. М.: Изд-во стандартов, 2003.
21. ГОСТ Р-52373-2005. Провода самонесущие изолированные и защищенные для воздушных линий электропередачи.
22. ТУ 16. К10-017-2003. Провода с защитной изоляцией для воздушных линий электропередачи напряжения 35 кВ / ОАО «Севкабель». 2003.
23. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: учебник для студентов высш. учеб. заведений / Б.И. Кудрин. 2-е изд. М.: Интермет Инжиниринг, 2006. 672 с. ил.
24. Кнорринг Г.М. Справочная книга для проектирования электрического освещения/ Г.М. Кнорринг, И.М. Фадин, В.Н. Си-доров. СПб.: Энергоатомиздат, 1992. 288 с.
25. Свенчанский А.Д. Электротехнологические промышленные установки: учебник для вузов / И.П. Евтюкова, Л.С. Кацевич, Н.М. Некрасова, А.Д. Свенчанский; под ред. А.Д. Свенчанского. М.: Энергоатомиздат, 1982. 399 с. ил.
26. Милютин В.С. Источники питания для сварки: учеб. пособие / В.С. Милютин, В.А.Коротков. Челябинск: Металлургия Урала, 1999. 368 с.
27. Верещаго Е.Н. Схемотехника инвертоных источников питания для дуговой сварки: учеб. пособие / Е.Н. Верещаго, В.Ф. Квасницкий, Л.И. Мирошниченко, И.В. Пентегов. Николаев: УГМТУ, 2000. 283 с.
28. Макарова И.В. Сварочный трансформатор или инвертор, что дороже? // И.В. Макаров. Ритм. 2009. №8 (46). Окт. С. 27.
29. Специализированные каталоги группы компаний «Вебер Комеханикс». 2007. №2.
30. Львова Э.Л. Оценка вероятностных характеристик высших гармоник тока группы дуговых электропечей / Э.Л. Львова. Автоматизированные электротехнологические установки и системы. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 1989. С. 29-34.
31. Львова Э.Л. Анализ гармонического состава процесса плавления группы ДСП / Э.Л. Львова. Межреспубликанский науч.-техн. семинар литейщиков «Современные технологические процессы получения высококачественных отливок, повышения стойкости литейной оснастки и режущего инструмента». Чебоксары, 1987. С. 72.
32. Львова Э.Л. Определение реактивной мощности дуговых сталеплавильных печей / Э.Л. Львова, Н.Б. Иоша, Г.А. Немцев. Промышленная энергетика. 1991. №5. С. 39-42.
33. Львова Э.Л. Обоснование и разработка метода расчета мощности компенсирующих устройств при резкопеременной нагрузке / Э.Л. Львова, Г.А. Немцев, В.П. Шуцкий // Международный симпозиум «Горная техника на пороге 21 века». М., 1996. С. 469-480.
34. Львова Э.Л. Вопросы компенсации реактивной мощности в сетях с дуговыми печами. / Э.Л. Львова, А.Н. Миронова // 8-я Междунар. конф. по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики. Тула: ТулГУ, 2012. С. 503 – 508.
35. Фишлер Я.Л. Преобразовательные трансформаторы / Я.Л. Фишлер, Р.Н. Урманов. М.: Энергия, 1974. 224 с.: ил.
36. Чунихин А.А . Аппараты высокого напряжения / А.А. Чунихин, М.А. Жаворонков. М.: Энергоатомиздат, 1985.
37. Свенчанский А.Д. Источники питания и высоковольтные выключатели электротермических установок / А.Д. Свенчанский, М.Д. Бершицкий // VIII Всесоюз. совещание по электротермии и электротермическому оборудованию (Чебоксары, 3-5 июля 1985): тез. докладов: М.: Информэлектро, 1985. С.147-148.
38. Электроборудование электротехнологических установок: метод. указания к курсовому проектированию / сост. А.Н. Миронова, Е.Ю.Смирнова; Чуваш. ун-т. Чебоксары, 2003. 64 с.
39. Вагин Г.Я. Электромагнитная совместимость дуговых печей и систем электроснабжения / Г.Я. Вагин, А.А. Севастьянов, С.Н. Юртаев // Тр. Нижегород. гос. техн. ун-та им. Р.Е. Алексеева. 2010. № 2 (81). С. 202 – 210.
40. Игнатов И.И. Математическое моделирование электрических режимов дуговой сталеплавильной печи / И.И. Игнатов, А.В. Хаинсон // Электричество. 1985. № 8.
41. Драгунов В.К. Современное развитие ЭЛС/ В.К. Драгунов, А.Л. Гончаров// Специализированный журнал. 2009. № 8 (46). С. 28-30.
