Общие сведения об электроизмерительных приборах

Электроизмерительные приборы можно классифицировать по многим признакам. По принципу отсчета приборы могут быть показывающие и сравнивающие. Наибольшее применение получили показывающие приборы, которые с помощью отсчетного приспособления непосредственно показывают числовое значение измеряемой величины (например, амперметры, вольтметры). Другим типом приборов являются сравнивающие — приборы с наводкой, использующие метод сравнения (например, мосты для измерения сопротивлений, измерители переходных затуханий). Сравнивающие приборы дают более высокую точность измерений нежели показывающие, однако показывающие проще и удобнее.
Наивысшую точность имеют эталонные приборы, предназначенные для воспроизведения единиц измерений. Образцовые приборы имеют ограниченную точность и предназначены для проверки и градуировки рабочих измерительных приборов. Электроизмерительные приборы подразделяют на 8 классов точности. Наиболее точными являются приборы класса 0,05, а наименее — класса 4,0. Последние служат для грубых измерений или в качестве индикаторов.
По роду измеряемого тока приборы бывают постоянного и переменного тока, а по характеру применения — переносные и стационарные.
В зависимости от назначения все приборы разделены на 19 групп, обозначаемых буквой русского алфавита. Каждая группа подразделена на подгруппы, обозначаемые арабскими цифрами, уточняющими область применения.
По принципу преобразования электрической энергии в механическую приборы бывают:
магнитоэлектрические, основанные на взаимодействии магнитного поля подвижной рамки, по которой проходит измеряемый ток, и поля постоянного магнита;
электромагнитные, основанные на воздействии магнитного поля неподвижной катушки, по которой проходит измеряемый ток, на втягивающийся сердечник;
электродинамические, основанные на взаимодействии магнитных полей подвижной и неподвижной катушек, по которым проходит измеряемый ток;
электростатические, основанные на взаимодействии заряженных подвижного и неподвижного электродов (пластин);
тепловые, основанные на тепловом расширении проволоки или изгибе металла при нагреве измеряемым током;
индукционные, основанные на взаимодействии магнитных потоков, индуктируемых измеряемым и вихревыми токами.
В особую группу выделяют приборы с электроннолучевыми трубками, принцип действия которых основан на отклонении электронного луча электрическим или магнитным полем. В последние годы получили широкое распространение приборы с цифровым отсчетом.
В ламповых, полупроводниковых, фотоэлектрических и термоэлектрических приборах применяют дополнительное преобразование тока. На лицевой стороне электроизмерительных приборов имеются кроме наименования прибора или измеряемой величины условные обозначения класса и системы прибора, рабочего положения, степени защищенности от магнитных и электрических влияний, испытательного напряжения изоляции, а также год выпуска и заводской номер.
Технические требования и правила эксплуатации указаны в прилагаемых к прибору паспорте, описании и инструкции (формуляре). Каждый прибор должен использоваться только по назначению и в пределах, указанных на шкале. Следует избегать перегрузки (некоторые приборы допускают кратковременную перегрузку в 1,5—2,0 раза). Класс точности прибора должен соответствовать требованиям, предъявляемым к измерениям. Чем выше точность, тем сложнее и дороже измерения. Электроизмерительные приборы должны быть проверены в соответствии с действующим законодательством о Государственной и внутриведомственной проверке средств измерения (ГОСТ 8002—71). Потребляемая мощность приборов не должна нарушать рабочий режим измеряемой цепи. Измерения высокого напряжения требуют особого внимания и соблюдения правил техники безопасности.
Рассмотрим принцип действия конструкцию магнитоэлектрических приборов, так как в технике связи они нашли наиболее широкое применение. Каждый магнитоэлектрический прибор имеет измерительный механизм, на который воздействует непосредственно или через преобразователь измеряемый ток или напряжение.
Измерительный механизм магнитоэлектрической системы состоит из постоянного магнита 1 с полюсными наконечниками 2, между которыми помещен неподвижный сердечник 3 цилиндрической формы. В промежутке между наконечниками и сердечником создается равномерное магнитное поле, в котором размещается подвижная прямоугольная катушка (рамка). Обмотка катушки выполнена на каркасе или без него тонкой алюминиевой или медной проволокой диаметром 0,02—0,2 мм. При прохождении тока по обмотке создается магнитный поток, который, взаимодействуя с основным потоком постоянного магнита, поворачивает рамку. Угол поворота рамки пропорционален протекающему току. Ось рамки или сама рамка жестко связана со стрелкой 5, угол поворота которой является мерой отсчета. Спиральные пружины 4 создают противодействующий момент и обеспечивают возврат стрелки.
Магнитоэлектрические механизмы потребляют очень мало электроэнергии (порядка 10-5—10-6 Вт), что позволяет создать на их основе очень чувствительные (до 0,01 мкА на шкалу) и точные (класса 0,05, 0,1 и 0,2) приборы с равномерной шкалой. Такие приборы требуют осторожного обращения, так как не выдерживают больших перегрузок и используются в основном для измерения постоянного тока. На основе магнитоэлектрических механизмов созданы вольтметры, амперметры, микроамперметры, гальванометры; кроме того, их используют в качестве омметров и индикаторов нуля. В сочетании с выпрямителями и термопарами они могут быть применены для измерения переменного тока.
Измерительный механизм электромагнитной системы может быть с круглой или с плоской катушкой. В конструкции, показанной на рис. 109, я, внутри катушки 2 расположен неподвижный пластинчатый сердечник 1, а на оси — подвижный сердечник 5. При прохождении тока сердечники намагничиваются и неподвижный отталкивает подвижный, в результате чего перемещается ось со стрелкой 4. В конструкции, показанной на рис. 109,6, при прохождении тока в щель катушки втягивается лепесток 6, жестко связанный с осью и стрелкой 4. Для устранения колебаний оси стрелки механизм снабжен воздушным успокоителем 3. Спиральные пружины создают противодействующий момент.
Приборы на основе электромагнитного механизма служат для измерений постоянного и переменного тока. Электромагнитный механизм прост и не боится перегрузок. В силу малой чувствительности большинство приборов этого типа применяют для измерений больших токов и напряжений в цепях промышленной частоты. Класс точности приборов невысок (0,5; 1,0; 1,5). Эти приборы имеют неравномерную шкалу, так как угол поворота рамки находится в квадратичной зависимости от измеряемого тока (или напряжения).

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120
 

Яндекс.Метрика