Klassifizierung elektrischer Messgeräte, Skalensymbole des Instruments

Um den ordnungsgemäßen Betrieb elektrischer Anlagen zu kontrollieren, zu testen, die Parameter von Stromkreisen zu bestimmen, die verbrauchte elektrische Energie zu erfassen usw. werden verschiedene elektrische Messungen durchgeführt. In der Kommunikationstechnik, wie auch in der modernen Technik, sind elektrische Messungen unerlässlich. Als elektrische Messgeräte werden Geräte bezeichnet, mit denen verschiedene elektrische Größen gemessen werden: Strom, Spannung, Widerstand, Leistung usw.

Panel-Amperemeter:

Es gibt eine Vielzahl unterschiedlicher Stromzähler. Bei der Herstellung elektrischer Messungen werden am häufigsten verwendet: Amperemeter, Voltmeter, Galvanometer, Wattmeter, elektrische Messgeräte, Phasenmesser, Phasenindikatoren, Synchronoskope, Frequenzmesser, Ohmmeter, Megaohmmeter, Erdungswiderstände, Kapazitäts- und Induktivitätsmesser, Oszilloskope, Messbrücken, Kombiwerkzeuge und Messsets.

Oszilloskop:

Elektro-Messset K540 (beinhaltet Voltmeter, Amperemeter und Wattmeter):

Klassifizierung von Elektrowerkzeugen nach dem Funktionsprinzip

Nach dem Funktionsprinzip werden elektrische Messgeräte in folgende Haupttypen unterteilt:

1. Geräte des magnetoelektrischen Systems, die auf dem Prinzip der Wechselwirkung der Spule mit einem Strom und einem externen Magnetfeld basieren, das von einem Permanentmagneten erzeugt wird.

2. NStools für ein elektrodynamisches System basierend auf dem Prinzip der elektrodynamischen Wechselwirkung zweier Spulen mit Strömen, von denen eine stationär und die andere beweglich ist.

3. Geräte des elektromagnetischen Systems, bei denen das Prinzip der Wechselwirkung des Magnetfeldes einer stationären Spule mit einem Strom und einer durch dieses Feld magnetisierten beweglichen Eisenplatte genutzt wird.

4. Thermomessgeräte, die die thermische Wirkung von elektrischem Strom nutzen. Der durch den Strom erhitzte Draht dehnt sich aus, hängt nach unten, und dadurch kann der bewegliche Teil des Geräts unter der Wirkung der Feder gedreht werden, wodurch der entstandene Durchhang im Draht beseitigt wird.

5. Geräte des Induktionssystems, basierend auf dem Prinzip der Wechselwirkung eines rotierenden Magnetfelds mit Strömen, die durch dieses Feld in einem beweglichen Metallzylinder induziert werden.

6. Elektrostatische Systemgeräte, die auf dem Prinzip der Wechselwirkung beweglicher und unbeweglicher Metallplatten basieren, die mit entgegengesetzten elektrischen Ladungen geladen sind.

7. Thermoelektrische Systemgeräte, bei denen es sich um eine Kombination aus einem Thermoelement und einem empfindlichen Gerät wie einem magnetoelektrischen System handelt. Der gemessene Strom, der durch das Thermoelement fließt, trägt zum Auftreten eines thermischen Stroms bei, der auf das magnetoelektrische Gerät wirkt.

8.Vibrationssystemgeräte, die auf dem Prinzip der mechanischen Resonanz vibrierender Körper basieren. Bei einer gegebenen Stromfrequenz schwingt einer der Anker des Elektromagneten am stärksten, dessen Eigenschwingungsperiode mit der aufgeprägten Schwingungsperiode zusammenfällt.

9. Elektronische Messgeräte – Geräte, deren Messkreise elektronische Bauteile enthalten. Mit ihnen werden fast alle elektrischen Größen gemessen, aber auch nichtelektrische Größen, die in elektrische umgewandelt wurden.

Je nach Art des Lesegeräts werden analoge und digitale Geräte unterschieden. Bei analogen Instrumenten beeinflusst der gemessene oder proportionale Wert direkt die Position des beweglichen Teils, auf dem sich das Lesegerät befindet. Bei digitalen Geräten fehlt der bewegliche Teil und der gemessene oder proportionale Wert wird in ein numerisches Äquivalent umgewandelt, das mit einer digitalen Anzeige aufgezeichnet wird.

Induktionsmessgerät:

Die Auslenkung des beweglichen Teils hängt bei den meisten elektrischen Messwerken von den Werten der Ströme in ihren Wicklungen ab. In Fällen, in denen der Mechanismus jedoch dazu dienen muss, eine Größe zu messen, die keine direkte Funktion des Stroms ist (Widerstand, Induktivität, Kapazität, Phasenverschiebung, Frequenz usw.), ist es erforderlich, dass das resultierende Drehmoment von der gemessenen Größe und abhängt unabhängig von der Versorgungsspannung.