42. Львова Э.Л. Эффективное применение компенсирующих устройств в условиях промышленных предприятий / Э.Л. Львова, А.Н. Миронова // Социально-экономическое развитие России: опыт, перспективы и инновации: сб. науч. тр. / под ред. профессора О.Г. Максимовой. Чебоксары: ЧИЭМ СПб ГПУ, 2009. С. 286-290, 305.
Измерением называется процесс нахождения опытным путем значения физической величины с помощью специальных технических средств. Электроизмерительные приборы широко используются при наблюдении за работой электроустановок, при контроле за их состоянием и режимами работы, при учете расхода и качества электрической энергии, при ремонте и наладке электротехнического оборудования.
Электроизмерительными приборами называют средства электрических измерений, предназначенные для выработки сигналов, функционально связанных с измеряемыми физическими величинами в форме, доступной для восприятия наблюдателем или автоматическим устройством.
Электроизмерительные приборы делятся:
- по виду получаемой информации на приборы для измерения электрических (ток, напряжение, мощность и др.) и неэлектрических (температура, давление и др.) величин;
- по методу измерения - на приборы непосредственной оценки (амперметр, вольтметр и др.) и приборы сравнения (измерительные мосты и компенсаторы);
- по способу представления измеряемой информации - на аналоговые и дискретные (цифровые).
Наибольшее распространение получили аналоговые приборы непосредственной оценки, которые классифицируются по признакам: род тока (постоянный или переменный), род измеряемой величины (ток, напряжение, мощность , сдвиг фаз), принцип действия (магнитоэлектрические, электромагнитные, электро- и ферродинамические), класс точности и условия эксплуатации.
Для расширения пределов измерения электрических приборов на постоянном токе используются шунты (для тока) и добавочные сопротивления Rd (для напряжения); на переменном токе трансформаторы тока (тт) и напряжения (тн).
Используемые приборы для измерения электрических величин.
Измерение напряжения осуществляется вольтметром (V), подключаемым непосредственно на зажимы исследуемого участка электрической цепи.
Измерение тока осуществляется амперметром (А), включаемым последовательно с элементами исследуемой цепи.
Измерение мощности (W) и сдвига фаз () в цепях переменного тока производится с помощью ваттметра и фазометра. Эти приборы имеют две обмотки: неподвижную токовую, которая включается последовательно, и подвижную обмотку напряжения, включаемую параллельно.
Для измерения частоты переменного тока (f) применяются частотометры.
Для измерения и учета электрической энергии - счетчики электрической энергии, подключаемые к измерительной цепи аналогично ваттметрам.
Основными характеристиками электроизмерительных приборов являются: погрешность, вариации показаний, чувствительность, потребляемая мощность, время установления показаний и надежность.
Основными частями электромеханических приборов являются электроизмерительная цепь и измерительный механизм.
Измерительная цепь прибора является преобразователем и состоит из различных соединений активного и реактивного сопротивлений и других элементов в зависимости от характера преобразования. Измерительный механизм преобразует электромагнитную энергию в механическую, необходимую для углового перемещения его подвижной части относительно неподвижной. Угловые перемещения стрелки а функционально связано с крутящим и противодействующим моментом прибора уравнением преобразования вида:
к - конструктивная постоянная прибора;
Электрическая величина, под действием которой стрелка прибора отклоняется на угол
На основании данного уравнения можно утверждать, что если:
- входная величина Х в первой степени (п=1), то а будет менять знак при изменении полярности, и на частотах, отличных от 0, прибор работать не может;
- n=2, то прибор может работать как на постоянном, так и на переменном токе;
- в уравнение входит не одна величина, то в качестве входной можно выбирать любую, оставляя остальные постоянными;
- две величины являются входными, то прибор можно использовать в качестве множительного преобразователя (ваттметр, счетчик) или делительного (фазометр, частотометр);
- при двух или более входных величинах на несинусоидальном токе прибор обладает свойством избирательности в том смысле, что отклонение подвижной части определяется величиной только одной частоты.
Общими элементами являются: отсчетное устройство, подвижная часть измерительного механизма, устройства для создания вращающего, противодействующего и успокаивающего моментов.
Отсчетное устройство имеет шкалу и указатель. Интервал между соседними метками шкалы называют делением.
Цена деления прибора представляет собой значение измеряемой величины, вызывающее отклонение стрелки прибора на одно деление и определяется зависимостями:
Шкалы могут быть равномерными и неравномерными. Область между начальным и конечным значениями шкалы называют диапазоном показаний прибора.
Показания электроизмерительных приборов несколько отличаются от действительных значений измеряемых величин. Это вызвано трением в измерительной части механизма, влиянием внешних магнитных и электрических полей, изменением температуры окружающей среды и т.д. Разность между измеренным Аи и действительным Ад значениями контролируемой величины называется абсолютной погрешностью измерений:
Так как абсолютная погрешность не дает представления о степени точности измерений, то используют относительную погрешность:
Поскольку действительное значение измеряемой величины при измерении неизвестно, для определения и можно воспользоваться классом точности прибора.
