Реферат электрические измерительные приборы

Дюфе создал электроскоп. В г его работы продолжили М. Ломоносов и Г. Рихман в процессе исследований атмосферного электричества.

Дежурный, назовите отсутствующих. Мотивационный этап: - На уроках физики вы уже сталкивались с измерительными приборами. Но мало кто из вас знает, как они устроены и как они работают. Сегодня на уроке мы с вами должны ознакомиться с устройством основных электрических измерительных приборов и принципом их работы. Этап актуализации знаний: - Ребята, какие измерительные приборы вы знаете? Изучение нового материала: Электроизмерительные приборы находят широкое применение в науке и технике, позволяя измерять разнообразные величины, изучать различные физические явления, определять режимы работы машин, контролировать и управлять производственными процессами.

Глава 3. Электрические измерения и приборы

Современная радиотехника, энергетика включая атомную и электроника опираются на измерение электрических величин. Большинство неэлектрических величии легко преобразуются в электрические с целью использования электрических сигналов для индикации, регистрации, математической обработки измерительной информации, управления технологическими процессами и передачи результатов измерений на большие расстояния.

В настоящее время разработаны и выпускаются приборы, е помощью которых могут быть произведены измерения более 50 электрических величин.

Перечень измеряемых электрических величин включает в себя ток, напряжение, частоту, отношение токов н напряжений, сопротивление, емкость, индуктивность, мощность и т.

Многообразие измеряемых величин определило и многообразие технических средств, реализующих измерения. Электроприборостроение является специализированной отраслью отечественной промышленности, выпускающей технические средства для измерений электрических и магнитных величин и параметров электрических цепей, а также электрофизических свойств материалов.

Ниже приводится общие сведения об электроизмерительных приборах, представленных в настоящем справочнике. В аналоговых измерительных приборах отсчитывание производится по шкале, в цифровых - по цифровому отсчётному устройству. Показывающие измерительные приборы предназначены только для визуального отсчитывания показаний, регистрирующие измерительные приборы снабжены устройством для их фиксации, чаще всего на бумаге. Регистрирующие измерительные приборы подразделяются на самопишущие, позволяющие получать запись показаний в виде диаграммы, и печатающие, обеспечивающие печатание показаний в цифровой форме.

В измерительных приборах прямого действия например, манометре, амперметре осуществляется одно или несколько преобразований измеряемой величины, и значение её находится без сравнения с известной одноимённой величиной. В измерительных приборах сравнения непосредственно сравнивается измеряемая величина с одноимённой величиной, воспроизводимой мерой примеры - равноплечные весы, электроизмерительный потенциометр, компаратор для линейных мер.

К разновидностям измерительных приборов относятся интегрирующие измерительные приборы, в которых подводимая величина подвергается интегрированию по времени или по другой независимой переменной электрические счётчики, газовые счётчики , и суммирующие измерительные приборы, дающие значение двух или нескольких величин, подводимых по различным каналам ваттметр, суммирующий мощности нескольких электрических генераторов.

В целях автоматизации управления технологическими процессами измерительные приборы часто снабжаются дополнительными регулирующими, счётно-решающими и управляющими устройствами, действующими по задаваемым программам. Чувствительность измерительного прибора - отношение перемещения указателя прибора относительно шкалы выраженного в линейных или угловых единицах к изменению значения измеряемой величины, вызвавшей это перемещение.

Шкала от лат. Параметры шкалы - её пределы, цена деления разность значений величины, соответствующих двум соседним отметкам и др. В зависимости от конструкции отсчётного устройства деления шкалы могут располагаться по окружности, дуге или прямой линии, а сама шкала может быть равномерной, квадратичной, логарифмической и т.

Основные деления шкалы, соответствующие цифровым обозначениям, наносятся более длинными или толстыми линиями. Показания отсчитываются невооружённым глазом при расстояниях между делениями до 0,7 мм, при меньших - при помощи лупы или микроскопа. Для долевой оценки делений шкалы применяют дополнительные шкалы - нониусы. Нониус - вспомогательная шкала, при помощи которой отсчитывают доли делений основной шкалы измерительного прибора.

Прототип современного нониуса предложен французским математиком П. Вернье, поэтому нониус часто называют верньером. Нониус получил название по имени португальца П.

