РЕФЕРАТ НА ТЕМУ: Електровимірювальні прилади та електровимірювання - Технічні науки - Реферати - Каталог статей

Електровимірювальні прилади та електровимірювання План 1. Класифікація електровимірювальних приладів 2. Системи електровимірювальних приладів Класифікація електровимірювальних приладів 1.1. Електровимірювальні прилади — це такі технічні засоби, які виробляють сигнали вимірювальної інформації у формі, що доступна для безпосереднього сприйняття спостерігачем. Електровимірювальні прилади можна класифікувати: а) за родом вимірювальної величини; б) за фізичним принципом дії вимірювального механізму; в) за родом струму; г) за класом точності; д) за типом відлікового пристрою; е) за виконанням залежно від умов експлуатації; є) за стійкістю до механічних впливів; ж) за ступенем захисту від зовнішніх магнітних та електричних полів тощо. 1.2.Електровимірювальні прилади дають змогу вимірювати яв електричні, так і неелектричні величини. На шкалі наводиться назва приладу або початкова латинська літера одиниці, що вимірюється. За вимірювальною величиною електровимірювальні прилади поділяють-ся на:— вольтметри (позначаються літерою V);— амперметри (А);— ватметри (W);— омметри (ї);— лічильники енергії (kWh);— фазометри (ц);— частотоміри (Hz) тощо. До умовної літери може бути додано позначення кратності основної одиниці, наприклад: міліамперметр — mА; кіловольтметр — kV тощо. 1.3.За фізичним принципом дії розрізняють такі системи елект-ровимірювальних приладів: а) магнітоелектрична; б) електромагнітна; в) електродинамічна; г) феродинамічна; д) індукційна; е)електростатична; є) вібраційна тощо. Умовні позначення на шкалі приладу характеризують класифікацію приладів зародом струму: а) постійний струм; б) змінний (однофазна система); в) постійний і змінний; г) трифазна система; д) трифазна несиметрична система. 1.4. Зa класом точності електровимірювальні прилади класифі-куються відповідно до стандартів. Клас точності позначається цифрою, котра дорівнює зведеній похибці у відсотках, що допускає прилад. Ви-пускають прилади таких класів точності: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. У лічильниках електроенергії класи точності такі: 0,5; 1,0; 2,0; 2,5. 1.5. За типом відлікового пристрою електровимірювальні при-лади розрізняються. В залежності від призначення прилади можуть бути:— показуючі;— реєструючі;— самопишучі;— друкуючі;— інтегруючі;— підсумовуючі. Більш поширені показуючі прилади, тобто прилади безпосередньої оцінки. Відліковий пристрій цих приладів складається звичайно з шкали і показчика. Показчиком може бути стрілка або світлова пляма з рискою. Треба знати правила користування відліковим пристроєм. Такі показу-ючі прилади називаються аналоговими. Показання таких приладів — це безперервна функція величини, що вимірюється. В цифрових елект-ровимірювальних приладах показання наводяться у цифровому вигляді. 1.6. У залежності від умов експлуатації, діапазону робочих тем-ператур та відносної вологості, електровимірювальні прилади поді-ляються на п'ять груп:— група А (температура +10...+35°С, вологість 80);— група Б (температура -30...+40°С, вологість 90);— група B1 (температура -40...+50°С, вологість 95);— група В2 (температура -50...+60°С, вологість 95);— група В3 (температура -50...+80°С, вологість 98). 1.7. За стійкістю до механічних впливів прилади підрозділя-ються в залежності від значення максимально допустимого прискорен-ня при ударах та вібраціях (м/с2). За стандартом електровимірювальні прилади поділяються на групи:— звичайні з підвищеною міцністю (ОП);— нечутливі до вібрацій (ВН);— віброміцні (ВП);— нечутливі до трясіння (ТН);— трясінняміцні (ТП);— удароміцні (У). Звичайні прилади групи ОП витримують прискорення до 15 м/с2. За ступенем захисту від зовнішніх магнітних та електричних полів прилади поділяються на І і II категорії. Від зовнішніх полів при-лади захищаються екранами. 1.8. У більшості показуючих електровимірювальних приладів ру-хома частина пристрою переміщується внаслідок дії обертаючого мо-менту. Обертаючий момент виникає внаслідок взаємодії магнітних або електричних полів та, до деякої міри, пропорційний вимірюваній вели-чині. У вимірюючому пристрої завжди є протидіючий момент, що ство-рюється механічною або електромагнітною силою. Для створення механічної протидії використовується звичайно спіральна пружина, іноді для більшої чутливості — підвіси або розтяжки. Прилади, в котрих створюється електромагнітний протидіючий мо-мент, називають логометрами. 2. Системи електровимірювальних приладів 2.1. У приладах магнітоелектричної системи обертаючий мо-мент створюється внаслідок взаємодії сталого магніту з провідником зі струмом. Рухомою частиною може бути або рамка зі струмом, або ста-лий магніт, розташований на осі. Прилади магнітоелектричної системи з рухомим магнітом є прила-дами низьких класів точності і застосовуються як вказівні на транспорт-них засобах тощо. Електровимірювальні прилади з рухомою рамкою мають високу точність і застосовуються при більш точних вимірюваннях. На рамку зі струмом у магнітному полі діє електромагніна сила. Ос-кільки сила визначається за законом електромагнітної сили, то й обер-таючий момент буде пропорційний струму, що протікає в рамці. Якщо протидіючий момент створюється пружиною Мпр = mб, то кут