Амперметры, вольтметры и ваттметры подразделяются на 8 классов точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Цифра, обозначающая класс точности, определяет наибольшую положительную или отрицательную основную приведенную погрешность, которую имеет данный прибор. Например, для класса точности 0,5 приведенная погрешность составит ±0,5%.
| Наименование параметра | Амперметры Э47 | Вольтметры Э47 |
| Система | электромагнитная | электромагнитная |
| Способ вывода информации | аналоговый | аналоговый |
| Диапазон измерений | 0...3000 А | 0...600 В |
| Способ установки | на панель щита | на панель щита |
| Способ включения | <50 А- непосредственный, >100 А-через трансформатор тока с вторичным током 5 А | непосредственный |
| Класс точности | 1,5 | 1,5 |
| Предел допускаемой основной погрешности приборов, % | ±1,5 | ±1,5 |
| Номинальное рабочее напряжение, не более | 400 В | 600 В |
| Допустимая длительная перегрузка (не более 2 ч) | 120% от конечного значения диапазона измерений | |
| Средняя наработка до отказа, не менее, ч | 65000 | 65000 |
| Средний срок службы, не менее, лет | 8 | 8 |
| Температура окружающего воздуха, °С | 20±5 | 20±5 |
| Частота измеряемой величины, Гц | 45...65 | 45...65 |
| Положение монтажной плоскости | вертикальное | вертикальное |
| Габариты, мм | 72x72x73,5 96x96x73,5 | 72x72x73,5 96x96x73,5 |
Электроизмерительные приборы (амперметры и вольтметры) серии Э47
Применяются в низковольтных комплектных устройствах в распределительных электрических сетях жилых, коммерческих и производственных объектов.
Амперметры Э47 - аналоговые электромагнитные электроизмерительные приборы - предназначены для измерения силы тока в электрических цепях переменного тока.
Вольтметры Э47 - аналоговые электромагнитные электроизмерительные приборы - предназначены для измерения напряжения в электрических цепях переменного тока.
Широкий диапазон измерений: амперметры до 3000 А, вольтметры до 600 В. Класс точности 1.5.
Амперметры, рассчитанные на измерение токов выше 50 А подключают к измеряемой цепи через трансформатор тока с номинальным вторичным рабочим током 5 А.
Принцип действия амперметров и вольтметров серии Э47
Амперметры и вольтметры Э47 относятся к приборам с электромагнитной системой. В составе имеют круглую катушку с помещенными внутрь подвижным и неподвижным сердечниками. При протекании тока через витки катушки, создается магнитное поле, намагничивающее оба сердечника. Вследствие чего.
одноименные полюса сердечников отталкиваются, и подвижный сердечник поворачивает ось со стрелкой. Для защиты от негативного влияния внешних магнитных полей, катушка и сердечники защищены металлическим экраном.
Принцип действия приборов магнитоэлектрической системы основан на взаимодействии поля постоянного магнита и проводников с током, а электромагнитной - на втягивании стального сердечника в неподвижную катушку при существовании в ней тока. Электродинамическая система имеет две катушки. Одна из катушек, подвижная, укрепляется на оси и располагается внутри неподвижной катушки.
Принцип действия прибора, возможность его работы в тех или иных условиях, возможные предельные погрешности прибора могут быть установлены по условным обозначениям, нанесенным на циферблат прибора.
Например: (А) - амперметр; (~) - переменный ток в пределах от 0 до 50А; () - вертикального положения, класс точности 1,0 и т.д.
Измерительные трансформаторы тока и напряжения имеют ферромагнитные магнитопроводы, на которых располагаются первичные и вторичные обмотки. Число витков вторичной обмотки всегда больше первичной.
Зажимы первичной обмотки трансформатора тока обозначают буквами Л1 и Л2 (линия), а вторичной - И1 и И2 (измерение). По правилам техники безопасности один из зажимов вторичной обмотки трансформатора тока, так же, как и трансформатора напряжения, заземляют, что делается на случай повреждения изоляции. Первичную обмотку трансформатора тока включают последовательно с объектом, у которого проводят измерения. Сопротивление первичной обмотки трансформатора тока мало по сравнению с сопротивлением потребителя. Вторичная обмотка замыкается на амперметр и токовые цепи приборов (ваттметр, счетчик и т. д.). Токовые обмотки ваттметров, счетчиков и реле рассчитывают на 5А, вольтметры, цепи напряжения ваттметров, счетчиков и обмоток реле - на 100 В.
