Други Авто Автоматизация Архитектура Астрономия Аудит Биология Бухгалтерия Военное дело Генетика География геология Государство Дом Другое Журналистика Абонамент СМИ Изобретательство Иностранные языки Информатика Искусство Принтирай История Компьютеры Кулинария Культура Лексикология Литература Логика Маркетинг Математика Машиностроение Медицина Менеджмент Металлы Абонамент Сварка Механика Музыка население Образование инсталации Охрана безопасности жизни инсталации Охрана ТРУДА Педагогика Политика Право Приборостроение Программирование Производство Промышленность Психология Р дио Регилия Связь Социология Спорт Стандартизация строительство Технологии Торговля туризм Физика Физиология Философия Финансы Химия Хозяйство Ценнообразование Черчение Экология Эконометрика Экономика Электроника Юриспунденкция

Електрически измервания. Електрически измервателни уреди и тяхната класификация

Читайте также:
  1. За различните чакри и техните божества.
  2. АСЕНДЕТИЧНИ СЛУЧАЙНИ КЛАСТОРИ И РАЗПРОСТРАНЯВАНЕ НА ТЯХНОТО НАМИШЕНИЕ В УКРАЙНАТА
  3. Чрез транскрипция или транслитериране и разясняване на техния истински национално специфичен смисъл
  4. Цифрови измервателни устройства
  5. Упражнение IV. Посочете смислените единици в трикомпонентните асинтетични несъществени клъстери по-долу и опишете описателно техните значения в украински.
  6. Общи предпазни мерки при измерване на съпротивлението
  7. Слушам внимателно четенето на бившите ви ученици. 2; да коригират неправилното им отразяване в произношението на звуците и стреса.
  8. III. В извлечението, което следва няколко действащи лица, обсъждат търговията си.
  9. Въведение. Основни понятия и определения. Измерване, резултат от измерването, грешки в измерването и тяхната класификация, точност на измерването.
  10. ЕЗИКОВИ ЕДИНИЦИ И НИВО НА ТЕЗИ ВАЖНИ ПРЕВОДИ
  11. Мерки и измерване на електрически величини. Мащабиращи преобразуватели: шънтове, делители на напрежение, усилватели, инструментални трансформатори.

Електрическите измервания са методите, устройствата и изчисленията, използвани за измерване на електрическите величини. Измерването на електрически величини може да се извърши за измерване на електрическите параметри на дадена система. Използвайки датчици, физичните свойства като температура, налягане, поток, сила и много други могат да бъдат превърнати в електрически сигнали, които след това могат удобно да бъдат измерени и записани. Прецизните лабораторни измервания на електрическите величини се използват при експерименти за определяне на основните физични свойства като заряда на електрона или скоростта на светлината, както и при дефинирането на елементите за електрически измервания, с точност в някои случаи от порядъка на няколко части на милион. По-малко точни измервания се изискват всеки ден в индустриалната практика. Електрическите измервания са отрасъл на науката за метрология.

Измеримите независими и полу-независими електрически величини включват:

· Волтаж

· Електрически ток

· Електрическо съпротивление и електрическа проводимост

· Електрическа реактивност и устойчивост

· Магнитен поток

· Електрически заряд с помощта на електромер

· Магнитно поле с помощта на сензор Hall

· Електрическо поле

· Електрическа енергия чрез електромер

· S-матрица посредством мрежов анализатор (електрически)

· Спектър на електроенергията чрез спектрален анализатор

Измеримите зависими електрически величини включват :

· Индуктивност

· Капацитет

· Електрически импеданс, дефиниран като векторна сума на електрическото съпротивление и електрическа съпротивление

· Електрически прием, реципрочен на електрически импеданс

· Фаза между тока и напрежението и свързания фактор на мощността

· Електрическа спектрална плътност

· Електрически фазов шум

· Електрически амплитуден шум

· Транспроводимост

· Transimpedance

· Намаляване на електрическата мощност

· Напрежение на напрежението

· Текуща печалба

· Честота

Електрически измервателни уреди могат да бъдат класифицирани в две групи:

а) Абсолютни (или първични) инструменти.

б) Вторични инструменти.

