Измерения в электротехнике

Измерение

Познавательный  процесс, заключающийся в экспериментальном  сравнении измеряемой величины с  некоторым ее значением принятым за единицу.

Средство измерения (СИ)

Техническое средство используемое для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики (мера, измерительный прибор, измерительный преобразователь, электроизмерительная установка, электроизмерительная информационная система).

Мера

Средство измерения  воспроизводящее физическую величину заданного значения.

Измерительный прибор

Средство измерения  предназначенное для выработки  сигналов измерительной информации в форме доступной для визуального  восприятия наблюдателем.

Измерительный преобразователь

Средство измерения  предназначенное для выработки  сигналов измерительной информации в форме удобной для дальнейшей обработки, преобразования, хранения и передачи.

Электроизмерительная  установка

Совокупность  средств измерения предназначенных  для выработки сигналов измерительной  информации в форме доступной  для визуального восприятия наблюдателем.

Электроизмерительная  информационная система

Совокупность  средств измерения предназначенных  для выработки сигналов измерительной  информации в форме удобной для  дальнейшей обработки, преобразования, хранения и передачи.

Погрешности средств измерений

Погрешность средства измерения

Разница между  фиксируемым средством измерения  значением физической величины и  её истинной величиной.

A

5

δ =

%; γ = 5 %

Погрешность любого измерения может быть представлена в абсолютной, приведенной и относительной формах:

Δ = A_изм - A, [А, В, ВАр, ...] 
γ = ± (Δ • 100%) / A_норм, [%]; ряд: 0,5%; 1%; 1,5%; ... 
δ = ± (Δ • 100%) / A_изм, [%]; любые значения: 3,58%; 6,83%; ...

где: A — истинное значение величины; 
A_норм — значение физической величины соответствующе полной шкале СИ; 
A_изм — оценка истинного значения величины, полученная с помощью СИ.

Электроизмерительные  приборы

Магнитоэлектрический  измерительный механизм

Приборы с магнитоэлектрическим измерительным  механизмом обладают наибольшей чувствительностью  и реагируют на среднее значение измеряемой величины:

Логометр —  это прибор, в котором противодействующий момент создается не механическим способом (спиральной пружинкой), а с помощью второй рамки закрепленной под углом к первой, в которой протекает постоянный ток. Показания магнитоэлектрических логометров пропорциональны отношению средних значений токов:

Электромагнитный  измерительный механизм

Приборы с электромагнитным измерительным  механизмом наиболее распространены, измеряют постоянные и переменные по знаку величины и реагируют на квадрат действующего значения измеряемой величины (оно же — среднеквадратическое):

Квадратичная  шкала не удобна. Подбором формы  ферромагнитной пластины, удается линеаризовать  шкалу на большей ее части (кроме начальной — слишком мал вращающий момент).

Показания электромагнитных логометров (с учетом линеаризации шкалы) пропорциональны отношению  действующих значений токов:

Электродинамический измерительный механизм

Приборы с электродинамическим измерительным  механизмом применяются для измерения  активной мощности в цепях переменного  тока и реагируют на произведение действующих значений двух измеряемых величин и косинус угла сдвига фаз между ними:

Показания электродинамических  логометров пропорциональны отношению  фиксируемой в цепи активной мощности к квадрату действующего значения опорного тока:

Электродинамические измерительные механизмы обладают максимальной разрешающей способностью в классе электромеханических преобразователей, поскольку не содержат ферромагнитных деталей, технология изготовления которых не может гарантировать отсутствие неоднородностей и характеризуется плохой повторяемостью в серии.

Шкала стрелочного измерительного прибора

Главные атрибуты любого шкального СИ показаны на рис. выше по тексту. К ним относятся:

• А — обозначение типа прибора (Амперметр).
• 5 — обозначение класса точности (γ = 5 %).
• Знак катушки с сердечником — обозначение типа измерительного механизма (электромагнитный).
• Знак волны — обозначение рода измеряемого тока (прибор предназначен для измерения переменного тока).
• Знак перпендикуляра — обозначение одного из условий эксплуатации (механический баланс подвижных деталей прибора рассчитан на вертикальное положение).
• Точка вблизи начала шкалы — обозначение запретной, для измерений, области в начале шкалы.

Расширение  пределов измерения  СИ электрических  величин

...