Сопротивления амперметра и токовых цепей ваттметра невелики, поэтому трансформатор тока работает фактически в режиме короткого замыкания. Номинальный ток вторичной обмотки равен 5А. Коэффициент трансформации трансформатора тока равен отношению первичного тока к номинальному току вторичной обмотки, а у трансформатора напряжения - отношению первичного напряжения ко вторичному номинальному.
Сопротивление вольтметра и цепей напряжения измерительных приборов всегда велико и составляет не менее тысячи Ом. В связи с этим трансформатор напряжения работает в режиме холостого хода.
Показания приборов, включенных через трансформаторы тока и напряжения, необходимо умножать на коэффициент трансформации.
Трансформаторы тока ТТИ
Трансформаторы тока ТТИ предназначены: для применения в схемах учета электроэнергии при расчетах с потребителями; для применения в схемах коммерческого учета электроэнергии; для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам или устройствам защиты и управления. Корпус трансформатора выполнен неразборным и опломбирован наклейкой, что делает невозможным доступ ко вторичной обмотке. Клеммные зажимы вторичной обмотки закрываются прозрачной крышкой, что обеспечивает безопасность при эксплуатации. Кроме того, крышку можно опломбировать. Это особенно важно в схемах учета электроэнергии, так как позволяет исключить несанкционированный доступ к клеммным зажимам вторичной обмотки.
Встроенная медная луженая шина у модификации ТТИ-А - дает возможность подключения как медных, так и алюминиевых проводников.
Номинальное напряжениe - 660 В; номинальная частота сети - 50 Гц; класс точности трансформатора 0,5 и 0,5S; номинальный вторичный рабочий ток - 5А.
| Модификации трансформаторов | Номинальный первичный ток трансформатора, А |
| ТТИ-А | 5; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 75; 80; 100; 120; 125; 150; 200; 250; 300; 400; 500; 600; 800; 1000 |
| ТТИ-30 | 150; 200; 250; 300 |
| ТТИ-40 | 300; 400; 500; 600 |
| ТТИ-60 | 600; 750; 800; 1000 |
| ТТИ-85 | 750; 800; 1000; 1200; 1500 |
| ТТИ-100 | 1500; 1600; 2000; 2500; 3000 |
| ТТИ-125 | 1500; 2000; 2500; 3000; 4000; 5000 |
Электронные аналоговые приборы представляют собой сочетание различных электронных преобразователей и магнитоэлектрического прибора и служат для измерения электрических величин. Они обладают высоким входным сопротивлением (малым потреблением энергии от объекта измерения) и высокой чувствительностью. Используются для измерения в цепях повышенной и высокой частоты.
Принцип действия цифровых измерительных приборов основан на преобразовании измеряемого непрерывного сигнала в электрический код, отображаемый в цифровой форме. Достоинствами являются малые погрешности измерения (0.1-0,01 %) в широком диапазоне измеряемых сигналов и высокое быстродействие от 2 до 500 измерений в секунду. Для подавления индустриальных помех они снабжены специальными фильтрами. Полярность выбирается автоматически и указывается на отсчетном устройстве. Содержат выход на цифропечатающее устройство. Используются как для измерения напряжения и тока, так и пассивных параметров - сопротивление, индуктивность, емкость. Позволяют измерять частоту и ее отклонение, интервал времени и число импульсов.
«Ни одной точной науки,
ни одной прикладной науки
без измерений.
Новые средства измерений
знаменуют собой настоящий прогресс».
/акад. Якаби Б. С./
Лекция 1
1. Введение и задачи курса.
2. Общие сведения об измерениях и измерительной аппаратуре:
а) основные понятия и определения;
б) системы единиц, основные единицы системы СИ;
в) виды средств эл. измерений;
г) меры электрических величин;
д) классификация электрических измерительных приборов;
е) основные характеристики и параметры электрических измерительных приборов.
Введение
Познание окружающей нас действительности, изучения закономерностей явлений природы, развитие науки и техники неразрывно связано с измерениями.
«Наука начинается... с тех пор, как начинают измерять; точная наука немыслима без меры». - писал Д. И. Менделеев.
Измерение, т. е. определение числового значения той или иной величины, играет исключительную роль в народном хозяйстве. Нет такой области науки и техники, нет такой отрасли промышленности или сельского хозяйства, где одним из решающих факторов не было бы измерение как таковое.
Научно-технический прогресс является центральной экономической и важной политической задачей нашей страны. Стержнем научно-технического прогресса является повышение производительности труда путем автоматизации производства, автоматизации управления и ускорения научных исследований с целью быстрейшего внедрения их производства.
Главная задача 10-ой пятилетки состоит в последовательном осуществлении курса КПСС на подъем материального и культурного уровня жизни народа на основе динамичного и пропорционального развития общественного производства и повышения его эффективности, ускорения научно-технического прогресса, роста производительности труда, всемирного улучшения качества работы во всех звеньев народного хозяйства.
