Глави
- Линейни електронни елементи
- Диоди
- Студентска работа
- Електротехнически измервания
- Електротехнически измервания
- Глава 1
- Глава 2
- Глава 3
- Глава 4
- Глава 5
- Глава 6
- Глава 7
- Глава 8
- Глава 9
- Глава 10
- Глава 11
- Глава 12
- Глава 13
Ти си тук
Електротехнически измервания
1. Разделяне на устройства
Разделянето на измервателните уреди може да се извърши чрез приближаване към действителната стойност по отношение на няколко фактора, влияещи върху точността на измерването. При електрическото измерване сравняваме измереното количество с основната му единица. Резултатът е числова величина. Електрическото измерване е процесът на приближаване до истинската стойност.
Фактори за точност: точност на измервателния уред, точност на метода, смущения.
Фактори за измерване: измерен обект, измервателно устройство, оператор
Според начина, по който измереното количество се определя от данните на инструмента, ние различаваме две основни групи измервателни уреди:
Абсолютни измервателни уреди:позволяват да се определи измереното количество без предварително сравнение с друг инструмент. Те са специални и много прецизни устройства. Измереното количество ни позволява да определим въз основа на размерите на някои части на измервателния уред въз основа на теглото, те са най-точните и най-скъпите.
Вторични измервателни уреди: в случай че измереното количество се определя чрез сравнение със стойност, която е определена с помощта на по-точно измервателно устройство. Тези инструменти включват всички често използвани измервателни уреди.
Според групата на точността разпознаваме:
Стандарти: те работят с възможно най-високата постижима точност.
Основни измервателни уреди: които служат като най-точните инструменти за проверка на лабораторни измервателни уреди и за много точни измервания. Те обикновено имат клас на точност 0,1.
Лабораторни устройства: , използва се за достатъчно точни лабораторни измервания в експлоатация.
Операционни устройства: за общи технически нужди, за рутинни измервания в растенията.
Според вида на измереното количество познаваме измервателни уреди: амперметри, волтметри, ватметри, галванометри, омметри, електромери, осцилатори, фазомери, инструменти за измерване на неелектрически величини и други.
Според използваната текуща система ние разпознаваме устройства: еднопосочни, редуващи се еднофазни, редуващи се многофазни.
Според метода на измерване и данните за измереното количество го разделяме на:
а) аналогови измервателни уреди:които измерват и показват непрекъснато изменение на измереното количество непрекъснато.Изходното количество на аналогово измервателно устройство е най-често отклонението на ръката на посочващото устройство или отклонението на светлинната следа върху сенника на екрана.
б. Цифрови измервателни уреди:които променят измерената аналогова величина до дискретна и непрекъсната промяна са дадени в цифров вид.Цифровите измервателни устройства предоставят на изхода си цифрови данни, представляващи определен интервал от стойности на входящата измерена величина, който се нарича стъпка на квантуване.
1.1 Измерване
Измерването е процес на получаване на информация за количествените параметри на измереното количество. Процесът на измерване, в който участва измерваният обект, измервателен уред и оператор, се състои в експериментално сравнение на измереното количество с част от неговата стойност, избрана за единица, използвайки подходящи технически средства. В съвременните автоматизирани измервателни процеси задачата на оператора обикновено е само от време на време да контролира измерените резултати и хода на наблюдавания процес, дори ако има области на природните науки и технологии, където оценката на измерените резултати не е възможна без човек.
Цел на измерването: Целта на измерването в технологиите и природните науки е да се установи според кои закони се наблюдава наблюдаваното явление.За да се получат такива нови качествени знания, трябва да се гарантира различна степен на точност. .
Метрология: Наука и обобщение на знанията за измерване. По този начин, освен методите за измерване (измервателни методи), предмет на метрологията са и грешки, възникващи по време на измерването, методи за оценка, архивиране и представяне на резултатите, средства за измерване и т.н. .
Методи за измерване:
а) Абсолютно:използва се физико-дефиниционна връзка
б) Сравнителен:стойността на неизвестното количество се сравнява с известното.
в) Отклонение:количеството се определя от отклонението на измервателния уред
г) Нула:устройството служи само като нулев индикатор. Количеството се определя от стойностите на зададените елементи
1.2 Основни понятия
Обхват на измерване: символ М, е даден в единици от измереното количество, напр. волт (V), ампер (A), милиампер (mA), ват (W) и др. Той представлява максималната стойност, която измереното количество може да достигне по време на измерването. Той е посочен на кориците на инструмента или директно върху скалата, някои инструменти имат само един диапазон на измерване, други имат няколко диапазона.
Обхват на мащаба:символ D, даден в разделения (d). Показва броя на деленията на скалата, респ. дължината на скалата, изразена в деления.
