Магнитоэлектрические приборы с преобразователями переменного тока в постоянный кратко — Стиль жизни

Система обозначений

За рубежом заводы-изготовители устанавливают свои обозначения на выпускаемых измерительных устройствах. В России и некоторых бывших республиках Советского Союза традиционна унифицированная система знаков. Основана она на принципе работы конкретного прибора. Основные электроизмерительные приборы в обозначении всегда имеют прописную букву русского алфавита, которая указывает на принцип действия устройства. А также число, которое обозначает условный номер модели. Иногда можно встретить прописную букву М, которая обозначает, что прибор модернизированный или К (контактный). Есть и другие, обозначения. Например, Д (электродинамические приборы), Н (самопишущие приборы), Р (меры, устройства, измеряющие параметры элементов электросетей, измерительные преобразователи), И (индукционные приборы), Л (логометры) и пр.

Советуем изучить — Режимы работы синхронных генераторов, рабочие характеристики генераторов

Особенности выбора электроизмерительных приборов

Для выполнения электромонтажных работ понадобится самый разный инструмент — начиная от простых отверток, измерительных приборов, вплоть до штробореза или перфоратора. Наш разговор пойдет именно об электроизмерительных инструментах.

Индикаторная отвертка, указатель напряжения

При проведении электромонтажных работ вопрос электробезопасности занимает одно из важнейших мест, поэтому в перечне инструмента электрика должна быть индикаторная отвертка и указатель напряжения. Индикаторная отвертка помогает определить наличие или отсутствие фазы, но отсутствие напряжения в электропроводке нужно определять именно указателем напряжения. Универсальные указатели напряжения, индицирующие величину измеряемого напряжения, часто используются в качестве тестера для проверки целостности цепей, а также в качестве индикатора наличия фазы. В качестве альтернативы указателю напряжения в электропроводках до 1000 В может использоваться мультиметр. Также незаменимым помощником электрика является индикатор скрытой проводки, который значительно ускоряет процесс ликвидации повреждения электропроводки.

Мультиметр

Мультиметр представляет собой многофункциональный прибор, предназначенный для измерения основных электрических величин. Это незаменимый прибор для электрика, он позволяет измерять напряжение в широком диапазоне, как постоянного, так и переменного тока, сопротивление, силу тока. Наличие режима прозвонки позволяет определять целостность предохранителей и электропроводок, а также позволяет быстро разобраться в сложных цепях распределительных щитков

На что важно обратить внимание при выборе мультиметра — это на класс точности и на пределы измерений. Чем выше класс точности, тем меньшую погрешность имеет прибор. Так, мультиметры с классом точности 2,5 дают погрешность в 10%

Даже если вам необходимо измерить напряжение в сети электропитания 220 В, плюс-минус 22 В это немало. Если говорить о более точных измерениях, такие отклонения недопустимы. Потому наиболее широко распространены мультиметры с классом точности 3,5, которые дают погрешность около 1%. Это уже более достоверные результаты, которых для домашнего мастера достаточно

Так, мультиметры с классом точности 2,5 дают погрешность в 10%. Даже если вам необходимо измерить напряжение в сети электропитания 220 В, плюс-минус 22 В это немало. Если говорить о более точных измерениях, такие отклонения недопустимы. Потому наиболее широко распространены мультиметры с классом точности 3,5, которые дают погрешность около 1%. Это уже более достоверные результаты, которых для домашнего мастера достаточно.

Токоизмерительные клещи

Для удобства измерения нагрузки используются специальные токоизмерительные клещи, позволяющие измерять нагрузку без необходимости включения прибора в разрыв электрической цепи. Клещи токовые являются поистине универсальным прибором, на одном уровне с традиционным мультиметром. Их главное преимущество заключается в бесконтактном измерении параметров цепи. К несомненным плюсам также можно отнести возможность работы с высоковольтными цепями (корректная работа возможна с напряжениями вплоть до 10000 В), а также компактность корпуса пробора. В целом прибор и представляет собой обычный мультиметр, но рассчитан на работу с цепями высоких напряжений, а также зачастую имеет гораздо меньший класс точности. При этом такие клещи нашли широкое применение как в бытовых условиях, так и в производстве. Они позволяют быстро оценить ситуацию, оперативно отреагировать, при этом значительно снижается риск работы с цепью.