Для решения этих задач предусматривается в промышленности...
Расширить выпуск прогрессивных, экономичных видов машин, оборудования и примеров для всех отраслей народного хозяйства.
Увеличить выпуск приборов и средств автоматизации в 1,6-1,7 раза, средств вычислительной техники в 1,8 раза.
Развивать производство... устройств регистрации и передачи информации для автоматизированных систем управления технологическими процессами и оптимального управления в отраслях народного хозяйства.
Расширить производство приборов для нужд сельского хозяйства.
Изучение явлений природы, отыскание законов, которым эти явления подчинены, и вообще всякие научные изыскания всегда связаны с измерениями, так как такие исследования сводятся в конечном итоге к определению количественных соотношений, через которые вскрываются и качественные стороны изучаемых явлений и предметов.
Совершенствование техники измерений, проявляющееся в повышение точности измерений и в создании новых методов и приборов, способствует определенным новым достижениям в науке.
Новые открытия в науке в свою очередь приводят к совершенствованию техники измерений, а также к созданию новых приборов.
Современная информационно-измерительная техника располагает совокупностью средств измерения около двухсот различных физических величин электрических, магнитных, тепловых, механических, световых, акустических и др.
Огромное количество различных величин в процессе измерения преобразуется в величины электрические как наиболее удобные для передачи, усиления сравнения, точного измерения.
Поэтому в развитии современной информационно-измерительной технике преобладающие значение приобретает развитие средств измерений электрических величин.
Уровень развития электроизмерительной техники в значительной степени определяет состояние технического прогресса во всех отраслях народного хозяйства. 29.04.1745г. был представлен академиком Рихмоном общему собранию Петебуржской академии «Указатель электрической искры » - первый электроизмерительный прибор.
В настоящее время без качественной эл. измерительной техники невозможно проведение научных исследований на современном уровне, а также невозможно реализация потенциала современного парка ЭВМ, разработка и внедрение систем автоматизированного контроля и управления – основного средства технического прогресса и повышения производительности труда.
Электроизмерительные приборы и устройства широко применяются в промышленности при научных исследованиях, в космонавтике, на транспорте в системах связи и навигации, в геологоразведке, в гидрометеорологии и во многих других областях трудовой деятельности человека.
Это объясняется преимуществами, присущими электрическим измерениям, основными из которых являются:
1. Широкий диапазон измеряемых величин, характеризуемый 18-го разрядами (например, по напряжению от 10-14 до 106 В, по току от 10-9 до 106 А, по сопротивлению от 10-6 до 10-14 Ом);
2. Высокая чувствительность (например, по току 1*1012 мм/А, по напряжению 1·106 мм/В).
3. Высокая точность. Погрешность современных показывающих приборов доведена до 0,05%, а приборов сравнения – до 0,001%.
4. Возможность получать значение измеряемой величины не только в данный момент, но и записывать изменение ее во времени.
5. Осуществимость измерений на расстоянии (телеизмерения).
6. Возможность измерять неэлектрические величины электрическими методами.
7. Осуществимость автоматизации получения и обработки результатов измерения.
8. Возможность производить измерения без нарушения хода технологического процесса.
9. Возможность измерения как медленно так и быстро изменяющихся величин.
Выполнение величественных планов развития народного хозяйства 10-ой пятилетке, осуществление грандиозных строительств, ставят перед всеми отраслями советской промышленности новые задачи. Такие задачи стоят и перед электротехникой – в частности, и перед электроизмерительной техникой.
Увеличение выработки эл. энергии в стране к 1980 году до 1340-1380 млрд. кВт*ч, осуществление плана комплексной механизации и автоматизации производства потребуют создания качественно новых электроизмерительных приборов и устройств, замены устаревших приборов современными, основанными на новых принципах измерениях.
В настоящее время электроизмерительная техника интенсивно развивается в следующих направлениях:
а) повышение точности и быстродействия, расширение частичного диапазона, улучшение конструкции многообразных эл. измерительных приборов;
б) расширение номенклатуры и улучшение характеристик разнообразных измерительных преобразователей, широко применяемых при измерениях электрических и неэлектрических величин, а также в системах автоматического управления;
в) разработка и выпуск различных специализированных эл. измерительных установок, предназначенных для проверки эл. измерительных приборов, испытания ферромагнитных материалов и других целей;
г) выпуск и совершенствование ИИС, предназначенных для автоматического получения, передачи, обработки и представления в той или иной форме и в значениях измеряемых или контролируемых физических величин (ИИС – информационно-измерительной системы);
д) совершенствование и создание новых государственных эталонов единиц эл. величин, что обеспечивает повышение уровня точности эл. измерений.