Константа на измервателния уред: символ K, е даден в единици от измереното количество на деление. Константата на измервателния уред изразява стойността на измереното количество на 1 деление на скалата. Константата на измервателния уред се изчислява от полето на отношение:
K = M/D (единица/d; единица, d)
Чувствителност на измервателния уред:символ С, е даден в деления на единица от измереното количество. Чувствителността на измервателния уред се изразява чрез броя на деленията на скалата на единица от измереното количество. Чувствителността на измервателния уред се изчислява от полето на връзката:
C = 1/K = D/M (d/единица; d, единица)
Отклонение:символ α, даден в деления. Той изразява броя на деленията, които индикаторът (ръка, светлинна следа) показва при измерване. Отклонението трябва да се разчете възможно най-точно .
Измерена стойност:обикновено символът XN, за конкретно измерване ще използваме символа на измерената величина (U, I, P и др.) и мерната единица на измерената величина (V, A, W и др.). Измерената стойност се изчислява от полето на съотношението: XN = K. α (единица; единица/d, d)
Пример за потискане на началото на скалата на измервателен инструмент
Фиг. 1.1. Пример за потискане на началото на скалата на измервателен инструмент
2. Грешки в измерването и точност
Никой измервателен уред и измервателен метод не могат да определят точната стойност на измереното количество. Чрез измерване се опитваме да определим размера на измереното количество възможно най-точно. Точността на измерването се дава косвено от величината на грешката.
Според начина на възникване, ние разделяме грешките на:
а) систематични грешки: има такива грешки, които, когато се повтаря едно и също измерване, все още са с една и съща величина.
б) случайни грешки: те се срещат с неизвестен модел. Когато многократните измервания имат различни размери, ние не знаем причината за тяхното възникване.
Според причината разделяме грешките на:
а) грешки в метода на измерване:точността на измерването също зависи от избрания метод на измерване. Необходимо е да се избере методът според точността, с която искаме да измерим, напр. ако е достатъчна по-малка точност, можем да използваме по-прост и бърз метод.
б) грешки на измервателните уреди:вижте Клас на точност.
в) грешки, дължащи се на смущения:по време на измерването измервателните уреди могат да бъдат засегнати от различни влияния и техните данни, тези влияния включват:
-механични ефекти:триене в лагерите, работно положение, вибрации
-температура:всяко устройство трябва да работи в допустимия температурен диапазон, тъй като промяна в температурата се променя напр. съпротивление, размери и др.
-външно електромагнитно поле: индуцира сили и моменти, които причиняват промяна на данните, действа върху устройства, които имат слабо самополе, ⇒ магнитно екраниране.
- честота:всяко устройство е предназначено за измерване в определен честотен диапазон, в който неговият TP е гарантиран, честотата влияе напр. реактивно съпротивление, за някои устройства въртящият момент на системата зависи пряко от честотата.
Грешки при измерване: Измерените количества се различават от действителните стойности на количеството. Точността на измерването се дава косвено от големината на грешката при измерване.
Според източници на грешки:
а) субективно: причинени от оператора
б) обективно: причинени от обективни причини
Корекция (корекция) и корекция на кривата на устройството: Корекцията е отрицателна абсолютна грешка: O = -∆A = S - N
Измервателното устройство може да бъде доставено, респ. допълнително измерете така наречената корекционна крива.
Клас на точност на инструмента: Това е един от най-важните параметри на устройствата, изразява неговата точност (качество). Това е число от предписания диапазон на точност: 0,05 - 0,1 - 0,2 - 0,5 - 1 - 1,5 - 2,5 - 5, което класифицира точността на инструмента.
3. Електромеханични измервателни уреди
Електромеханичните измервателни уреди са аналогови, които преобразуват измереното количество в данните на индикатора. Отклонението е пропорционално на измереното количество и неговото изменение е непрекъснато. Те са изградени на принципа на използване на произхода на механичния момент чрез действието на магнитната респ. електрически полета. Енергията за създаване на деформация се получава от измерения обект, което е предимство от една страна, тъй като устройството не се нуждае от допълнителен източник, но от друга страна зарежда измерения обект. Те са прости и надеждни в строителството. Недостатъците обаче са по-ниска точност (особено в началото на скалата), бавност и в някои системи тесен честотен обхват и значително вътрешно съпротивление.
3.1.Аналогово измерване на ток и напрежение чрез електромеханични инструменти:
3.2 Марки и символи върху измервателните уреди
Всички характеристики на измервателния уред трябва да бъдат посочени на скалата посредством маркировките, посочени в стандарта. Това обикновено са следните данни: марка на производителя, единица за измереното количество, сериен номер, марка за правилното положение на скалата по време на измерването, марка на измервателната система, вид на тока, клас на точност, изпитвателно напрежение. номинални стойности на обхвата на измерване, маркировка на аксесоари или други отделни части различни предупреждения при използване на устройството и др.