Абсолютни инструменти
• Тези инструменти дават стойността на електрическото количество по отношение на абсолютните количества (или някои константи) на инструментите и техните отклонения.
• При този вид инструменти не е необходимо калибриране или сравнение с други инструменти.
• Те обикновено не се използват в лаборатории и рядко се използват на практика от електротехници и
инженери. Те се използват най-вече като средство за стандартни измервания и се поддържат
национални лаборатории и подобни институции.



• Някои от примерите за абсолютни инструменти са:

* Допирателен галванометър

* Текущ баланс на Ралей

* Абсолютен електромер.
Вторични инструменти
• Те са инструменти за директно четене. Количеството, което се измерва с тези инструменти, може да бъде
определени от отклонението на инструментите.

• Те често се калибрират, като ги сравняват или с някои абсолютни инструменти, или с
тези, които вече са били калибрирани.

• Отклоненията, получени с вторични инструменти, няма да имат значение, докато не бъдат калибрирани.

Тези инструменти се използват като цяло за всички лабораторни цели. Някои от много широко използваните вторични инструменти са: амперметри, волтметър, ваметър, енергомер, амперчасове и др.
Класификация на средните инструменти

а) Класификация въз основа на различните ефекти на електрически ток (или напрежение), върху които техните
зависи от това. Те са:

• Магнитен ефект: Използва се в амперметри, волтметри, ватометри, интеграционни измерватели и др. • Ефект на нагряване: Използва се в амперметри и волтметри.

• Химичен ефект: Използван е в постоянен ток.

• Електростатичен ефект: Използван във волтметри.

• Електромагнитна индукция: Използва се в амперметри, волтметри, ватометри и интеграционни измерватели. Като цяло магнитният ефект и електромагнитната индукция се използват за изграждането на търговски инструменти. Някои от инструментите се наричат ​​и на базата на горепосочения ефект като електростатичен волтметър, индукционни инструменти и др.

б) Класификация въз основа на естеството на техните операции

Имаме следните инструменти.

‡ агрузка ...

• Инструменти за индикация: Индикаторите посочват по принцип количеството, което се измерва с помощта на указател, който се движи по скала. Примери са амперметър, волтметър, ваметър и др.

• Устройства за запис: Тези уреди непрекъснато записват измененията на всякакви електрически величини по отношение на времето. По принцип те са индикаторни инструменти, но са успоредни, че постоянно непрекъснато записване на индикацията се прави на диаграма или диск. Записът обикновено се прави с писалка върху графична хартия, която се върти на зарчета с равномерна скорост. Количеството на количеството по всяко време (момента) може да бъде прочетено от проследяваната диаграма. Всякакви изменения в количеството с течение на времето се записват от тези уреди. Всяко електрическо количество, като ток, напрежение, мощност и т.н. (които могат да бъдат измерени, да се посочат индикаторни уреди), може да бъде подредено да бъде записано чрез подходящ записващ механизъм.
• Инструменти за интегриране: Тези инструменти отчитат потреблението на общото количество електричество, енергия и т.н. за определен период от време. Това означава, че тези инструменти стотруват събития за определен период от време. Не са известни данни за скоростта на орнитологията или за количеството в отделен момент. Някои широко използвани интеграционни инструменти са: Амперчасметър: киловатчас (киловатчас), киловолта-ампер-час (kVARh) метър.
(в) Класификация въз основа на вида на тока, който може да бъде измерващ. В тази функция имаме:

• Инструменти с постоянен ток (DC)

• Инструменти за променлив ток (AC)

• Инструменти за постоянен ток и променлив ток (инструменти за постоянен ток / променлив ток).

(d) Класификация въз основа на използвания метод.В тази категория имаме:

• Инструменти за директно измерване: Тези инструменти превръщат енергията на измереното количество директно в енергия, която задейства инструмента, а стойността на неизвестното количество се измерва, показва или записва директно. Тези инструменти са най-широко използвани в инженерната практика, защото са прости и евтини. Също така, времето за измерване е най-кратко. Примери са Ammeter, Voltmeter, Watt meter и др.
• Сравняващи инструменти: Тези инструменти измерват неизвестното количество чрез сравняване със стандарт. Примери са DC и AC мостове и потенциометри. Те се използват, когато се желае по-висока точност на измерванията.