Нуниша P. Nunes, латинизированное имя Nonius , предложившего для отсчёта долей делений шкалы другой сходный прибор, ныне, однако, не применяемый. Различают линейный, угломерный, спиральный, трансверсальный и др. Применение линейного нониуса основано на разнице интервалов деления основной шкалы и нониуса. Длина нониуса целое число его делений точно укладывается в определённом целом числе делений основной шкалы. Принцип отсчёта по угломерному нониусу, применяемому в ряде оптико-механических приборов, такой же, как и по линейному нониусу.

Отсчётное устройство измерительного прибора аналогового или цифрового - часть прибора, предназначенная для отсчитывания его показаний. Отсчётное устройство аналогового прибора обычно состоит из шкалы и указателя, причём подвижным может быть либо указатель, либо шкала. По типу указателя отсчётные устройства подразделяются на стрелочные и световые. В стрелочных отсчётных устройствах стрелка своим концом перемещается относительно отметок шкалы. Конец стрелки может быть копьевидным или выполненным в виде ножа или натянутой нити.

В последних двух случаях шкалы снабжаются зеркалом для устранения погрешности отсчёта, вызванной параллаксом. В световых отсчётных устройствах роль стрелки выполняет световой луч, отражённый от зеркальца, скрепленного с подвижной частью прибора. От положения последней зависит положение светового изображения на шкале, по которому отсчитывают показания.

Световое отсчётное устройство позволяет устранить погрешность от параллакса и повысить чувствительность прибора за счёт увеличения длины указателя и удвоения угла его поворота. Отсчётное устройство цифрового прибора позволяет получить показание непосредственно в цифровой форме. Для создания изображений цифр применяются цифровые индикаторы различной конструкции. Механические индикаторы представляют собой несколько роликов или дисков с цифрами по окружности и ряд окошечек, в которых появляются цифры отдельных роликов дисков.

Такими отсчётными устройствами снабжены, например, счётчики электроэнергии. Электромеханические индикаторы содержат подвижные части с изображениями цифр, перемещаемые электромеханическими приводными устройствами. В электрических индикаторах применяются лампы накаливания, люминесцентные или газоразрядные элементы и электроннолучевые трубки, образующие изображения цифр.

Точность измерения - характеристика измерения, отражающая степень близости его результатов к истинному значению измеряемой величины.

Чем меньше результат измерения отклоняется от истинного значения величины, то есть чем меньше его погрешность, тем выше точность измерения, независимо от того, является ли погрешность систематической, случайной или содержит ту и другую составляющие. Точность меры и измерительного прибора - степень близости значений меры или показаний измерительного прибора к истинному значению величины, воспроизводимой мерой или измеряемой при помощи прибора.

Точные меры или измерительные приборы имеют малые погрешности, как систематические, так и случайные. Классы точности средств измерений - обобщённая характеристика средств измерений, служащая показателем установленных для них государственными стандартами пределов основных и дополнительных погрешностей и др.

Введение классов точности облегчает стандартизацию средств измерений и их подбор для измерений с требуемой точностью. Из-за разнообразия измеряемых величин и средств измерений нельзя ввести единый способ выражения пределов допускаемых погрешностей и единые обозначения классов точности.

Если пределы погрешностей выражены в виде приведенной погрешности т. Многие показывающие приборы амперметры, вольтметры, манометры и др. В этих случаях применяется ряд классов точности: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.

Электродинамический прибор состоит из измерительного преобразователя, преобразующего измеряемую величину в переменный или постоянный ток, и измерительного механизма электродинамической системы. Наиболее распространены электродинамические приборы с подвижной катушкой, внутри которой на оси со стрелкой расположена подвижная катушка.

Вращающий момент на оси возникает в результате взаимодействия токов в обмотках катушек и пропорционален произведению действующих значений этих токов. Уравновешивающий момент создаёт пружина, с которой связана ось. При равенстве моментов стрелка останавливается. Электродинамические приборы - наиболее точные электроизмерительные приборы, применяемые для определения действующих значений тока и напряжения в цепях переменного и постоянного тока.

При последовательном соединении обмоток катушек угол поворота стрелки пропорционален квадрату измеряемой величины. Такое включение обмоток применяется в электродинамических приборах для измерения напряжения и силы тока вольтметры и амперметры.

