Слайд 1Электроизмерительные приборы
Электроизмерительные приборы — класс устройств, применяемых для измерения различных
электрических величин. В группу электроизмерительных приборов входят также кроме собственно
измерительных приборов и другие средства измерений — меры, преобразователи, комплексные установки.
Слайд 2Классификация
Наиболее существенным признаком для классификации электроизмерительной аппаратуры является измеряемая или
воспроизводимая физическая величина, в соответствии с этим приборы подразделяются на
ряд видов:
амперметры — для измерения силы электрического тока;
вольтметры — для измерения электрического напряжения;
омметры — для измерения электрического сопротивления;
мультиметры (иначе тестеры, авометры) — комбинированные приборы
частотомеры — для измерения частоты колебаний электрического тока;
магазины сопротивлений — для воспроизведения заданных сопротивлений;
ваттметры и варметры — для измерения мощности электрического тока;
электрические счётчики — для измерения потреблённой электроэнергии
Слайд 3Условные обозначения, наносимые на электроизмерительные приборы
Обозначения принципа действия прибора
Слайд 5Обозначения положения прибора
Слайд 6Обозначения единиц измерения физических величин
Слайд 7Основная классификация электроизмерительных приборов
В зависимости от способа, который используется
для сравнения измеряемой величины с единицей измерения, электроизмерительные приборы подразделяются
на приборы непосредственной оценки (вольтметр) и приборы сравнения, служащие для сравнения измеряемой величины с известными, которые иногда монтируются в прибор (мост для измерения сопротивления).
Слайд 8По способу получения отсчета измерительные приборы подразделяются на приборы с
непосредственным отсчетом, управляемым отсчетом и самопишущие.
Электроизмерительные приборы классифицируются по роду
измеряемой величины: амперметр, вольтметр и т. д.
Классификация по роду тока: приборы постоянного, переменного, постоянно-переменного тока.
Слайд 9Приборы с непосредственным отсчетом, кроме того, подразделяются:
- по принципу
действия в зависимости от системы: приборы магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической, электростатической
систем; цифровые и т.д.
- по степени точности: приборы классов точности 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.
Слайд 10Краткое описание приборов и их принципа действия
Магнитоэлектрическая система
Слайд 11Принцип работы основан на взаимодействии тока, протекающего по обмотке подвижной
катушки, с магнитным полем постоянного магнита.
Основные детали: постоянный магнит
и подвижная катушка (рамка), по которой проходит ток, пружины.
При прохождении тока через рамку возникает вращающий момент, под действием которого подвижная часть прибора поворачивается вокруг своей оси на некоторый угол φ.
Слайд 12Вращающий момент приборов магнитоэлектрической системы прямо пропорционален силе тока:
Mвр.=
k1 · I,
где: k1= B · S · n,
B – магнитная индукция поля постоянного магнита, S – площадь катушки, n – число витков катушки.
Противодействующий момент создается спиральными пружинами и пропорционален углу поворота рамки:
Mпр.= k2 · φ ,
где k2 - коэффициент, характеризующий упругие свойства пружины.
Слайд 13При равновесии подвижной части прибора вращающий момент равен противодействующему. Из
этого условия равновесия для приборов магнитоэлектрической системы φ ∼ I,
и поэтому их шкалы равномерны.
Поворачиваясь, катушка отклоняет стрелку прибора. Магнитоэлектрические приборы служат только для измерения постоянного тока и напряжения, так как направление поворота рамки зависит от направления тока в ней.
Слайд 14Если по катушке пропустить переменный ток частотой 50 Гц, то
направление вращающего момента станет меняться сто раз в секунду, подвижная
часть не будет успевать за током и стрелка не отклонится. Приборы данной системы пригодны для использования в цепях постоянного тока.
Слайд 16Принцип работы основан на взаимодействии магнитного поля неподвижной катушки с
сердечником из ферромагнитного материала, внесенного в это поле.
Основные детали:
неподвижная катушка и подвижный сердечник из ферромагнетика.