#РДС-Академия

История

В 1733—1737 гг французский учёный Ш. Дюфе создал электроскоп. В 1752—1754 гг его работы продолжили М. В. Ломоносов и Г. В. Рихман в процессе исследований атмосферного электричества. В середине восьмидесятых годов XVIII века Ш. Кулон изобрёл крутильные весы — электростатический измерительный прибор.
В первой половине XIX века, когда уже были заложены основы электродинамики (законы Био — Савара и Фарадея, принцип Ленца), построены гальванометры и некоторые другие приборы, изобретены основные методы электрических измерений — баллистический (Э. Ленц, г.), мостовой (Кристи, г.), компенсационный (И. Поггендорф, )
В середине XIX века отдельные ученые в разных странах создают меры электрических величин, принимаемые ими в качестве эталонов, производят измерения в единицах, воспроизводимых этими мерами, и даже проводят сличение мер в разных лабораториях. В России в 1848 г. академик Б. С. Якоби предложил в качестве эталона единицы сопротивления применять медную проволоку длиной 25 футов (7,61975 м) и весом 345 гран (22,4932 г), навитую спирально на цилиндр из изолирующего материала. Во Франции эталоном единицы сопротивления служила железная проволока диаметром в 4 мм и длиной в 1 км (единица Бреге). В Германии таким эталоном являлся столб ртути длиной 1 м и сечением 1 мм² при 0° С
Вторая половина XIX века была периодом роста новой отрасли знаний — электротехники. Создание генераторов электрической энергии и применение их для различных практических целей побудили крупнейших электротехников второй половины XIX в. заняться изобретением и разработкой различных электроизмерительных приборов, без которых стало немыслимо дальнейшее развитие теоретической и практической электротехники. В 1871 году А. Г. Столетов впервые применил баллистический метод для магнитных измерений и исследовал зависимость магнитной восприимчивости ферромагнетиков от напряженности магнитного поля, создав этим основы правильного подхода к расчету магнитных цепей. Этот метод используется в магнитных измерениях и в настоящее время
В 1880—1881 гг. французские инженер Депре и физиолог Д’Арсонваль построили ряд высокочувствительных гальванометров с зеркальным отсчетом
В г. немецкий инженер Ф. Уппенборн изобрел электромагнитный прибор с эллиптическим сердечником, а в 1886 г. он же предложил электромагнитный прибор с круглой катушкой и двумя цилиндрическими сердечниками
В г. немецкий инженер Т. Бругер изобрел логометр

В развитии электроизмерительной техники конца второй половины XIX и начала XX ст. значительные заслуги принадлежат М. О. Доливо-Добровольскому. Он разработал электромагнитные амперметры и вольтметры, индукционные приборы с вращающимся магнитным полем (ваттметр, фазометр) и ферродинамический ваттметр

3.6. ИНДУКЦИОННАЯ СИСТЕМА

Приборы индукционной системы получили широкое распространение для измерения
электрической энергии. Принципиальная схема прибора приведена на рис.
3.6.1. Электрический счетчик содержит магнитопровод — 1 сложной конфигурации,
на котором размещены две катушки; напряжения — 2 и тока — 3. Между полюсами
электромагнита помещен алюминиевый диск — 4 с осью вращения — 5. Принцип
действия индукционной системы основан на взаимодействии магнитных потоков,
создаваемых катушками тока и напряжения с вихревыми токами, наводимыми
магнитным полем в алюминиевом диске.

Вращающий момент, действующий на диск, определяется выражением:

где ФU — часть магнитного потока, созданного обмоткой напряжения
и проходящего через диск счетчика; ФI — магнитный поток,
созданный обмоткой тока; — угол сдвига между ФU и ФI.
Магнитный поток ФU пропорционален напряжению
Магнитный поток ФI пропорционален току:
Для того чтобы счетчик реагировал на активную энергию, необходимо выполнить
условие:

В этом случае

т.е. вращающий момент пропорционален активной мощности нагрузки.
Противодействующий момент создается тормозным магнитом — 6 и пропорционален
скорости вращения диска:

В установившемся режиме
и диск вращается с постоянной скоростью. Приравнивая два последних уравнения
и решив полученное уравнение относительно угла поворота диска

Таким образом, угол поворота диска счетчика пропорционален активной
энергии. Следовательно, число оборотов диска n тоже пропорционально
активной энергии.

Последовательность подключения

Важно заметить, что приступая к замерам уровня переменного тока, соблюдать полярность подсоединения щупов вовсе необязательно. В случае если ее значение отрицательно, то на экране перед цифрами просто отобразиться знак «минус»

Переключатель мультиметра, измеряющий данный показатель, ставим в соответствующее положение и устанавливаем диапазон измерений.