повороту рамки (стрілки приладу) б пропорційний струму в рамці б = сІ, де m — питомий протидіючий момент, с — постійна величина. Величина с = називається чутливістю приладу і характеризує клас очності. Оскільки кут повороту стрілки пропорційний струму, шкала приладів магнітоелектричної системи рівномірна, що є перевагою таких приладів. Магнітоелектричні прилади застосовують для вимірювання по-стійних струмів та напруг. Вони також можуть використовуватися для вимірювання опорів як гальванометри. Амперметри і вольтметри магнітоелектричної системи мають висо-кий клас точності (до 0,1) і порівняно малі внутрішні втрати енергії. Недоліком приладів цієї системи можна вважати непридатність до роботи в полях змінного струму, чутливість до перевантажень і за-лежність від температури оточення. Магнітоелектричним приладом можна виконувати вимірювання в по-лях змінного струму, якщо в коло рухомої котушки ввімкнути перетво-рювач змінного струму на постійний. 2.2. Електровимірювальний прилад електромагнітної системи має нерухому котушку і розташовану на осі феромагнітну пластинку. Якщо в котушці протікає струм, що вимірюється, то створене котушкою поле втягує всередину феромагнітну пелюстку. Якщо вимірюється величина в полі постійного струму, то обертаючий момент пропорційний квадрату струму. Якщо в котушці протікає синусоїдний струм, то обертаючий мо-мент пропорційний квадрату діючого значення цього струму Moб=kI2 де k— коефіцієнт пропорційності. Кут відхилення рухомої частини також пропорційний квадратові струму б = сI2 Спеціальна форма феромагнітної пелюстки може трохи поліпшити нерівномірність. Створюють прилади, у котрих шкала нерівномірна тільки в початковій частині. Квадратова пропорційність означає, що напрямок відхилення стрілки не залежить від напрямку струму, тобто приладами електромагнітної системи можна вимірювати як в колах постійного, так і в колах змінного струму. Прилади електромагнітної системи можуть безпосередньо вимірю-вати значні струми (до 300 А) та напруги (до 600 В). Вимірювальний механізм амперметра на великий струм має котушку у вигляді одного витка мідної шини. Електромагнітний вольтметр на велику напругу має котушку з великою кількістю витків дроту малого перерізу з додаткови-ми резисторами, котрі компенсують температурні похибки. Точність електромагнітного приладу значно обмежується належні-стю феромагнітного осердя через явище залишкового намагнічення. Для зменшення впливу гістерезису (тобто підвищення класу точності при-ладу) осердя виготовляють зі спеціальних феромагнітних сплавів (на-приклад, пермалоїв) з невеликою коерцитивною силою. Такі прилади мають високий клас точності, до 0,2. Основними перевагами приладів електромагнітної системи можна вважати: а) простоту, надійність, дешевизну; б) спроможність використання в колах постійного та змінного струму; в) високу перевантажувальну здатність. До недоліків приладів електромагнітної системи відносять: а) невисоку точність; б) невисоку чутливість; в) велике власне споживання електроенергії (0,5... 15 Вт); г) обмежений частотний діапазон вимірювальних величин; д) нерівномірність шкали; е) чутливість до впливу зовнішніх магнітних полів. Власне магнітне поле приладу дуже слабке, тому зовнішнє поле знач-но впливає на його показання. Для зменшення впливу зовнішнього поля вимірювальний механізм захищають сталевим екраном. Значно менше впливає зовнішнє поле на прилади електромагнітної системи з астатич-ним вимірювальним механізмом. Астатичний вимірювальний механізм має дві нерухомі обмотки та два осердя на одній осі. Обмотки вмикаються послідовно у такий спосіб, що їх потоки зустрічні, а моменти, що діють на осердя, — узгоджені. В цьому разі зовнішній магнітний потік підсилює обертаю-чий момент одного осердя і водночас послаблює момент другого осер-дя. Тому в астатичних електромагнітних приладах загальний обертаю-чий момент не залежить від зовнішнього магнітного поля. Прилади електромагнітної системи застосовуються в промислових електротехнічних пристроях низької частоти та постійного струму, а також — досить широко — як щитові амперметри і вольтметри класів 1,0; 1,5; 2,0. 2.3. Прилади електродинамічної системи мають вимірюваль-ний механізм, що складається з двох котушок: нерухомої і рухомої. Не-рухома котушка має дві секції, всередині котрих на осі розташована рухома котушка. За наявності струму у котушках виникають електро-магнітні сили взаємодії, що прагнуть повернути рухому котушку, тобто обертаючий момент пропорційний (для постійних струмів і відповід-ної конструкції механізму) добутку струмів: Моб=kI1I2. Якщо прилад вмикається у коло синусоїдного струму, то обертаю-чий момент пропорційний добутку діючих значень струму і косинусу зсуву фаз між ними Moб = kI1I2cosб. Електродинамічні прилади можна використовувати як ампер-метри, вольтметри та ватметри у колах постійного та змінного струмів. Протидіючий момент створюється двома пружинами, по котрих здійснюється й підвід струму до рухомої котушки. Підбираючи форми котушок та їх розташування, можна одержати майже лінійну шкалу вольт-метрів і амперметрів, починаючи з 20% верхньої межі вимірювання.
1 2 3 4 5 Категория: Технічні науки \| Добавил: DoceNt (28.12.2014)
Просмотров: 1901 \| Рейтинг: 0.0/0

Всего комментариев: 0


Имя *:
Email *:

Код *: