Capitole
- Elemente electronice liniare
- Diodele
- Munca studentului
- Măsurători electrotehnice
- Măsurători electrotehnice
- Capitolul 1
- capitolul 2
- capitolul 3
- capitolul 4
- capitolul 5
- Capitolul 6
- Capitolul 7
- Capitolul 8
- Capitolul 9
- Capitolul 10
- Capitolul 11
- Capitolul 12
- Capitolul 13
Ești aici
Măsurători electrotehnice
1. Divizarea dispozitivelor
Împărțirea instrumentelor de măsurare se poate face prin abordarea valorii reale în termeni de mai mulți factori care afectează precizia măsurătorii. În măsurarea electrică, comparăm cantitatea măsurată cu unitatea sa de bază. Rezultatul este o cantitate numerică. Măsurarea electrică este procesul de abordare a adevăratei valori.
Factori de precizie: precizia instrumentului de măsurare, precizia metodei, interferențelor.
Factori de măsurare: obiect măsurat, dispozitiv de măsurare, operator
În funcție de modul în care este determinată cantitatea măsurată din datele instrumentului, distingem două grupe de bază ale instrumentelor de măsurare:
Instrumente de măsurare absolute:permite determinarea cantității măsurate fără o comparație prealabilă cu un alt instrument. Sunt dispozitive speciale și foarte precise. Cantitatea măsurată ne permite să determinăm pe baza dimensiunilor unor părți ale instrumentului de măsurare în funcție de greutate, acestea sunt cele mai exacte și cele mai scumpe.
Instrumente secundare de măsurare: în cazul în care cantitatea măsurată este determinată prin comparație cu o valoare care a fost determinată folosind un dispozitiv de măsurare mai precis. Aceste instrumente includ toate instrumentele de măsurare utilizate în mod obișnuit.
Conform grupului de precizie, recunoaștem:
Standarde: funcționează cu cea mai mare precizie posibilă.
Instrumente de măsurare de bază: care servesc drept cele mai precise instrumente pentru verificarea instrumentelor de măsurare de laborator și pentru măsurători foarte precise. În general, au o clasă de precizie de 0,1.
Dispozitive de laborator: , utilizat pentru măsurători de laborator suficient de precise în funcțiune.
Dispozitive de operare: pentru nevoi tehnice comune, pentru măsurători de rutină la plante.
În funcție de tipul mărimii măsurate, cunoaștem dispozitivele de măsurare: ampermetre, voltmetre, wattmetre, galvanometre, ohmetre, contoare de energie electrică, oscilatoare, contoare de fază, instrumente pentru măsurarea cantităților neelectrice și altele.
Conform sistemului actual utilizat, recunoaștem dispozitivele: unidirecțional, alternativ monofazat, alternativ multifazic.
Conform metodei de măsurare și a datelor mărimii măsurate, o împărțim în:
(a) instrumente de măsurare analogice:care măsoară și indică schimbarea continuă a mărimii măsurate în mod continuu. Cantitatea de ieșire a unui dispozitiv de măsurare analogic este cel mai adesea devierea mâinii dispozitivului de indicare sau devierea urmelor de lumină de pe umbra ecranului.
b. Instrumente de măsurare digitale:care schimbă cantitatea analogică măsurată într-o schimbare discretă și continuă sunt date în formă digitală. Dispozitivele digitale de măsurare furnizează la ieșirea lor un număr de date reprezentând un anumit interval de valori ale mărimii măsurate de intrare, care se numește etapa de cuantificare.
1.1 Măsurare
Măsurarea este procesul de obținere a informațiilor despre parametrii cantitativi ai unei mărimi măsurate. Procesul de măsurare, la care participă obiectul măsurat, instrumentul de măsurare și operatorul, constă în compararea experimentală a mărimii măsurate cu o parte din valoarea sa, selectată pe unitate, folosind mijloace tehnice adecvate. În procesele moderne de măsurare automată, sarcina operatorului este de obicei doar controlul ocazional al rezultatelor măsurate și cursul procesului monitorizat, chiar dacă există domenii ale științelor naturale și ale tehnologiei în care evaluarea rezultatelor măsurate nu este concepută fără om.
Scopul măsurării: Scopul măsurării în tehnologie și științele naturii este de a afla în funcție de ce legi are loc fenomenul observat.Pentru a obține astfel de noi cunoștințe calitative, trebuie garantat un grad diferit de precizie. .
Metrologie: Știință și rezumat al cunoștințelor de măsurare. Astfel, pe lângă metodele de măsurare (metode de măsurare), subiectul metrologiei este și erorile apărute în timpul măsurării, metodele de evaluare, arhivare și prezentare a rezultatelor, mijloace de măsurare etc. .
Metode de măsurare:
a) Absolut:se folosește o relație fizico-definițională
b) Comparativ:valoarea cantității necunoscute este comparată cu cea cunoscută.
c) Abaterea:cantitatea se determină din devierea instrumentului de măsurare
d) Zero:dispozitivul servește doar ca indicator zero. Cantitatea este determinată din valorile elementelor setate
1.2 Concepte de bază
Interval de măsurare: simbolul M, este dat în unități ale mărimii măsurate, de ex. volt (V), amper (A), miliamp (mA), watt (W) etc. Reprezintă valoarea maximă pe care o poate atinge cantitatea măsurată în timpul măsurării. Este indicat pe capacele instrumentului sau direct pe cântar, unele instrumente au un singur domeniu de măsurare, altele au mai multe domenii.
Gama de scale:simbolul D, dat în diviziuni (d). Indică numărul de diviziuni de scară, resp. lungimea scalei exprimată în diviziuni.