Особую роль должны сыграть эл. измерения в электрификации с/х. Возрастающая с каждым годом автоматизация производственных процессов в животноводстве и полеводстве, внедрение эл. энергии в биологические процессы на базе общей электрификации с/х неразрывно связаны с развитием эл. измерительной техники.
В связи с автоматизацией управления и регулирования, которые все меры будут внедрять в с/х производство, значительно усложняются требования к эл. измерительной технике. Наличающийся постепенный переход к технологии поточного производства ив животноводстве и полеводстве выдвигает новые требования к технологическим измерениям, обеспечивающим высокую надежность работы и качества продукции.
Решение указанных задач сегодня требует, чтобы инженер с/х производства хорошо ориентировался в обширном круге вопросов, обладал серьезной технической эрудицией.
В частности, от инженера-электрика требуется глубокое знание теории и практики эл. измерений.
2. Общие сведения об измерениях и измерительной аппаратуре.
а) основные понятия и определения.
Количественная оценка свойств различных объектов измерения (исследования) осуществляется путем измерения физических величин, характеризующих указанные свойства.
Измерением называется познавательный процесс, заключающийся в сравнении опытным путем измеряемой величины с некоторым ее значением, принятым за единицу.
В более широком смысле
Измерение – это процесс приема и преобразования информации об измеряемой величине для получения количественного результата ее сравнения с единицей измерения в форме, наиболее удобной для исследования.
Таким образом, измерение представляет собой процесс получения информации: после измерения мы узнаем о численном значении измеряемой величины, ее связях и соотношениях с другими величинами больше, чем мы знали до измерения.
Значит, измерение это экспериментальное сравнение измеряемой величины с другой однородной величиной, принятой и узаконенной в качестве единицы. Так как измерение представляет собой физический эксперимент, оно не может быть осуществлено умозрительно, абстрактно. Из этого следует, что для любого измерения необходимы узаконенная система единиц и технические средства ее осуществления.
Результатом измерения всегда является числовое значение измеряемой величины А, которое равно отношению измеряемой величины Аиз к единице измерения Х. Иными словами, числовое значение показывает, во сколько раз измеряемая величина больше или меньше единицы измерения.
Процесс измерения, следовательно, может быть записан так:
А= Аиз/Х, откуда Аиз= А·Х, т. е. «измеряемая величина Аиз составляет столько-то А единиц Х».
Последнее уравнение называется основным уравнением измерения.
б) система единиц. Основные единицы СИ.
Системой единиц называется совокупность основных и производных единиц измерения, охватывающих некоторую область измерений физических величин.
В СССР с 1 января 1963 года введен в действие ГОСТ 9867-61, которым рекомендуется применение СИ как предпочтительной во всех областях науки и технике, а также при преподавании.
Международная система единиц (СИ) построена на семи основных единицах двух дополнительных и 27 производных.
Основные единицы СИ.
Размер основных единиц устанавливается независимо от размеров других единиц.
Производные единицы – определяются уравнениями связи, выражающими математическую зависимость данной единицы от других единиц.
|
Наименование величины |
Единица измерения |
Сокращенное обозначение |
||
|
русское |
латинское |
|||
|
килограмм |
||||
|
Сила эл. тока |
||||
|
Термодинам. температуры |
||||
|
Сила света |
||||
|
Количество вещества |
моль |
|||
Дополнительные единицы
1. Радиан – угол между двумя радиусами круга, вырезающими на его окружности дугу, длина которой равна радиусу (единицы линейного угла).
2. Стерадиан – телесный угол, величина которого расположена в центре сферы и который вырезает на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной равной радиусу сферы (единицы телесного угла).
В измерительной практике очень часто пользуются кратными и дольными единицами. Они образуются путем умножения целых единиц на 10к, где к – целое число. При этом к наименованиям единиц прибавляют соответствующие приставки.
|
Дольность или кратность |
Наименование приставки |
Сокращенные обозначения (русское) |
Дольность или кратность |
Наименование приставки |
Сокращенное обозначение (русское) |
Виды средств электрических измерений.
Средствами электрических измерений называют технические средства, используемые при электрических измерениях и имеющие нормированные метрологические свойства.
Различают следующие виды средств электрических измерений:
2. Электрические измерительные приборы.
3. Измерительные преобразователи.
4. Электроизмерительные установки.
5. Измерительные информационные системы (ИИС).
Мерами называют средства измерений, предназначенные для воспроизведения физической величины заданного размера. (Вещественно воспроизведенная единица измерения).
Различают однозначные, многозначные меры и набор мер.
Однозначная мера воспроизводит физическую величину одного размера.
Многозначная мера воспроизводит ряд одноименных величин различного размера (конденсатор переменной емкости, вариометр индуктивности и др.).
Набор мер представляет собой специально подобранный комплект мер, применяемых не только по отдельности, но и в различных сочетаниях с целью воспроизведения ряда одноименных величин различного размера (магазин сопротивлений).
