КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Системы электроизмерительных приборов
Классификация электроизмерительных приборов 14.1.1. Электроизмерительные приборы — это такие технические средства, которые вырабатывают сигналы измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Электроизмерительные приборы можно классифицировать: а) по роду измеряемой величины; б) по физическому принципу действия измерительного механизма; в) по роду тока; г) по классу точности; д) по типу отсчитывающего устройства; е) по исполнению в зависимости от условий эксплуатации; ж) по устойчивости к механическим воздействиям; з) по степени защиты от внешних магнитных и электрических полей и др. 14.1.2. Электроизмерительные приборы дают возможность измерять как электрические, так и неэлектрические величины. На шкале приводится название прибора или начальная латинская буква измеряемой единицы. По роду измеряемой величины электроизмерительные приборы разделяются на следующие виды: вольтметры (обозначаются буквой V); амперметры (A); ваттметры (W); омметры (W); счетчики энергии (kWh); фазометры (j); частотомеры (Hz) и др. К условной букве может быть добавлено обозначение кратности основной единицы, например: милиамперметр — mA; киловольтмстр — kV и т. д. 14.1.3. По физическому принципу действия различают такие системы электроизмерительных приборов: а) магнитоэлектрическая; б) электромагнитная; в) электродинамическая; г) ферродинамическая; д)индукционная; е)электростатическая; ж) вибрационная и др. Условные обозначения на шкале прибора характеризуют классификацию приборов по роду тока: а) постоянный ток; б) переменный (однофазная система);в) постоянный и переменный;г) трехфазная система; д) трехфазная несимметричная система. 14.1.4. По классу точности электроизмерительные приборы классифицируются соответственно стандартам. Класс точности обозначается цифрой, которая равна приведенной погрешности (в процентах), допускаемой прибором. Выпускают приборы таких классов точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. В счетчиках электроэнергии классы точности следующие: 0,5; 1,0; 2,0; 2,5. 14.1.5. В зависимости от типа отсчитывающего устройства электроизмерительные приборы могут быть: показывающие; регистрирующие; самопишущие; печатающие; интегрирующие; суммирующие. Более распространены показывающие приборы, т. е. приборы непосредственной оценки. Отсчитывающее устройство этих приборов состоит обычно из шкалы и указателя. Указателем может быть стрелка или световое пятно с черточкой. Такие показывающие приборы называются аналоговыми. Показания данных приборов — это непрерывная функция измеряемой величины. В цифровых электроизмерительных приборах показания приводятся в цифровом виде. 14.1.6. В зависимости от условий эксплуатации, диапазона рабочих температур и относительной влажности электроизмерительные приборы разделяются на пять групп: группа А (температура +10...+35°С, влажность 80); группа Б (температура-30...+40°С, влажность 90); группа В1 (температура-40...+50°С, влажность 93); группа В2 (температура -50...+60°С, влажность 95); группа В3 (температура -50...+80°С, влажность 98). 14.1.7. По устойчивости к механическим воздействиям приборы подразделяются в зависимости от значения максимально допустимого ускорения при ударах и вибрациях (м/с2). По стандарту электроизмерительные приборы разделяются на группы: обычные с повышенной прочностью (ОП); нечувствительные к вибрациям (ВН); вибропрочные (ВП); нечувствительные к тряске (ТН); тряскопрочные (ТП); ударопрочные (У). Обычные приборы группы ОП выдерживают ускорение до 15 м/с2 . По степени защиты от внешних магнитных и электрических полей приборы разделяются на 1 и II категории. От внешних полей приборы защищаются экранами. 14.1.8. У большинства показывающих электроизмерительных приборов подвижная часть устройства перемещается вследствие действия вращающего момента. Вращающий момент возникает в результате взаимодействия магнитных или электрических полей и до некоторой степени пропорционален измеряемой величине. В измерительном устройстве всегда есть противодействующий момент, который создается механической или электромагнитной силой. Для создания механического противодействия обычно используется спиральная пружина, иногда для большей чувствительности — подвесы или растяжки. Приборы, в которых создается электромагнитный противодействующий момент, называют логометрами. 