д) класификация въз основа на класа на точност на инструментите.
Групи от грешки в измереното количество за инструменти с различен клас на точност са изброени по-долу:

Клас на точност 0.2 0. 5 1.0 1.5 2.5 5

Граница на грешка% ± 0.2 ± 0.5 ± 1.0 ± 1.5 ± 2.5 ± 5

Измервания на многобройните количества, с които се характеризира поведението на електроенергията. Измервания на електрически величини, разширяващи широк динамичен диапазон и честоти, вариращи от 0 до 10 12 Hz. Международната система от единици (SI) е универсална за всички електрически

измервания. Електрическите измервания в крайна сметка се основават на сравнения с реализациите,

т.е. референтни стандарти на различните звена на SI. Тези референтни стандарти се поддържат от Националния институт за стандарти и технологии в Съединените щати и от националните лаборатории за стандарти в много други страни.

Измерванията за постоянен ток (DC) включват измервания на съпротивление, напрежение и ток в

схеми, в които се поддържа постоянен ток. Съпротивлението се определя като съотношението на напрежението към

текущ. За много проводници това съотношение е почти постоянно, но зависи от степента на разминаване

температура, напрежение и други условия на околната среда. Изработват се най-добрите стандартни резистори

от проводници от специални сплави, избрани за ниска зависимост от температура и стабилност.

Символът на съпротивлението SI, омът, се реализира посредством квантуващ стандарт за устойчивост на Хол. Това се основава на стойността на съотношението на фундаменталните константи h / e 2 , където h е Planck's

константа и e е зарядът на електрона и не се променя с времето.

Основните инструменти за точно измерване на съпротивлението са мостовете, извлечени от основния мост на Wheatstone, с четири ръце и съпротивителни кутии. Много многофункционални цифрови електронни уреди измерват потенциометрично съпротивление, т.е. чрез измерване на волтажния канал през терминалите, към които е свързан резисторът, когато известен ток преминава през тях. Токът се дефинира след падането на напрежението през вътрешния референтен резистор. За високи стойности на съпротивление, над мегахм, алтернативна техника е топлосъобразяването на интегрирания ток в кондензатор (над подходящо определен интервал от време) чрез измерване на крайното напрежение на кондензатора. И двата метода са способни на значително усъвършенстване и разширяване.

Системата SI на напрежението, волта, се реализира с помощта на масиви от кръстовища на Йосифсън. Този стандарт се основава на честотата и отношението офундаментални константи e / h , така че точността е ограничена от измерването на честотата. Джозефсънските матрици могат да произвеждат напрежения между 200 μV и 10 V. При най-високи нива на точност се измерват по-високи напрежения потенциометрично, като се използва нулев детектор, за да се сравни измереното напрежение срещу спада на напрежението през пробиването на резистивен делител, който е стандартизиран принцип) срещу стандартната клетка. Цифровият стандарт на Zener е основата за повечето търговски измервателни уреди за напрежение, напрежение и напрежение калибратори. Относителната нечувствителност към вибрации и други екологични и транспортни ефекти правят диодите особено полезни аспресферни стандарти. При благоприятни условия тези устройства са стабилни до няколко части на милион годишно.

Повечето DC цифрови волтметри, които са най-широко използваните инструменти за измерване на напрежението, са по същество аналого-цифрови преобразуватели, които са стандартизирани чрез позоваване на вградените им референтни диоди. Основният обхват на повечето цифрови волтметри е между 1 и 10 V, близо до еталонното напрежение. Други диапазони се осигуряват чрез резистивни делители или усилватели, при които печалбата се стабилизира чрез съпротивителни съотношения. По този начин тези инструменти осигуряват измервания в приблизителния обхват от 10 нановолта до 10 kV.

Най-точните измервания на постоянни токове, по-малки от около 1 А, се правят чрез измерване на напрежението през потенциалните клеми на резистор, когато токът преминава през него. По-високи токове, до около 50 kA, се измерват най-добре посредством DC съпоставител, който точно осигурява съотношението на високия ток към много по-нисък, който се измерва както по-горе. При по-ниски точности резистивните шумове могат да се използват до около 5000 А, но ефективното калибриране на такива шънтове е труден процес.