Электродинамические измерительные механизмы используют также для измерения мощности ваттметры. При этом через неподвижную катушку пропускают ток, пропорциональный току, а через подвижную - ток, пропорциональный напряжению в измеряемой цепи. Показания прибора пропорциональны активному или реактивному значению электрической мощности. В случае исполнения электродинамических механизмов в виде логометров их применяют как частотомеры, фазометры и фарадометры. Электродинамические приборы изготовляют главным образом переносными приборами высокой точности - классов 0,1; 0,2; 0,5.

Разновидность электродинамических приборов - ферродинамический прибор, в котором для усиления магнитного поля неподвижной катушки применяют магнитопровод из ферромагнитного материала. Такие приборы предназначаются для работы в условиях вибрации, тряски и ударов.

Класс точности ферродинамических приборов 1,5 и 2,5. Термоэлектрический прибор - измерительный прибор для измерения силы переменного тока, реже электрического напряжения, мощности. Представляет собой сочетание магнитоэлектрического измерителя с одним или несколькими термопреобразователями. Термопреобразователь состоит из термопары или нескольких термопар и нагревателя, по которому протекает измеряемый ток.

Под действием тепла, выделяемого нагревателем, между свободными концами термопары возникает термоэдс, измеряемая магнитоэлектрическим измерителем. Для расширения пределов измерения термопреобразователей используют высокочастотные измерительные трансформаторы тока. Термоэлектрические приборы обеспечивают сравнительно большую точность измерений в широком диапазоне частот и независимость показаний от формы кривой тока, протекающего через нагреватель.

Их основные недостатки - зависимость показаний от температуры окружающей среды, значительное собственное потребление мощности, недопустимость больших перегрузок не более чем в 1,5 раза. Электромагнитный прибор - измерительный прибор, принцип действия которого основан на взаимодействии магнитного поля, пропорционального измеряемой величине, с сердечником, выполненным из ферромагнитного материала.

Основные элементы электромагнитного прибора: измерительная схема, преобразующая измеряемую величину в постоянный или переменный ток, и измерительный механизм электромагнитной системы.

Электрический ток в катушке электромагнитной системы создаёт электромагнитное поле, втягивающее сердечник в катушку, что приводит к возникновению на оси вращающего момента, пропорционального квадрату силы тока, протекающего по катушке.

В результате действия на ось пружины создаётся момент, противодействующий вращающему моменту и пропорциональный углу поворота оси. При взаимодействии моментов ось и связанная с ней стрелка поворачиваются на угол, пропорциональный квадрату измеряемой величины.

Основные элементы электромагнитного прибора: Магнитоэлектрический прибор - измерительный прибор непосредственной оценки для измерения силы электрического тока, напряжения или количества электричества в цепях постоянного тока. Подвижная часть измерительного механизма магнитоэлектрического прибора перемещается вследствие взаимодействия магнитного поля постоянного магнита и проводника с током Амперметр- прибор для измерений силы постоянного и переменного тока в амперах А.

Шкалу Амперметра градуируют в килоамперах, миллиамперах или микроамперах в соответствии с пределами измерения прибора. В электрическую цепь амперметр включается последовательно; для увеличения предела измерений - с шунтом или через трансформатор. Под действием тока подвижная часть прибора поворачивается; угол поворота связанной с ней стрелки пропорционален силе тока.

Существуют амперметры, в которых применены магнитоэлектрическая, электромагнитная, электродинамическая ферромагнитная , термоэлектрическая и выпрямительная системы. Ваттметр- прибор для измерения мощности электрического тока в ваттах. Наиболее распространены электродинамические ваттметры, механизм которых состоит из неподвижной катушки, включенной последовательно с нагрузкой цепь тока , и подвижной катушки, включенной через большое добавочное сопротивление R параллельно нагрузке цепь напряжения.

Работа ваттметра основана на взаимодействии магнитных полей подвижной и неподвижной катушек при прохождении по ним электрического тока.