Слайд 17Вращающий момент, действующий на подвижную часть прибора, пропорционален квадрату силы
тока:
Mвр.= С · I 2,
где С – коэффициент,
зависящий от числа витков катушки, материала, формы сердечника и его положения относительно подвижной части. При равновесии подвижной части прибора угол поворота оказывается пропорционален квадрату тока. Вследствие этого шкала приборов электромагнитной системы неравномерна. Вследствие квадратичной зависимости направление отклонения стрелки прибора не зависит от направления тока, и, следовательно, могут применяться в цепях как постоянного, так и переменного токов.
Слайд 18Электродинамическая система
Принцип работы основан на взаимодействии двух катушек (рамок),
по которым течет ток. Одна из них неподвижна, а другая
подвижна. Перемещение катушек относительно друг друга обусловливается тем, что проводники, по которым протекают токи одного направления, притягиваются, а с токами противоположных направлений – отталкиваются.
Слайд 19Вращающий момент, действующий на подвижную катушку, пропорционален произведению силы тока
в подвижной Iп и неподвижной Iн катушках:
Mвр.= С ·
I п · Iн ,
где С – коэффициент, зависящий от числа витков катушек, размеров и формы катушек и их взаимного расположения. Из условия равновесия несложно определить, что угол поворота стрелки пропорционален токам, протекающим через катушки и шкалы амперметра и вольтметра электродинамической системы неравномерны, а для ваттметров равномерны.
Слайд 20Электростатическая система
Принцип работы основан на действии электростатического поля, созданного
между двумя неподвижными электродами, на подвижный электрод.
Когда к неподвижным
электродам приложено напряжение, подвижный электрод стремится расположиться так, чтобы электроемкость была наибольшей, вследствие чего подвижная часть отклоняется от первоначального положения. Вращающий момент, действующий на подвижную часть прибора, пропорционален квадрату напряжения. Вследствие этого шкала приборов электростатической системы неравномерна.
Слайд 22Основой цифрового вольтметра является аналого-цифровой преобразователь (АЦП). В настоящее время
имеется множество схемотехнических принципов построения АЦП, однако общим из них
является сравнение измеряемой величины с набором эталонов. Основными характеристиками АЦП являются точность преобразования (число разрядов в выходном коде) и быстродействие. Можно условно разделить АЦП на два класса: последовательного счета, когда выходной код определяется равенством измеряемого напряжения с дискретно растущим эталонным напряжением и параллельного, когда сигнал сравнивается с набором эталонных напряжений.
Слайд 23Цифровой амперметр можно реализовать, установив на входе цифрового вольтметра калиброванный
резистор небольшой величины, через который протекает измеряемый ток. Падение напряжения
на входном резисторе, пропорциональное протекающему току, измеряется цифровым вольтметром, табло которого соответствующим образом градуируется.
Слайд 24Общие элементы приборов
Шкала
Шкала обычно представляет собой светлую поверхность
с черными делениями и цифрами, соответствующими определенным значениям измеряемой величины.
Форма шкалы зависит от конструкции прибора, класса точности и ряда других факторов.
Слайд 25На шкале каждого прибора наносятся следующие обозначения:
Обозначение единицы измеряемой
величины.
Условное обозначение системы прибора (или принципа действия прибора).
Обозначение
класса точности прибора.
Условное обозначение положения прибора.
Условное обозначение степени защищенности от магнитных и других влияний.
Величина испытательного напряжения изоляции измерительной цепи по отношению к корпусу.
Год выпуска и заводской номер.
Обозначение рода тока.
Слайд 26Тип прибора.
Значение силы тока, соответствующее определенным значениям напряжения, и
значения напряжения, соответствующие определенным значениям силы тока.
Указатель
Может быть
выполнен в виде стрелки или светового пятна с темной нитью посередине. По форме стрелки бывают нитевидными, ножевидными и копьевидными.
Слайд 27Список используемой литературы
Контрольно-измерительные приборы и инструменты: учебник для нач. проф.
образования / С.А. Зайцев, Д.Д. Грибанов, А.Н. Толстов, Р.В. Меркулов.
– М.: Издательский центр «Академия»; ПрофОбрИздат, 2002. – 464 с.
Список использованных материалов, Интернет-ресурсов
http://www.prompribor.com.ua/ru/news/57.html