Электроизмерительными приборами называют средства электрических измерений, предназначенные для выработки сигналов измерительной информации, т. е. сигналов функционально связанных с измеряемыми физическими величинами, в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.
Меры электрических величин.
В практике электрических измерений в качестве мер широко используют меры э. д.с., электрических сопротивлений, индуктивности, взаимоиндуктивности и емкости.
Мера Э. Д.С. Образцовой мерой э. д.с. служит нормальный элемент, представляющий собой гальванический элемент, характеризующийся весьма стабильным значением, развиваемой им э. д.с. Э. Д.С. н. э. отличаются от 1 В, но она точно известна. Это достигается подбором составных частей элемента из строго определенных по химическому составу веществ, точной их дозировкой и строго однообразной конструкцией. При температуре 20оС э. д.с. насыщенного н. э. составляет 1.0185 – 1.0187 В, т. е. наиболее допустимое расхождение значений э. д.с. превосходит 200 мкВ. Н. Э. изготавливают двух типов: насыщенные и ненасыщенные, отличающиеся друг от друга конструкцией, электролитом и стабильностью развиваемой э. д.с. Ненасыщенные – имеют меньшее внутренние сопротивление (~300 Ом) и малый температурный коэффициент. При температуре от 10 до 40оС – не превышает 15 мкВ на 1оС. У насыщенных – температурный коэффициент в 4 раза больше э. д.с.
Н. Э. мало меняется во времени. Согласно ГОСТ 1954 – 64, допускается изменение э. д.с. насыщенного н. э. за год не более 50 – 100 мкВ.
В зависимости от точности определения э. д.с., ее стабильности н. э. подразделяются на классы.
Н. Э. не может быть использован как источник электрической энергии, его нельзя нагружать током, превышающим допустимые значения.
Меры электрического сопротивления выполняют в виде образцовых измерительных катушек сопротивления или измерительных магазинов сопротивления. Значение сопротивлений их 10±n Ом, где n – целое число.
Образцовые катушки снабжают двумя парами зажимов, два из которых называются токовыми и предназначены для включения образцовой катушки в цепь тока, два других называются потенциальными. Сопротивление между потенциальными зажимами равно сопротивлению образцовой катушки к потенциальным зажимам присоединяются провода, идущие к измерительной схеме.
К материалу, из которого изготавливаются катушки, предъявляются следующие требования:
1) возможно больше удельное сопротивление;
2) наименьшей температурный коэффициент и термо э. д.с. в паре с другими металлами;
3) устойчивость металла провода против окисления.
Этим требованиям лучше всего удовлетворяет манганин.
В зависимости от погрешности образцовых сопротивлений и других характеристик (изменение сопротивлений с течением времени, допустимой мощности и др.) образцовые сопротивления делятся на классы точности, для которых погрешности и другие характеристики нормируются соответствующими ГОСТ.
Меры индуктивности и взаимоиндуктивности.
Меры L и M выполняют в виде отельных катушек или магазинов. Образцовые катушки индуктивности и взаимной индуктивности обычно изготавливают в виде плоских катушек из изолированной тонкой проволоки, намотанной на каркас. Катушки должны обладать постоянство индуктивности, малым активным сопротивлением, независимостью индуктивности от величины тока и возможно малой зависимостью индуктивности от чистоты тока.
Для получения независимости L катушки от силы тока каркас катушки изготавливают из материала, М которого равна единицы и не зависит от магнитной индукции в нем (фарфор, мрамор, керамика, пластмассы, реже – дерево). Для обмоток выбирают многожильный провод (для уменьшения влияния частоты – уменьшают распределенную емкость).
Катушки взаимной индуктивности состоят из двух обмоток, жестко укрепленных на общем каркасе.
Мерами с переменными значениями L и М служат вариометры.
Меры емкости . Ими служат воздушные (не более 11000 пФ) или слюдяные конденсаторы постоянной и переменной емкости.
Образцовые меры емкости должны обладать постоянством емкости и малым ее температурным коэффициентом, весьма малыми потерями энергии в диэлектрике, независимостью емкости от частоты и формы кривой тока и высоким сопротивлением и прочностью изоляции.
Классификация мер и измерительных приборов.
Электрические измерительные приборы весьма разнообразны по принципу действия и конструктивному оформлению, вследствие различных требований, предъявляемых к ним.
Меры и измерительные приборы можно классифицировать по ряду признаков.
1. По функциональному признаку:
а) средства сбора, обработки и представления информации;
б) средства аттестации и проверки.
а) рабочие меры и измерительные приборы;
б) образцовые меры и измерительные приборы;
в) эталоны.
Эталон – это мера, воспроизводящая единицу измерения с наибольшей для данного исторического времени точностью.