14.2.1. В приборах магнитоэлектрической системы вращающий момент создается в результате взаимодействия постоянного магнита с проводником с током. Подвижной частью может быть рамка с током или постоянный магнит, расположенный на оси. Приборы магнитоэлектрической системы с подвижным магнитом являются приборами низких классов точности и применяются как указательные в транспортных средствах и др. Электроизмерительные приборы с подвижной рамкой имеют высокую точность и применяются при более точных измерениях. На рамку с током в магнитном поле действует электромагнитная сила. Поскольку сила определяется по закону электромагнитной силы, то и вращающий момент будет пропорционален току, протекающему в рамке. Если противодействующий момент создается пружиной , то угол поворота рамки (стрелки прибора) а пропорционален току в рамке где m — удельный противодействующий момент, с — постоянная величина. Величина с = -называется чувствительностью прибора и характеризует класс точности. Поскольку угол поворота стрелки пропорционален току, шкала приборов магнитоэлектрической системы равномерная, что является преимуществом таких приборов. Магнитоэлектрические приборы применяют для измерения постоянных токов и напряжений. Они могут также использоваться для измерения сопротивлений как гальванометры. Амперметры и вольтметры магнитоэлектрической системы имеют высокий класс точности (до 0,1) и сравнительно небольшие внутренние потери энергии. Недостатком приборов этой системы можно считать непригодность к работе в цепях переменного тока, чувствительность к перегрузкам и зависимость от окружающей температуры. Магнитоэлектрическим прибором можно проводить измерения в цепях переменного тока, если в цепь подвижной катушки включить преобразователь переменного тока в постоянный. 14.2.2. Электроизмерительный прибор электромагнитной системы имеет неподвижную катушку и расположенную на оси ферромагнитную пластинку. Если в катушке протекает измеряемый ток, то созданное катушкой поле втягивает вглубь ферромагнитный лепесток. Если измеряется величина в цепи постоянного тока, то вращающий момент пропорционален квадрату тока. Если в катушке протекает синусоидальный ток, то вращающий момент пропорционален квадрату действующего значения этого тока где k — коэффициент пропорциональности. Угол отклонения подвижной части также пропорционален квадрату тока С помощью специальной формы ферромагнитного лепестка можно немного уменьшить неравномерность. Создают приборы, в которых шкала неравномерна только в начальной части. Квадратичная пропорциональность означает, что направление отклонения стрелки не зависит от направления тока, т. е. приборами электромагнитной системы можно измерять как в цепях постоянного, так и в цепях переменного тока. Приборы электромагнитной системы могут непосредственно измерять значительные токи (до 300 А) и напряжения (до 600 В). Измерительный механизм амперметра на большой ток имеет катушку в виде одного витка медной шины. Электромагнитный вольтметр на большое напряжение имеет катушку с большим количеством витков провода малого сечения с дополнительными резисторами, которые компенсируют температурные погрешности. Точность электромагнитного прибора значительно ограничивается из-за наличия ферромагнитного сердечника и связанного с этим явления остаточного намагничивания. Для уменьшения влияния гистерезиса (т. е. повышения класса точности прибора) сердечник изготовляют из специальных ферромагнитных сплавов (например, пермаллоев) с небольшой коэрцитивной силой. Такие приборы имеют высокий класс точности, до 0,2. Основными приемуществами приборов электромагнитной системы можно считать: а) простоту, надежность, дешевизну; б) возможность использования в цепях постоянного и переменного тока; в) высокую перегрузочную способность. К недостаткам приборов электромагнитной системы относят: а) невысокую точность; б) невысокую чувствительность; в) большое собственное потребление электроэнергии (0,5... 15 Вт); г) ограниченный частотный диапазон измеряемых величин; д) неравномерность шкалы; е) чувствительность к влиянию внешних магнитных полей. Собственное магнитное поле прибора очень слабое, поэтому внешнее поле значительно влияет на его показания. Для уменьшения влияния внешнего поля измерительный механизм защищают стальным экраном. Значительно меньше влияет внешнее поле на приборы электромагнитной системы с астатическим измерительным механизмом. Астатический измерительный механизм имеет две неподвижные обмотки и два сердечника на одной оси. Обмотки включаются последовательно таким образом, что их потоки встречные, а действующие на сердечник моменты — согласные. В этом случае внешний магнитный поток усиливает вращающий момент одного сердечника и вместе с тем ослабляет момент второго сердечника. Поэтому в астатических электромагнитных приборах общий вращающий момент не зависит от внешнего магнитного поля. Приборы электромагнитной системы применяются в промышленных электротехнических устройствах низкой частоты и постоянного тока, а также (достаточно широко) как щитовые амперметры и вольтметры классов 1,0; 1,5; 2,0. 14.2..3. Приборы электродинамической системы имеют измерительный механизм, состоящий из двух катушек: неподвижной и подвижной. Неподвижная катушка имеет две секции, внутри которых на оси расположена подвижная катушка. При наличии тока в катушках возникают электромагнитные силы взаимодействия, стремящиеся повернуть подвижную катушку, т. е. вращающий момент пропорционален (для постоянных токов и соответствующей конструкции механизма) произведению токов: Если прибор включается в цепь синусоидального тока, то вращающий момент пропорционален произведению действующих значений тока и косинусу сдвига фаз между ними
Дата добавления: 2014-01-15; Просмотров: 9258; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |