Розділи
- Лінійні електронні елементи
- Діоди
- Робота студентів
- Електротехнічні вимірювання
- Електротехнічні вимірювання
- Розділ 1
- Розділ 2
- Розділ 3
- Розділ 4
- Розділ 5
- частина 6
- Розділ 7
- Розділ 8
- Розділ 9
- Розділ 10
- Розділ 11
- Розділ 12
- Розділ 13
Ти тут
Електротехнічні вимірювання
1.Поділ приладів
Розподіл вимірювальних приладів можна здійснити, наблизившись до фактичного значення з точки зору кількох факторів, що впливають на точність вимірювання. При електричному вимірі ми порівнюємо виміряну величину з її основною одиницею. Результат - числова величина. Електричне вимірювання - це процес наближення до справжнього значення.
Фактори точності: точність вимірювального приладу, точність методу, перешкоди.
Коефіцієнти вимірювання: вимірюваний об'єкт, вимірювальний прилад, оператор
За способом визначення вимірюваної величини з даних приладу ми виділяємо дві основні групи вимірювальних приладів:
Абсолютні вимірювальні прилади:дозволяють визначати виміряну величину без попереднього порівняння з іншим приладом. Це спеціальні та дуже точні пристрої. Виміряна величина дозволяє визначити, виходячи з розмірів деяких деталей вимірювального приладу, виходячи з ваги, вони є найбільш точними і найдорожчими.
Вторинні вимірювальні прилади: у випадку, коли виміряна величина визначається порівнянням із величиною, яка була визначена за допомогою більш точного вимірювального пристрою. До цих приладів належать усі часто використовувані вимірювальні прилади.
Відповідно до групи точності ми визнаємо:
Стандарти: вони працюють з максимально можливою досяжною точністю.
Основні вимірювальні прилади: які служать найбільш точними приладами для перевірки лабораторних вимірювальних приладів та для дуже точних вимірювань. Зазвичай вони мають клас точності 0,1.
Лабораторні прилади: , використовується для достатньо точних лабораторних вимірювань в процесі експлуатації.
Пристрої, що працюють: для загальних технічних потреб, для рутинних вимірювань на заводах.
За типом вимірюваної величини ми знаємо вимірювальні прилади: амперметри, вольтметри, ватметри, гальванометри, омметри, лічильники електроенергії, генератори, фазоміри, прилади для вимірювання неелектричних величин та інші.
Відповідно до використовуваної поточної системи ми розпізнаємо пристрої: односпрямовані, змінні однофазні, змінні багатофазні.
За способом вимірювання та даними вимірюваної величини ми поділяємо її на:
(a) аналогові вимірювальні прилади:які вимірюють і вказують на безперервну зміну вимірюваної величини безперервно.Вихідною величиною аналогового вимірювального пристрою є найчастіше відхилення руки вказівного пристрою або відхилення світлового сліду на екрані екрану.
b. Цифрові вимірювальні прилади:які змінюють вимірювану аналогову величину на дискретну і безперервну зміну, подаються в цифровій формі.Цифрові вимірювальні пристрої забезпечують на своєму виході числові дані, що представляють певний інтервал значень вхідної виміряної величини, який називається кроком квантування.
1.1 Вимірювання
Вимірювання - це процес отримання інформації про кількісні параметри вимірюваної величини.Процес вимірювання, в якому беруть участь вимірюваний об'єкт, вимірювальний прилад та оператор, полягає в експериментальному порівнянні виміряної величини з деякою її величиною, обраною на одиницю, з використанням відповідних технічних засобів. У сучасних автоматизованих вимірювальних процесах завдання оператора, як правило, полягає лише в епізодичному контролі вимірюваних результатів та ходу контрольованого процесу, навіть якщо існують галузі природничих наук та техніки, де оцінка вимірюваних результатів неможлива без людини.
Мета вимірювання: Метою вимірювання в техніці та природничих науках є з'ясування, за якими законами має місце спостережуване явище.Для отримання таких нових якісних знань необхідно гарантувати різний ступінь точності. .
Метрологія: Наука та узагальнення знань про вимірювання. Так, крім методів вимірювання (методів вимірювання), предметом метрології є також помилки, що виникають під час вимірювання, методи оцінки, архівування та подання результатів, засоби вимірювання тощо. .
Методи вимірювання:
а) Абсолютний:використовується фізично-дефініційний зв’язок
б) Порівняльний:значення невідомої величини порівнюється з відомою.
в) Відхилення:кількість визначається за прогином вимірювального приладу
г) Нуль:пристрій служить лише нульовим показником. Кількість визначається зі значень елементів набору
1.2 Основні поняття
Діапазон вимірювання: символ M, подається в одиницях виміряної величини, наприклад вольт (V), ампер (A), міліампер (mA), ват (W) тощо. Він являє собою максимальне значення, якого вимірювана величина може досягти під час вимірювання. Це вказано на кришках приладу або безпосередньо на шкалі, деякі прилади мають лише один діапазон вимірювання, інші мають кілька діапазонів.
Діапазон масштабу:символ D, поданий у розділах (d). Позначає кількість поділок шкали, відповідно. довжина шкали, виражена в поділах.