Променливите токове на променлив ток (AC) се установяват по отношение на стандартите за постоянно напрежение чрез използване на термични преобразуватели. Тези устройства, обикновено в евакуирана стъклена обвивка, при които повишаването на температурата на малък нагревател се сравнява с помощта на атормомплей, когато нагревателят се управлява последователно от променливо напрежение и от референтно напрежение (dc). Резисторите, които са установени независимо, че нямат вариация с честота, позволяват директно измерване на напрежението на честотата на мощността до 1 kV. По-голяма точност се осигурява от многонишковите (термодвойните) термични преобразуватели, въпреки че те са много по-трудни и евтини. Подобренията в цифровата електроника са довели до алтернативни подходи към измерването на тока. Например, линейна честота на вълната може да бъде анализирана чрез използване на бързи схеми за вземане на проби и задържане и по принцип да бъде калибрирана по отношение на еталонния еталон за постоянен ток. Също така, вместо термични преобразуватели сега могат да се използват електронни детектори на средно квадратен корен като база за измерване на инструментите.

Напреженията над няколко стотин волта обикновено се измерват с помощта на трансформатор на напрежение, който е прецизно обработен трансформатор, работещ при леко натоварени условия.

Основен инструмент за сравняване и генериране на променливи променливи напрежения

под 1 kV е индуктивният волтаж, много точно и стабилно устройство. Те са

широко използвани като променливи елементи в мостове или системи за измерване.

Променливите токове с по-малко от няколко ампера се измерват чрез спадане на напрежението през a

резистор, чийто фазов ъгъл е установен като достатъчно малък чрез методите на мост. По-висок

токове обикновено се измерват чрез използване на токови трансформатори, които внимателно

(често тороидални) трансформатори, работещи при условия на късо съединение. Ефективността на токов трансформатор се установява чрез калибриране спрямо токов преобразувател на ток, който установява прецизни токови съотношения чрез инжектиране на компенсиращи токове, за да се получи точен баланс на потока.

Търговските инструменти за измерване на акумулаторни величини обикновено са измервателни уреди с постоянен ток, които дават показание за напрежението, получено от някаква форма на ac-dc датчик. Това може да бъде термичен преобразувател или серия от диоди, подредени така, че да имат правоъгълна реакция, в случай че индикацията е по същество коренната средна квадратна стойност. Някои инструменти с по-нисък клас измерват стойността на ректифицирания сигнал, който обикновено е по-близък до пиковата стойност.

Налице е осезаема тенденция към използването на автоматизирани измервателни системи за електрически измервания, улеснени от това, с което съвременните цифрови електронни инструменти могат да бъдат свързани с компютри. Много от тези инструменти са построени в микропроцесори, които подобряват удобството при използване, точността и надеждността. За измерване на мощността. За измерване на честоти над 300 MHz, измерване на електрически величини, като напрежение, импеданс, ток, честота на променлив ток и фаза, мощност, електрическа енергия, електрозахранване, индуктивност и капацитет.

Електрическите измервания са сред най-често прилаганите видове измервания. Благодарение на развитието на електрическо оборудване, способно да превръща нелихровите количества в

електрически величини, техниките и инструментите, свързани с електрическите измервания, са

използван за измерване на почти всички физически величини. Електрическите измервания се използват в

физични, химични и биологични изследвания, както и в енергетиката, металургията и химическата промишленост

индустрии. Намират приложение и в транспорта, метеорологията, океанографията, медицинската диагностика, проучването и добива на минерални находища, производството и използването на радио и телевизионно оборудване, самолети и космически кораби.

Широкият набор от техники и инструменти за измерване на електрическите величини се дължи на него

наличието на голямото разнообразие на такива количества, до широките граници на стойностите на количествата, до

изисквания за високи нива на точност и множество условия и области на приложение на електрическите измервания. Измерването на "активните" електрически величини (напр

като ток и напрежение), които характеризират енергийното състояние на измерваната верига, използва

прякото действие на тези количества върху измервателния уред и като цяло е по-трудно

количество енергия от веригата. Измерването на "пасивните" електрически величини (като импеданс и неговите сложни компоненти, индуктивност и тангентата на диелектричния загубен ъгъл), които характеризират електрическите свойства на измерваната верига, изискват възбуждане на веригата от външен източник на електрическа енергия и измерване на отговора на веригата.