Constanta contorului: simbolul K, este dat în unități ale mărimii măsurate pe diviziune. Constanta instrumentului de măsurare exprimă valoarea mărimii măsurate pe 1 diviziune a scalei. Constanta instrumentului de măsurare este calculată de câmpul de relație:
K = M/D (unitate/d; unitate, d)
Sensibilitatea contorului:simbolul C, este dat în diviziuni pe unitate a mărimii măsurate. Sensibilitatea unui instrument de măsurare este exprimată prin numărul de diviziuni de scală pe unitate a mărimii măsurate. Sensibilitatea instrumentului de măsurare este calculată de câmpul de relație:
C = 1/K = D/M (d/unitate; d, unitate)
Deviere:simbolul α, dat în diviziuni. Exprimă numărul de diviziuni pe care indicatorul (mâna, urma luminii) le arată la măsurare. Abaterea trebuie citită cât mai exact posibil .
Valoare măsurată:în general simbolul XN, pentru o măsurare specifică vom folosi simbolul mărimii măsurate (U, I, P etc.) și unitatea mărimii măsurate (V, A, W etc.). Valoarea măsurată este calculată de câmpul relației: XN = K. α (unitate; unitate/d, d)
Exemplu de suprimare a începutului scalei unui instrument de măsurare
FIG. 1.1. Exemplu de suprimare a începutului scalei unui instrument de măsurare
2. Erori și precizie de măsurare
Niciun instrument de măsurare și nici o metodă de măsurare nu pot determina exact valoarea exactă a unei mărimi măsurate. Măsurând, încercăm să determinăm mărimea mărimii măsurate cât mai exact posibil. Precizia măsurătorii este dată indirect de magnitudinea erorii.
În funcție de modul de apariție, împărțim erorile în:
a) erori sistematice: există astfel de erori care, atunci când se repetă aceeași măsurare, sunt încă de aceeași magnitudine.
(b) erori aleatorii: apar cu un model necunoscut. Când măsurătorile repetate au dimensiuni diferite, nu știm cauza apariției lor.
În funcție de cauză, împărțim erorile în:
(a) erori în metoda de măsurare:acuratețea măsurării depinde și de metoda de măsurare aleasă. Este necesar să alegem metoda în funcție de acuratețea cu care dorim să măsurăm, de ex. dacă este suficientă o precizie mai mică, putem folosi o metodă mai simplă și mai rapidă.
b) erori ale instrumentelor de măsurare:vezi Clasa de precizie.
(c) erori datorate interferenței:în timpul măsurării, instrumentele de măsurare pot fi afectate de diverse influențe și de datele acestora, aceste influențe includ:
-efecte mecanice:frecare la rulmenți, poziția de lucru, vibrații
-temperatura:fiecare dispozitiv ar trebui să funcționeze în intervalul de temperatură permis, deoarece o schimbare a temperaturii se schimbă de ex. rezistență, dimensiuni etc.
-câmp electromagnetic extern: induce forțe și momente care provoacă schimbarea datelor, acționează asupra dispozitivelor care au un câmp de sine slab, ⇒ ecranare magnetică.
- frecvență:fiecare dispozitiv este conceput pentru măsurare într-un anumit interval de frecvență, în care TP-ul său este garantat, frecvența afectează de ex. reactanța, pentru unele dispozitive, cuplul sistemului depinde direct de frecvență.
Erori de măsurare: Cantitățile măsurate diferă de valorile reale ale cantității. Precizia măsurătorii este dată indirect de magnitudinea erorii de măsurare.
Conform surselor de eroare:
(a) subiectiv: cauzată de operator
(b) obiectiv: cauzate de cauze obiective
Corecția (corecția) și curba de corecție a dispozitivului: Corecția este o eroare absolută negativă: O = -∆A = S - N
Dispozitivul de măsurare poate fi furnizat, resp. măsurați suplimentar așa-numita curbă de corecție.
Clasa de precizie a instrumentului: Este unul dintre cei mai importanți parametri ai dispozitivelor, își exprimă acuratețea (calitatea). Este un număr din intervalul de precizie prescris: 0,05 - 0,1 - 0,2 - 0,5-1 - 1,5 - 2,5 - 5, care clasifică precizia instrumentului.
3. Instrumente de măsurare electromecanice
Instrumentele de măsurare electromecanice sunt analogice, care convertesc cantitatea măsurată în datele indicatorului. Abaterea este proporțională cu cantitatea măsurată și schimbarea ei este continuă. Acestea sunt construite pe principiul utilizării originii momentului mecanic prin acțiunea magnetică resp. câmpuri electrice. Energia pentru a crea devierea se obține din obiectul măsurat, ceea ce reprezintă un avantaj pe de o parte, deoarece dispozitivul nu are nevoie de o sursă suplimentară, dar pe de altă parte încarcă obiectul măsurat. Sunt simple și fiabile în construcție. Cu toate acestea, dezavantajele sunt precizia mai mică (în special la începutul scalei), încetineala și în unele sisteme o bandă de frecvență îngustă și o rezistență internă semnificativă.
3.1.Măsurarea analogică a curentului și a tensiunii cu ajutorul instrumentelor electromecanice:
3.2 Semne și simboluri pe instrumentele de măsurare
Toate caracteristicile instrumentului de măsurare trebuie să fie indicate pe scară prin intermediul semnelor specificate în standard. Acestea sunt de obicei următoarele date: marca producătorului, unitatea mărimii măsurate, numărul de serie, marca poziției corecte a scalei în timpul măsurării, marca sistemului de măsurare, tipul curentului, clasa de precizie, tensiunea de testare. valorile nominale ale domeniilor de măsurare, marca accesoriilor sau a altor părți separate diferite avertismente atunci când utilizați dispozitivul etc.