Константа лічильника: символ K, подається в одиницях виміряної величини на поділ. Константа вимірювального приладу виражає значення вимірюваної величини на 1 поділку шкали. Константа вимірювального приладу обчислюється за полем співвідношення:
K = M/D (одиниця/d; одиниця, d)
Чутливість вимірювача:символ С, подається в поділах на одиницю вимірюваної величини. Чутливість вимірювального приладу виражається кількістю поділок шкали на одиницю вимірюваної величини. Чутливість вимірювального приладу розраховується за полем співвідношення:
C = 1/K = D/M (d/одиниця; d, одиниця)
Відхилення:символ α, поданий у поділах. Він виражає кількість поділок, які показує індикатор (рука, світловий слід) при вимірюванні. Відхилення слід читати якомога точніше .
Виміряне значення:загалом символ XN, для конкретного вимірювання ми будемо використовувати символ вимірюваної величини (U, I, P тощо) та одиниці вимірюваної величини (V, A, W тощо). Виміряне значення обчислюється полем співвідношення: XN = K. α (одиниця; одиниця/d, d)
Приклад придушення початку шкали вимірювального приладу
Фіг. 1.1. Приклад придушення початку шкали вимірювального приладу
2. Похибки вимірювання та точність
Жоден вимірювальний прилад та метод вимірювання не можуть точно визначити точне значення вимірюваної величини. Вимірюючи, ми намагаємось якомога точніше визначити розмір вимірюваної величини. Точність вимірювання визначається опосередковано величиною похибки.
За способом виникнення поділяємо помилки на:
а) систематичні помилки: є такі помилки, які при повторенні одного і того ж вимірювання все ще мають однакову величину.
(b) випадкові помилки: вони трапляються з невідомою схемою. Коли повторні вимірювання мають різні розміри, ми не знаємо причини їх виникнення.
Відповідно до причини ми поділяємо помилки на:
(а) помилки в методі вимірювання:точність вимірювання також залежить від обраного методу вимірювання. Потрібно вибирати метод відповідно до точності, з якою ми хочемо виміряти, напр. якщо достатньо меншої точності, ми можемо скористатися більш простим і швидким методом.
б) помилки вимірювальних приладів:див. Клас точності.
(c) помилки через перешкоди:під час вимірювання на вимірювальні прилади можуть впливати різні впливи та їх дані, до таких впливів належать:
-механічні ефекти:тертя в підшипниках, робоче положення, вібрації
-температура:кожен пристрій повинен працювати в допустимому діапазоні температур, оскільки зміна температури змінюється, наприклад опір, розміри тощо.
-зовнішнє електромагнітне поле: індукує сили та моменти, які спричиняють зміну даних, діє на пристрої, що мають слабке власне поле, ⇒ магнітне екранування.
- частота:кожен пристрій призначений для вимірювання в певному діапазоні частот, в якому гарантується його TP, частота впливає, наприклад реактивного опору, для деяких пристроїв крутний момент системи безпосередньо залежить від частоти.
Похибки вимірювання: Виміряні величини відрізняються від фактичних значень величини. Точність вимірювання визначається опосередковано величиною похибки вимірювання.
Відповідно до джерел помилок:
(а) суб'єктивно: викликані оператором
(b) об'єктивно: викликані об’єктивними причинами
Корекція (корекція) та корекційна крива пристрою: Корекція є негативною абсолютною помилкою: O = -∆A = S - N
Вимірювальний прилад може поставлятися відповідно. додатково виміряти так звану корекційну криву.
Клас точності приладу: Це один з найважливіших параметрів приладів, він виражає його точність (якість). Це число із встановленого діапазону точності: 0,05 - 0,1 - 0,2 - 0,5 - 1 - 1,5 - 2,5 - 5, яке класифікує точність приладу.
3. Електромеханічні вимірювальні прилади
Електромеханічні вимірювальні прилади є аналоговими, які перетворюють виміряну величину на дані індикатора. Відхилення пропорційне виміряній величині, а його зміна безперервна. Вони побудовані за принципом використання початку виникнення механічного моменту під дією магнітних відп. електричні поля. Енергія для створення прогину отримується від вимірюваного об'єкта, що є перевагою, з одного боку, оскільки пристрій не потребує додаткового джерела, але з іншого боку завантажує вимірюваний об'єкт. Вони прості і надійні в будівництві. Однак недоліками є нижча точність (особливо на початку шкали), повільність і в деяких системах вузька смуга частот і значний внутрішній опір.
3.1.Аналогове вимірювання струму та напруги електромеханічними приладами:
3.2. Позначки та символи на вимірювальних приладах
Всі характеристики вимірювального приладу повинні бути зазначені на шкалі за допомогою позначок, зазначених у стандарті. Зазвичай це такі дані: марка виробника, одиниця вимірюваної величини, серійний номер, марка правильного положення шкали під час вимірювання, марка вимірювальної системи, тип струму, клас точності, випробувальна напруга. номінальні значення діапазонів вимірювань, марка аксесуарів або інших окремих частин різні попередження при використанні приладу тощо.