Вопросы:
1. Общие сведения об электрических измерениях.
2. Общие сведения об электроизмерительных приборах.
3. Измерение тока.
4. Измерение напряжения.
1. Общие сведения об электрических измерениях
Измерение – операция сравнения измеряемой физической величины с величиной такого же рода, принятой за единицу.
Средства измерения: меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи.
Меры – средства измерений, предназначенные для воспроизведения физической величины заданного размера (например, гиря 1 кг предназначена для воспроизведения массы 1 кг).
Эталоны – меры, предназначенные для хранения и воспроизводства единиц физических величин.
Измерительные приборы – средства измерений для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.
Методы измерений: метод непосредственной оценки и метод сравнения.
Прямые измерения - результат (измеряемую величину) получают непосредственно по показанию прибора.
При косвенных измерениях искомую величину находят вычислением, используя результаты прямых измерений вспомогательных величин. Например, мощность в электрической цепи постоянного тока можно вычислить по формуле P=UI, используя прямые измерения напряжения и тока.
Абсолютная погрешность измерения : △А = Аиз – А; (Аиз – измеренное значение величины; А – действительное значение величины). За действительное значение величины принимают её значение, измеренное образцовым прибором.
Относительная погрешность : δ = 100%.
2. Общие сведения об электроизмерительных приборах.
Классификация.
1. Приборы непосредственной оценки (электромеханические и цифровые).
2. Приборы сравнения.
В зависимости от назначения приборы делятся на рабочие и образцовые. Рабочие приборы предназначены для контроля за параметрами различных механизмов, устройств и систем; образцовые – для поверки и градуировки рабочих.
Точность прибора характеризуется приведённой погрешностью : γ = .
Апр – верхний предел измерения по шкале прибора.
Наибольшую приведённую погрешность называют классом точности прибора. Чем меньше число, обозначающее класс точности, тем точнее прибор.
Условные обозначения на шкале прибора.
В приборах непосредственной оценки значение измеряемой величины определяют по шкале или по цифровому устройству. Приборы непосредственной оценки применяют в большинстве случаев, при рабочих измерениях. Недостатком этих приборов является сравнительно невысокая точность измерения.
В электромеханических приборах поворот оси, на которой укреплён указатель (стрелка), происходит под действием механической силы, которая возникает в результате протекания тока в измерительной цепи прибора.
Эти приборы находят широкое применение благодаря своей сравнительной простоте и небольшой стоимости.
Цифровые приборы измеряют значение непрерывно изменяющейся величины в отдельные (дискретные) моменты времени и представляют результат измерения в цифровой форме. Эти приборы имеют высокую точность, большое быстродействие, широкие пределы измерения, легко комплектуются с цифровыми вычислительными машинами. К недостаткам цифровых приборов следует отнести их сравнительную сложность и высокую стоимость.
В приборах сравнения точность измерения выше. Однако на получение результата измерения затрачивается значительно больше времени, чем при измерении приборами непосредственной оценки. Приборы сравнения используют, как правило, в лабораторных условиях.
Цена деления шкалы (постоянная С) прибора – число единиц измеряемой величины, приходящееся на одно деление шкалы.
Чувствительность прибора S – число делений шкалы, приходящееся на единицу измеряемой величины. S = 1/C.
Равномерная шкала – шкала, имеющая одинаковые расстояния между соседними делениями по всей своей длине.
3. Измерение тока.
Силу постоянного тока измеряют магнитоэлектрическими или электромагнитными амперметрами. Магнитоэлектрические амперметры по сравнению с электромагнитными имеют большую чувствительность и точность.
Амперметр включают последовательно с участком цепи, в котором измеряют ток. Для того что бы включение амперметра не приводило к значительному изменению тока в цепи, его сопротивление должно быть как можно меньшим.
В цепях переменного тока силу тока измеряют электромагнитными амперметрами.
Для расширения пределов измерения магнитоэлектрического амперметра используют шунт. Шунты бывают внутренние (находятся внутри корпуса прибора) и наружные. Шунт представляет собой калиброванное сопротивление. Схема включения амперметра с шунтом приведена на рис.51,б). Для расширения предела измерения амперметров переменного тока используют измерительные трансформаторы тока (ИТТ) – рис.5.2. Л1, Л2 – зажимы первичной обмотки ИТТ; И1, И2 – зажимы вторичной обмотки ИТТ. Для того, что бы исключить поражение током, контакт выключателя S при разомкнутых зажимах И1, И2 должен быть замкнут (вторичная обмотка замкнута накоротко).
4. Измерение напряжения.
Напряжение постоянного тока измеряют магнитоэлектрическими или электромагнитными вольтметрами. Вольтметры включают параллельно тому участку цепи, на котором измеряют напряжение. Для того что бы включение вольтметра не приводило к существенному уменьшению тока, протекающего по участку цепи, напряжение на котором измеряют, сопротивление вольтметра должно быть как можно большим. С этой целью в измерительную цепь вольтметра вводят добавочное сопротивление Rдоб (рис. 5.2).
В цепях переменного тока напряжение измеряют электромагнитными вольтметрами.
Лекция 10.