Техниките и инструментите, използвани за електрически измервания в DC схеми, се различават

значително от тези, използвани в схеми за променлив ток. В кръговете, избора на техниката и

инструментът зависи от честотата, от характера на вариациите на количествата и от коя страна

се измерват моментните, ефективни, максимални или средни стойности на променливите електрически величини. Инструментите с постоянен магнит и цифровите измервателни прибори са най-широко използваните инструменти за измерване на постоянните вериги, докато измерванията в електрически вериги са направени с електромагнитни, електродинамични, индукционни, електростатични, токоизправители и цифрови уреди и с осцилографи. Някои от тези инструменти се използват за измерване както в AC, така и в DC схеми.

Стойностите на измерените електрически величини спадат приблизително в следните диапазони: ток, от 10 -16 до 105 ампера; напрежение от 10 -9 до 10 7 волта; съпротивление от 10 8 до 10 16 ома; мощност от 10 -16 вата до десетки гигавата; и AC честота, от 10 -3 до 10 12 херца. Такива диапазони непрекъснато се разширяват. Различни области на метрологията, със специфични измервания

Техники и инструменти са разработени, за да се справят с високите и високите измервания

свръхвисоки честоти, измервания на малки токове и големи съпротивления и измервания

на високо напрежение и на електрически величини в инсталации с висока мощност.

Разширяването на измервателните диапазони е резултат от развитието на технологията

електрически измервателни преобразуватели, по-специално технологиите, свързани с усилването и отслабването на токове и напрежения). Елиминирането на изкривяванията, които съпътстват усилването и отслабването на електрическите сигнали, и разработването на техники за извличане на полезен сигнал от шумово фонов тип са специфични проблеми, свързани с електрическите измервания на много малки или много големи електрически величини.

Максималната допустима грешка за електрическите измервания може да бъде максимум няколко процента или

малко от 10 -4 %. Инструментите за директно четене се използват за сравнително груби измервания и се използват техники, които включват мостови и балансирани схеми, които изискват по-голяма точност. Използването на техники за измерване на електрическите измервания не се основава нито на известна връзка между електрически и електрически величини, използването на измервателни преобразуватели. Използват се различни междинни преобразуватели, за да се осигури съвместима работа на измервателен преобразувател и вторични измервателни уреди, за предаване на изходните сигнали на темата, преминаващо през даден преобразувател, и за подобряване на шумовия имунитет на предаваните сигнали. Обикновено такива междинни преобразуватели изпълняват едновременно усилване или понякога затихване на електрическите сигнали и, за да компенсират тогавашната линия на измервателния преобразувател, извършват нелинейно преобразуване. Всеки електрически сигнал може да бъде подаден към входа на междинен преобразувател, със стандартизирани сигнали от директни, синусоидални или импулсни токове или напрежения, които най-често служат като изходни сигнали. Амплитудата, честотата и фазовите модулации се използват с изходните сигнали AC. Цифровите преобразуватели се използват все по-често като междинни преобразуватели.

Интегрираната автоматизация на научните експерименти и индустриалните процеси доведе до създаването на комплексно електрическо измервателно оборудване, което включва измервателни апарати и измервателни и информационни системи и до разработването на технологията, свързана с телеметрия и радио дистанционно управление. Последните постижения в електрическите измервания се основават на такива нови физически ефекти като ефекта на Джозефсън и ефекта Hall, които позволиха развитието на оборудване с по-голяма чувствителност и точност. Иновациите в електрониката са включени в технологията за измерване на електричеството и микрочипването е влязло в употреба. В допълнение, технологията на

електрическите измервания са съчетани с компютърни технологии, измервателните техники са автоматизирани и метрологичните изисквания са стандартизирани. Интегриран

оборудване за измерване на електрическото оборудване, известно като ASET, е разработено в СССР.

Стандартът за всички държави (GOST) 2226176, Оборудване за измерване на електрически величини: Общи технически спецификации, е установил стандартни технически, особено метрологични изисквания за оборудване за измерване на електричество; тя е в сила от 1 юли 1978 година.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 |


При использовании материала, поставете ссылку на Студалл.Огг (0.11 сек.)