Начертательная геометрии и инженерная графика Преобразование комплексного чертежа Плоскости и их проекции Электротехника

Электрические измерения

Основные понятия и определения в метрологии

Все отрасли человеческой деятельности не могут существовать и развиваться без развернутой системы измерений, которые определяют не только уровень контроля и управления технологическими процессами, но и качество производимой продукции. Получение и переработка сельскохозяйственной продукции сопровождается биологическим, агрохимическим и технологическим контролем производства на всех этапах. Большая роль принадлежит измерениям при создании новых сельскохозяйственных машин, производстве с применением современных технологий и особенно при автоматизированном производстве.

Из всего многообразия средств измерений наибольшее распространение получают электрические средства. Они позволяют измерять различные параметры в широком диапазоне, имеют высокую чувствительность, их применение упрощает процессы автоматизации получения, обработки и хранения результатов измерений.

В сельском хозяйстве страны используется большое число разнообразных измерительных приборов. В этих условиях особое значение приобретает вопрос об обеспечении единообразия (или единства) измерений во всех отраслях.

Роль электрических измерений в структуре агропромышленного производства – обеспечивать тесную взаимосвязь с другими отраслями, являться средством улучшения организации производства сельскохозяйственной продукции и экологической безопасности. Это требует от инженеров, работающих в различных отраслях агропромышленного производства, знания основ электрических измерений различных величин. Используя метод наложения, определим ток /6 электрической цепи, схема которой приведена на рис. 8.1, а.В соответствии с теоремой наложения представим ток I6 в виде суммы двух частичных токов I61 и I62, вызванных действием источника напряжения Е тока J соответственно.

  Измерение – познавательный процесс, под которым понимают получение информации о количественном значении исследуемой физической величины. Все вопросы, связанные с измерениями различных величин, исследуются отраслью знаний, называемой метрологией. Основные термины и определения в области метрологии установлены ГОСТ 16263-70, в котором записано, что метрология – это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и достижения требуемой точности. Измерение – это определение значения физической величины опытным путем при помощи специальных технических средств.

 Техническими средствами измерений являются измерительные приборы. Измерительный прибор (прибор) – это средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Измерительные приборы в зависимости от назначения и физических явлений, положенных в основу их действия, различны. 

 Средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, последующего преобразования, обработки и хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем, называется измерительным преобразователем (преобразователем). В зависимости от назначения преобразователи бывают первичные, промежуточные, передающие и масштабные.

 При измерениях используют различные вспомогательные средства, которые, как и средства измерения, влияют на метрологические свойства другого средства измерений при его применении или поверке.

 Развитие средств автоматизации технологических процессов производства и автоматизированных систем управления способствует созданию информационных измерительных систем. Информационная измерительная система представляет собой совокупность средств измерений (мер, измерительных приборов и измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи и предназначенных для автоматического получения сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и использования в автоматических системах управления.

Меры единиц электрических величин

 В соответствии с принятой системой единиц для технического обеспечения измерений используют различные меры. В зависимости от назначения и точности меры делят на эталоны, образцовые и рабочие.

 Эталон, который обеспечивает воспроизведение единицы физической величины с наивысшей в стране точностью, называется первичным, а значение, которое устанавливают по первичному эталону – вторичным. Вторичные эталоны обычно используют для поверки образцовых средств измерений.

 Образцовую меру используют для поверки рабочих мер и измерительных приборов. В некоторых случаях образцовые меры применяют непосредственно при измерениях.

 Рабочую меру применяют для измерений и для поверки измерительных приборов. Рабочие меры часто выполняют многозначными для воспроизведения ряда одноименных физических величин различного размера.

 В качестве мер электрических величин применяют меры электродвижущей силы (ЭДС), тока, электрического сопротивления, индуктивности и взаимной индуктивности и электрической емкости.

 Мера ЭДС. Образцовыми и рабочими мерами ЭДС являются нормальные элементы – гальванические элементы с известным значением ЭДС. В зависимости от погрешности воспроизведения ЭДС нормальные элементы с насыщенным раствором бывают 0,001; 0,002 и 0,005 классов точности. Так, например, ЭДС нормального элемента класса точности 0,005 при температуре 20 °С в должна быть не менее 1,0185 и не более 1,0187 В.

 Мерой тока являются токовые весы, воспроизводящие ток 1 А.

 Мера электрического сопротивления. Образцовые и рабочие меры сопротивления изготовляют в виде катушек. Несколько катушек комплектуют в магазины сопротивлений (многозначные меры). Для уменьшения влияний температуры на значение воспроизводимого сопротивления катушки наматывают из манганинового провода или ленты. Номинальное сопротивление мер сопротивления выбирают из условия R = 10n, где n – целое (положительное или отрицательное число). Меры изготовляют для воспроизведения сопротивлений от 10–5 до 1010 Ом в следующих классов точности: 0,0005; 0,001; 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1.

 Мера индуктивности и взаимной индуктивности. Образцовые и рабочие меры индуктивности и взаимной индуктивности выполняют в виде катушек или магазинов. Основные требования, предъявляемые к мерам – неизменность индуктивности во времени и минимальное активное сопротивление в цепи переменного тока, а также минимальное влияние тока цепи и температуры на воспроизводимую индуктивность. Меры индуктивности изготовляют на номинальные значения: 0,0001; 0,001; 0,01; 0,1 и 1,0 Гн.

 Выпускаемые меры взаимной индуктивности отличаются от мер индуктивности наличием двух катушек, жестко укрепленных на общем каркасе.

 Мера емкости. Образцовыми и рабочими мерами емкости являются конденсаторы переменной и постоянной емкости с воздушным или слюдяным диэлектриком. Основные требования, предъявляемые к мерам емкости: минимальные изменения воспроизводимой емкости от колебаний частоты и температуры, а также минимальные диэлектрические потери, во многом определяемые видом и состоянием диэлектрика. Широкое распространение получили многозначные меры емкости, выполненные в виде магазинов и позволяющие воспроизводить емкость в пределах от 0,0001 до 1000 и более микрофарад.

Общие свойства электрических средств измерений Все эксплуатационные свойства измерительных приборов определяются их метрологическими характеристиками, которые указывают в документации прибора.

Электрические средства измерениий Электромеханические измерительные приборы.

Магнитоэлектрические приборы. Принцип действия магнитоэлектрических приборов основан на взаимодействии магнитного поля постоянного магнита и поля контура с током.

Электромагнитные приборы. Действие электромагнитных приборов основано на взаимодействии магнитного поля неподвижной катушки, создаваемого измеряемым током, с одним или несколькими подвижными ферромагнитными магнитопроводами.

Трехфазный счетчик электрической энергии представляет собой двухэлементный (для трехпроводных систем) или трехэлементный (для четырехпроводных систем) индукционный прибор.

Регистрирующие приборы. Регистрирующие измерительные приборы дают возможность не только определять фиксированные (мгновенные) значения измеряемых величин, но и регистрировать на носитель информации их изменения во времени.

Цифровые измерительные приборы Цифровой измерительный прибор – это прибор, автоматически вырабатывающий сигналы измерительной информации, показания которого представлены в цифровой форме.

Измерение электрических величин Измерение тока и напряжения.


На главную