К выбору пределов замеров стоит отнестись максимально ответственно. Если измеряемый ток значительно превысит выбранный диапазон, это может спровоцировать перегорание предохранителя или, что еще хуже, – всего мультиметра.

Чтобы урегулировать процесс измерений вначале переключатель устанавливается на предельно допустимый диапазон значений, вставляют штекеры щупов в гнезда. Далее по мере необходимости снижают уровень.

Чтобы измерить силу переменного или постоянного тока, мультиметр надо включить в цепь последовательно с нагрузкой (фонарик, светильник, кулер, радиосхема и т.д.). Это основное правила для всех измерительных электроприборов. То есть для измерения тока мультиметр включают «в разрыв» цепи.

Как определить значение переменного напряжения в сети

Важным моментом при определении переменного напряжения является тот факт, что щупы мультиметра подключаются к измеряемому устройству параллельно. Это связано с тем, что напряжение само по себе – разность потенциалов между двумя точками.

Можно воспользоваться тем же принципом, что и в случае с переменным током. Диапазон величины регулировать от максимального к минимальному, не забывая про положение щупов.

В качестве примера для измерения переменного напряжения можно воспользоваться стандартной батарейкой. Переключатель ставится на соответствующий режим, устанавливается диапазон. При этом щупы касаются батарейки параллельно друг другу с обеих сторон. И моментально видно, как экран отображает величину напряжения исследуемого элемента.

С постоянным напряжением ситуация та же, только нужно не забывать переставлять переключатель на правильный режим.

Независимо от модели и специфики работы мультиметра важно соблюдать инструкцию по технике пожарной безопасности, правильно обращаться с электрическими приборами, не подвергая риску свое здоровье

3.5. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Эта система представляет собой две катушки (рис. 3.5.1), одна из которых
неподвижная, а другая — подвижная. Обе катушки подключаются к сети,
и взаимодействие их магнитных полей приводит к повороту подвижной катушки
относительно неподвижной.

Из уравнения
видно, что шкала электродинамической системы имеет квадратичный характер.
Для устранения этого недостатка подбирают геометрические размеры катушек
таким образом, чтобы подучить шкалу, близкую к равномерной.
Эти системы чаще всего используются для измерения мощности, т.е. в качестве
ваттметров, тогда:

В этом случае шкала ваттметра равномерная.
Основным достоинством прибора является высокая точность измерения.
К недостаткам относятся малая перегрузочная способность, низкая чувствительность
к малым сигналам, заметное влияние внешних магнитных полей.

Система обозначений

Советуем изучить — Электростатическая защита

Выпрямительные приборы

Выпрямительные приборы (рис. 11.3) представляют собой сочетание магнитоэлектрического ИМ и выпрямительного устройства, состоящего, как правило, из двух диодов и более. Выпрямительные устройства (рис. 11.3, а) преобразуют переменный ток в пульсирующий однополярный iП (рис. 11.3, б). Подвижная часть ИМ, обладающая инерцией, реагирует на среднее значение этого пульсирующего тока — IСР.

Рис. 11.3. Схема выпрямительного прибора с двухполупериодным выпрямителем (а) и временные диаграммы (б) работы двухполупериодного выпрямительного прибора

Шкала выпрямительного прибора градуируется в действующих значениях синусоидального тока (напряжения).

Выпрямительные приборы часто выполняются в виде комбинированных многопредельных — в одном приборе сочетаются амперметр, вольтметр и омметр, каждый на несколько пределов измерения.

Достоинствами выпрямительных приборов являются: высокая чувствительность (наименьшие пределы измерения 0,25 … …0,3 мА; 0,3 В), малое собственное потребление энергии, так как используются магнитоэлектрические ИМ. К недостаткам относятся: неравномерность шкалы в начале (в пределах до 15% от предела измерения), невысокая точность (высший класс точности 1,0).

Магнитоэлектрический механизм

Магнитоэлектрический механизм содержит постоянный магнит, магнитопровод и катушку с током.

Магнитная система измерительного механизма (рис. 11.2) состоит из постоянного магнита 1 и замкнутого магнитопровода 2. В рабочем зазоре между ними образуется равномерное радиальное магнитное поле с индукцией В. Подвижная катушка 3, выполненная из тонкого изолированного провода, намотанного на алюминиевый каркас, помещена в рабочем зазоре и укреплена на осях. Концы обмотки электрически соединены со спиральными пружинками, по которым измеряемый ток I поступает в катушку. При наличии тока на активную длину l витка обмотки действует сила F, равная, согласно закону Ампера, F=BlwI, где w — число витков обмотки.