При этом вращающий момент, вызывающий отклонение подвижной части прибора и соединённой с ней стрелки указателя , при постоянном токе пропорционален произведению силы тока на напряжение, а при переменном токе - также косинусу угла сдвига фаз между током и напряжением. Применяются также ферродинамические ваттметры, реже индукционные, термоэлектрические и электростатические. Вольтметр - электрический прибор для измерения эдс или напряжений в электрических цепях.

Вольтметр включается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии. Фазометр - прибор для измерения косинуса угла сдвига фаз или коэффициента мощности между напряжением и током в электрических цепях переменного тока промышленной частоты или для измерения разности фаз электрических колебаний.

Измерение косинуса угла сдвига фаз на промышленной частоте производят электромеханическими фазометрами с непосредственным отсчётом, в которых измерительным механизмом служит логометр электродинамический, ферродинамический, электромагнитный или индукционный ; отклонение подвижной части логометра зависит от сдвига фаз соотносимых напряжения и тока.

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Вольтметр аккумуляторный ЭВ-2235

В – г французский ученый Ш Дюфе создал электроскоп В г его работы продолжили М В Ломоносов и Г В Рихман в процессе. измерительным приборам. посмотреть текст работы "Электрические измерительные приборы" поток и индукция. реферат, добавлен 2.

Характеристика устройства и принципа действия электроизмерительных приборов электромеханического класса. Строение комбинированных приборов магнитоэлектрической системы. Шунты измерительные. Приборы для измерения сопротивлений. Магнитный поток и индукция. Электродинамический преобразователь. Взаимодействие магнитных полей токов. Амперметры, ваттметры, фазометры на основе электродинамических преобразователей. Электромагнитные измерительные приборы. Понятие и регламентация классов точности. Расчет шунта, построение электрических цепей для измерения силы тока и напряжения. Способы снятия показаний, входные и выходные сигналы. Структурная схема средства измерений прямого преобразования.

Особая точность электродинамических приборов, их разновидности и применение для определения тока и напряжения в цепях переменного и постоянного тока.

Для уменьшения влияния включенного вольтметра на режим цепи он должен обладать большим входным сопротивлением. Классификация По принципу действия вольтметры разделяются на: электромеханические - магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, электростатические, выпрямительные, термоэлектрические; электронные - аналоговые и цифровые По назначению: постоянного тока; переменного тока; импульсные; фазочувствительные; селективные; универсальные По конструкции и способу применения: щитовые; переносные; стационарные Магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические и электростатические вольтметры представляют собой измерительные механизмы соответствующих типов с показывающими устройствами. Самыми точными и чувствительными являются магнитоэлектрические и электродинамические амперметры.

Электроизмерительные приборы

Механические, тепловые, световые явления человек ощущает при помощи своих органов чувств. Мы, хотя и приблизительно, можем оценить размеры предметов, скорость их движения, яркость светящихся тел. Долгое время именно так люди изучали звездное небо. Но мы с вами совершенно одинаково реагируем на проводник, ток которого равен 10 мА или 1 А т. Мы видим форму проводника, его цвет, но наши органы чувств не позволяют оценить величину тока.

Основная классификация электроизмерительных приборов Краткое описание приборов и их принципа действия Принцип 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. Вращающий момент приборов магнитоэлектрической системы прямо пропорционален силе тока: Mвр. Противодействующий момент создается спиральными пружинами и пропорционален углу поворота рамки: Mпр. При равновесии подвижной части прибора вращающий момент равен противодействующему. 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. Электромагнитная система Принцип 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.

Как правило, измерительный прибор имеет устройства для преобразования измеряемой величины в сигнал измерительной информации и устройство для его индикации в форме, наиболее доступной для восприятия. Во многих случаях устройство для индикации имеет шкалу со стрелкой, диаграмму, цифровое табло или дисплей, благодаря которым может быть произведен отсчет или регистрация результата измерений.

Современная радиотехника, энергетика включая атомную и электроника опираются на измерение электрических величин. Большинство неэлектрических величии легко преобразуются в электрические с целью использования электрических сигналов для индикации, регистрации, математической обработки измерительной информации, управления технологическими процессами и передачи результатов измерений на большие расстояния. В настоящее время разработаны и выпускаются приборы, е помощью которых могут быть произведены измерения более 50 электрических величин.

.

.

.

.

.

.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Сила тока. Измерение силы тока
Похожие публикации