2. По способу представления результатов измерения:
а) показывающие;
б) регистрирующие.
3. По методу измерения:
а) непосредственного отсчета;
б) сравнения.
4. По способу применения и по конструкции:
а) переносные;
б) стационарные.
5. По точности измерения:
а) измерительные;
б) индикаторы;
в) указатели.
6. По способу воспроизведения измеряемой величины:
а) аналоговые;
б) цифровые.
Аналоговые – электрические измерительные приборы, показания которых являются непрерывными функциями изменений измеряемой величины.
Цифровые – электрические измерительные приборы, автоматически вырабатывающие дискретные сигналы изменения информации, показания которых представлены в цифровой форме.
Методы и средства измерений, испытаний и Контроля
Приобретение наследства
Для приобретения наследства наследник должен его принять. Принятие наследства может быть осуществлено несколькими способами. Во-первых, посредством подачи письменного заявления о принятии наследства нотариусу по месту открытия наследства либо заявления о выдаче свидетельства на право наследования.Во-вторых, наследник признается принявшим наследство, если он совершил действия, об этом свидетельствующие, в частности: вступил во владение или управление наследственным имуществом; принял меры по сохранению наследственного имущества; произвел за свой счет расходы на содержание этого имущества; оплатил за свой счет долги наследодателя или получил от его должников причитавшиеся ему денежные средства.
Наследство может быть принято в течение шести месяцев со дня открытия наследства. Наследство может быть принято и по истечении шестимесячного срока, если на это согласны все остальные наследники и они выразили свое согласие в письменной форме, заверив документ у нотариуса.Еще один случай удлинения срока - наследственная трансмиссия. Если наследник умер, не успев принять наследство, то право принятия наследства переходит наследнику этого наследника. Наследник может отказаться от всего или части наследства, он может указать лиц, в пользу которых отказывается от наследства, а может не указывать. Отказ может быть адресован только наследникам по закону, но любой очереди. ГК РФ устанавливает некоторые преимущественные права наследования для ряда наследников:наследник, который имел вместе с наследодателем в общей собственности недвижимую вещь, имеет преимущественное перед другими наследниками право на получение этой вещи в счет своей имущественной доли;наследник, который постоянно пользовался недвижимой вещью, имеет преимущественное право получить ее; наследник, совместно проживавший с наследодателем на день открытия наследства, имеет преимущественное право на получение в счет своей доли предметов обычной домашней обстановки. Наследник пая в любом потребительском кооперативе имеет право стать членом этого кооператива либо получить пай в денежной форме.
Лекция 1
основная
1. Марков, Н.Н. Конструкция, расчет и эксплуатация контрольно-измерительных инструментов и приборов: учеб. для техникумов / Н.Н. Марков, Г.М. Ганевский. - М.: Машиностроение, 1993. – 416 с.
2. Белкин, И.М. Средства линейно-угловых измерений / И.М. Белкин. – М.: Машиностроение, 1987. – 368 с.
дополнительная
3. Сорочкин, Б.М. Средства для линейных измерений / Б.М. Сорочкин, Ю.З. Тененбаум, А.П. Курочкин, Ю.Д. Виноградов. – Л.: Машиностроение. Ленигр. отд-ние, 1978. – 264 с.
4. Куликовский, К.Л. Методы и средства измерений: учеб. пособие для вузов / К.Л. Куликовский, В.Я. Купер. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 448 с.
5. Тартаковский, Д.Ф. Метрология, стандартизация и технические средства измерений: учеб. для вузов / Д.Ф. Тартаковский, А.С. Ястребов. – М.: Высш. шк., 2001. – 205 с.
Измерение, испытание и контроль являются составными частями обеспечения качества продукции.
Измерение - процесс сравнения физической величины с некоторым ее значением, принятым за единицу. Единицы физических величин устанавливаются соответствующими документами (ГОСТ Р).
Вместе с термином «измерение», а иногда вместо него используют термин «контроль», например, говорят «средства измерения и контроля».
Контроль - разновидность измерения, при которой в результате процесса сравнения (измерения) устанавливают соответствие объекта измерения (контроля) заданным предельным значениям физических величин.
Результаты контроля, выдаются не в виде значения физической величины, а в виде информация о годности или негодности контролируемого объекта или параметра.
По результатам контроля часто предпринимаются действия по управлению процессом производства, а также проводится разделение контролируемых объектов на размерные группы в пределах определенных значений или разделение контролируемых деталей на группы годности (годные и брак). Термин «контроль» чаще всего применяют при использовании калибров и автоматических средств измерения.
Очень часты случаи, когда измерение производят с целью контроля, находят значение измеряемого размера, затем сравнивают с допускаемыми наибольшими и наименьшими значениями и определяют годность или негодность детали.