Под действием пары таких сил на обеих активных сторонах катушки создается вращающий момент Мвр, который прямо пропорционален току. Под действием Мвр подвижная часть ИМ вместе с указателем поворачивается на некоторый угол α, который пропорционален току I. Магнитоэлектрические приборы, в которых используются магнитоэлектрические ИМ, применяют для измерения постоянных токов (амперметры), напряжений (вольтметры), сопротивлений (омметры) и т. д. Магнитоэлектрические амперметры и вольтметры отличаются высокой точностью, равномерностью шкалы, обладают малым потреблением энергии от объекта измерения. К недостаткам этих приборов относятся: непригодность к работе в цепях переменного тока, чувствительность к перегрузкам и зависимость показаний от окружающей температуры.

Рис. 11.2. Конструкция магнитной системы магнитоэлектрического измерительного механизма с внутрирамочным магнитом

Магнитоэлектрические ИМ служат и для измерения в цепях переменного тока, но только в сочетании с различными преобразователями переменного тока в постоянный. К таким приборам относятся, например, выпрямительные, термоэлектрические.

Основные понятия измерений

Измерением

называют процесс сравнения измеряемой величины с величиной того же рода, условно приятой за единицу измерения.

Материальный образец единицы измерения ее дробного или кратного значения называется мерой

Устройство, предназначенное для сравнения измеряемой величины с единицей измерения или с мерой, называют измерительным прибором

Меры и приборы, предназначенные для хранения или воспроизводства единиц, а также для поверки и градуировки приборов, носят название образцовых

Результат всякого измерения несколько отличается от действительного значения измеряемой величины. Действительное значение измеряемой величины это значение, определяемое при помощи образцовых приборов (образцовых мер).

Разность между измеренным и действительным значением величины составляет абсолютную погрешность

измерения. Выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к действительному или измеренному значению представляет собойотносительную погрешность , которая применяется для оценки качества измерения.

Шкала — электроизмерительный прибор

Шкалы электроизмерительных приборов представляют собой плоские детали ( в отдельных случаях в виде части цилиндра), на поверхности которых тем или иным способом нанесены цифры и знаки. Шкалы электроизмерительных приборов обычно изготовляют так, что одно деление шкалы при -; близительно равно максимальной погрешности прибора. Забегая вперед, отметим, что при измерениях, при расчетах и при записи результатов, кроме надежно известных значащих цифр, всегда указывается одна лишняя. Такая процедура, среди прочих, имеет и то преимущество, что позволяет вовремя замечать мелкие нерегулярности исследуемых зависимостей.

Шкалы электроизмерительных приборов могут быть прямыми и обратными. В первом случае начало отсчета расположено в левой части шкалы. Обратная шкала имеет начало с правой стороны. Примером прибора с обратной шкалой является омметр. Точка начала отсчета этого прибора ( нуль омов) расположена справа, так как это положение соответствует отсутствию сопротивления в измеряемой цепи и, следовательно, полному отклонению стрелки прибора. При наличии сопротивления в измеряемой цепи стрелка отклонится не на полную шкалу, причем большему сопротивлению соответствует меньшее отклонение.

Равномерная шкала.| Неравномерная шкала.

Шкалы электроизмерительных приборов бывают равномерные и неравномерные. На равномерной шкале ( рис. V-3) расстояния между делениями одинаковы. Она наиболее удобна для отсчета. На неравномерной шкале ( рис. V-4) расстояния между делениями неодинаковы.

Советуем изучить — Схема включения ваттметра

Шкалы электроизмерительных приборов представляют собой пластинки ( подшкальники) из металла или изоляционного материала, окрашенные или оклеенные бумагой. Подшкальники изготовляются из диамагнитных материалов: листовой латуни, алюминия или цинка толщиной 1 — 1 5 мм. Подшкальники из алюминия обычно корродируются с течением времени, а цинковые подвержены короблению. Железные подшкальники устанавливаются в приборах типа ЭЗО.

Шкалы электроизмерительных приборов, применяемых для измерения синусоидальных токов и напряжений, проградуированы в действующих значениях, и для определения амплитуд синусоидальных величин их показания достаточно увеличить в У 2 раз.

На шкалах стационарных электроизмерительных приборов должна наноситься красная черта, соответствующая номинальному значению измеряемой величины.

