- •Содержание
- •Метрология Глава I. Теоретические основы метрологии Раздел I.1Понятие метрологии
- •Глава II. Физические величины. Системы единиц Раздел I.2Физические величины и их измерения
- •Раздел I.3Единицы физических величин
- •Раздел I.4Системы единиц физических величин
- •Раздел I.5Кратные и дольные единицы
- •Раздел I.6Правила написания наименований и обозначений единиц
- •Глава III. Погрешности измерений Раздел I.7Общие сведения
- •Раздел I.8Классификация погрешностей измерения
- •Раздел I.9Виды системных погрешностей
- •Глава IV. Основные сведения о средствах измерений Раздел I.10Классификация средств измерений
- •Раздел I.11Структурные схемы измерительных устройств
- •Раздел I.12Статические характеристики и параметры измерительных устройств
- •Раздел I.13Динамические характеристики измерительных устройств
- •Раздел I.14Погрешности измерительных устройств
- •Измерительные приборы
- •1.Электромеханические измерительные приборы
- •2.Приборы электромагнитной системы.
- •3.Термоэлектрические приборы.
- •4.Электростатические приборы.
- •5.Приборы электродинамической системы.
- •6.Электронные аналоговые вольтметры (эв).
- •7.Цифровые измерительные приборы (цип).
- •8.Осцилографы.
- •Стандартизация Государственная система стандартизации.
- •1.Основные понятия и определения в области стандартизации
- •2. Цели и задачи стандартизации
- •3. Виды и методы стандартизации
- •4. Категории и виды стандартов
- •5. Основные принципы стандартизации
- •6. Органы и службы стандартизации
- •7. Государственные и отраслевые системы стандартов на общетехнические нормы, термины и определения.
- •Основы сертификации.
- •1.Основные понятия сертификации.
- •2. Основные цели и принципы сертификации.
- •3. Обязательная и добровольная сертификация.
- •4.Субъекты сертификации.
- •5.Схемы сертификации продукции.
- •6.Знаки соответствия (зс).
- •7.Порядок сертификации продукции.
- •8.Особенности сертификации работ и услуг.
- •9.Сертификация систем качества (сск).
- •10.Развитие сертификации в ближайшей перспективе.
- •Электроизмерительные приборы и их применение
- •1. Классификация электроизмерительных прибором.
- •2.Измерение тока, напряжения и мощности и энергии.
- •3. Заключение
- •Список литературы.
Измерительные приборы
Электроизмерительные приборы подразделяются на аналоговые и цифровые.
Аналоговые – электромеханические и электронные. Аналоговыми называют измерительные приборы, показания которых являются непрерывной функцией изменения измеряемой величины.
1.Электромеханические измерительные приборы
Электромеханические измерительные приборы – приборы прямого действия. Они просты, надежны и удобны в эксплуатации. Их разнообразие и характеристики (в том числе точностные) удовлетворяют требованиям широкого спектра технических измерений.
Структурная схема:
Х |
измерительная ц епь |
У |
измерительный механизм |
α |
отсчетное устройство |
Рис.1.1
Измерительная цепь осуществляет количественное или качественное преобразование электрической величины Х в электрическую У, удобную для измерения. Измеряющий механизм преобразует У, в механическую переменную α, угловую или линейную. Значение отсчитывается по шкале отсчетного устройства. Оно градуируется, обычно, в единицах измеряемой величины Х. Измерительная схема представляет собой совокупность резисторов, индуктивностей, емкостей и иных элементов. Подвижная часть измерительного механизма изображена схематически на рис.1.2.
Важно, чтобы зависимость α = f(Х) была линейной и постоянной при изменяющихся внешних условиях.
Рассмотрим принцип действия электромеханического прибора на примере магнитоэлектрической системы. Здесь вращающий момент создается за счет взаимодействия поля постоянного магнита с рамкой (катушкой) по которой идет ток (измеряемый). Постоянный магнит 1 с полюсным наконечником 2 и неподвижным цилиндрическим сердечником 3 составляют магнитную систему механизма. В зазоре 2-3 создается сильное радиальное магнитное поле, в котором находится рамка стоком 4, повешенная на полуосях 5. Спиральные пружинки предназначены для создания противодействующего момента. Через них же подается ток в рамку. Стрелка 7 жестко связана с полуосью 5. Для балансировки подвижной части имеются передвижные грузики 8.
Момент вращения создается силой Лоренца:
Мвр = 2F· =BωSI, F = IBlsin(BˆI) ,
где b – ширина рамки, l – ее длина.
Чтобы каждому значению измеряемого тока (входящая величина Х) соответствовало определенное отклонение стрелки α необходимо уравновесить Мвр противодействующим моментом Мпр, противоположным по направлению и возрастающим по мере увеличения угла поворота подвижной части. Он создается плоской спиральной пружиной. Для нее справедливо соотношение Мпр = K α, где K - коэффициент, зависящий от свойств материала и размеров пружинки (удельный противодействующий момент).
Приравняв Мвр = Мпр, получим: - таким образом, угол отклонения прямо пропорционален току. Коэффициент пропорциональности Si = называют чувствительностью к току магнитоэлектрического прибора.
Можно получить зависимость для приложенного напряжения :
, где Rр – сопротивление рамки. Эти коэффициенты зависят только от параметров цепи и механизма и потому являются постоянными величинами. Поэтому шкала магнитоэлектрического прибора равномерна, а изменение направления тока приводит к отклонению стрелки в обратную сторону. Следовательно, такие приборы могут измерять только постоянный ток. Для измерения переменных токов (или напряжений) необходимо применять выпрямители – преобразователи переменного тока в постоянный. Из группы аналоговых электромеханических приборов эти - наиболее точны и чувствительны. Изменения температуры окружающей среды и внешние магнитные поля не оказывают существенного влияния на их работу. Их шкала равномерна.
Как правило, провод рамок тонок и пропускает ток от 1 до 300 мкА. Задачу измерения больших токов и напряжений решают путем использования шунтов.
, где (Ia – ток рамки).
Класс точности шунтов 0,02-0,5. Как правило, Uш=75мВ, но могут быть и 45-300мВ.
Для расширения пределов измерения U включают добавочное сопротивление Rд:
Rд = Rр(n-1), где n = .
Добавочное сопротивление бывает встроенным в корпус вольтметра (при U<600В) или снаружи (при U в диапазоне 600-1500В). И шунты, и добавочные сопротивления изготавливают из материалов с высоким удельным сопротивлением и малым α.
Высокочувствительные магнитоэлектрические приборы для измерения малых токов и напряжений (I = 10-5-10-12А, U=10-4В) называют гальванометрами.