На шкалах электроизмерительных приборов промышленного изготовления обязательно указывается тип прибора, его система, род тока, рабочее положение корпуса, испытательное напряжение прочности изоляции его токонесущих частей, номинальная частота ( или диапазон частот), год выпуска и заводской номер.

Наличие на шкалах электроизмерительных приборов условных обозначений позволяет без изучения описания или паспорта иметь основные сведения о приборе, достаточные для решения вопроса о возможности его использования.

В фотометрах прямого отсчета шкала электроизмерительного прибора часто градуируется непосредственно в светотехнических единицах.

В фотометрах прямого отсчета шкала электроизмерительного прибора часто градуируется непосредственно в световых единицах.

На рисунке 308 изображены шкалы электроизмерительных приборов. Как называются эти приборы.

Отсчет показаний производится по шкале электроизмерительного прибора с последующим умножением этик показаний на соответствующий коэффициент поддиапазона. Участки шкалы от нуля до первой значащей цифры являются нерабочими.

Какие условные обозначения имеются на шкале электроизмерительного прибора.

Шкала — электроизмерительный прибор

Равномерная шкала.| Неравномерная шкала.

Советуем изучить — Реле тока серии РТ40

На рисунке 308 изображены шкалы электроизмерительных приборов. Как называются эти приборы.

Какие условные обозначения имеются на шкале электроизмерительного прибора.

З.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Электроизмерительные приборы можно классифицировать по следующим признакам: методу измерения;
роду измеряемой величины;
роду тока;
степени точности;
принципу действия.
Существует два метода измерения: 1) метод непосредственной оценки, заключающийся
в том, что в процессе измерения сразу оценивается измеряемая величина;

2) метод сравнения, или нулевой метод, служащий основой действия приборов
сравнения: мостов, компенсаторов.
По роду измеряемой величины различают электроизмерительные приборы:
для измерения напряжения (вольтметры, милливольтметры, гальванометры);
для измерения тока (амперметры, миллиамперметры, гальванометры); для
измерения мощности (ваттметры); для измерения энергии (электрические
счетчики); для измерения угла сдвига фаз (фазометры); для измерения
частоты тока (частотомеры); для измерения сопротивлений (омметры), и
т.д.
В зависимости от рода измеряемого тока различают приборы постоянного,
переменного однофазного и переменного трехфазного тока.
По степени точности приборы подразделяются на следующие классы точности:
0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; и 4,0. Класс точности не должен
превышать приведенной относительной погрешности прибора, которая определяется
по формуле:

где А — показания поверяемого прибора; А — показания образцового прибора;
Amax — максимальное значение измеряемой величины (предел измерения).
В зависимости от принципа действия различают системы электроизмерительных
приборов. Приборы одной системы обладают одинаковым принципом действия.
Существуют следующие основные системы приборов: магнитоэлектрическая,
электромагнитная, электродинамическая, индукционная.

Электромагнитный механизм

Электромагнитный механизм (рис. 11.4) состоит из неподвижной катушки 1 и укрепленной на оси 3 подвижной пластинки 2 из магнитомягкого материала. При включении катушки в цепь постоянного тока создается магнитное поле, которое намагничивает пластинку, и она втягивается внутрь катушки. Возникающий при этом вращающий момент пропорционален квадрату тока.

Рис. 11.4. Конструктивное исполнение измерительного механизма электромагнитной системы

Подвижная часть ИМ, обладающая инерцией, реагирует на среднее значение момента. Часто квадратичную шкалу выравнивают, подбирая соответствующую форму ферромагнитной пластинки.

Электромагнитные приборы, построенные на базе электромагнитных ИМ, применяют для измерения в цепях постоянного и переменного тока в качестве амперметров, вольтметров и фазометров.

Амперметры изготовляют одно- и многопредельными путем секционирования катушки. Вольтметры также выполняются многопредельными путем использования ряда добавочных резисторов.

Электромагнитные приборы являются одними из самых распространенных щитовых приборов для измерений в цепях переменного тока. Они просты по устройству, не имея токоподвижных частей, хорошо переносят перегрузки. Недостатками этих приборов являются: невысокая точность, большое собственное потребление энергии (до 10 Вт), ограниченный частотный диапазон,, чувствительность к внешним магнитным полям.

Щитовые амперметры выпускают классов 1,0; 1,5; 2,5 на токи прямого включения до 300 А. Щитовые вольтметры тех же классов точности выпускают на напряжения до 600 В с прямым включением.

Источник: ledsshop.ru