Für solche Messungen wird ein Mechanismus verwendet, dessen Abweichung des beweglichen Teils nur durch das Verhältnis der Ströme in seinen beiden Wicklungen bestimmt wird und nicht von deren Werten abhängt. Geräte, die nach diesem allgemeinen Prinzip aufgebaut sind, werden als Verhältnisse bezeichnet.Es ist möglich, einen ratiometrischen Mechanismus für jedes elektrische Messsystem mit einem charakteristischen Merkmal zu konstruieren – dem Fehlen eines mechanischen Gegenmoments, das durch die Torsion von Federn oder Riefen erzeugt wird.

Voltmeter-Legende:

Die folgenden Abbildungen zeigen die Symbole von Stromzählern entsprechend ihrem Funktionsprinzip.

Bestimmung des Funktionsprinzips des Geräts

Aktuelle Typenbezeichnungen

Bezeichnungen für Genauigkeitsklasse, Geräteposition, Isolationsstärke, Einflussgrößen

Einteilung elektrischer Messgeräte nach der Art der Messgröße

Stromzähler werden auch nach der Art der von ihnen gemessenen Größe klassifiziert, da Geräte mit dem gleichen Funktionsprinzip, die jedoch für die Messung unterschiedlicher Größen ausgelegt sind, sich in ihrer Konstruktion stark voneinander unterscheiden können, ganz zu schweigen von der Skala auf dem Gerät.

Tabelle 1 zeigt eine Liste der Symbole für die gebräuchlichsten Stromzähler.

Tabelle 1. Beispiele für die Bezeichnung von Maßeinheiten, deren Vielfachen und Teilmengen

Name Bezeichnung Name Bezeichnung Kiloampere kA Leistungsfaktor cos φ Ampere A Blindleistungsfaktor sin φ Milliampere mA Theraohm TΩ Mikroampere μA Megaohm MΩ Kilovolt kV Kiloohm kΩ Volt V Ohm Ω Millivolt mV Milliohm mΩ Megawatt MW Mikrom μΩ Kilowatt Milliweber mWb Watt W Mikrofarad mF Megavar MVAR Picofarad pF Kilovar kVAR Henry H Var VAR Milhenry mH Megahertz MHz Mikrohenry µH KHz kHz Temperaturskala Grad Celsius o° C Hertz Hz

Grad des Phasenwinkels φo

Einteilung elektrischer Messgeräte nach dem Genauigkeitsgrad

Der absolute Fehler des Geräts ist die Differenz zwischen dem Messwert des Geräts und dem wahren Wert des Messwerts.

Beispielsweise beträgt der absolute Fehler des Amperemeters

δ = I — aiH,

wobei δ (lesen Sie „Delta“) – absoluter Fehler in Ampere, Az – Zählerstand in Ampere, Azd – der wahre Wert des gemessenen Stroms in Ampere.

Wenn I > Azd, dann ist der absolute Fehler des Geräts positiv, und wenn I < I, ist er negativ.

Eine Gerätekorrektur ist ein Wert, der zum Gerätemesswert addiert werden muss, um den wahren Wert des Messwerts zu erhalten.

Aze = I — δ = I + (-δ)

Daher ist die Korrektur des Geräts der Wert des absoluten absoluten Fehlers des Geräts, jedoch im Vorzeichen entgegengesetzt dazu. Wenn das Amperemeter beispielsweise 1 = 5 A anzeigt und der absolute Fehler des Geräts δ= 0,1 a beträgt, dann beträgt der wahre Wert des Messwerts I = 5+ (-0,1) = 4,9 a.

Der reduzierte Fehler des Gerätes ist das Verhältnis des absoluten Fehlers zur größtmöglichen Abweichung des Geräteindikators (Sollwert des Gerätes).

Zum Beispiel für ein Amperemeter

β = (δ / In) 100 % = ((I – INS) / In) 100 %

wobei β der reduzierte Fehler in Prozent ist und In der Nennwert des Instruments ist.

Die Genauigkeit des Geräts wird durch den Wert seines maximal reduzierten Fehlers charakterisiert. Gemäß GOST 8.401-80 werden Geräte entsprechend dem Grad ihrer Genauigkeit in 9 Klassen eingeteilt: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 1,5, 2,5 und 4,0. Wenn dieses Gerät beispielsweise eine Genauigkeitsklasse von 1,5 hat, bedeutet dies, dass sein maximaler reduzierter Fehler 1,5 % beträgt.

Stromzähler mit den genauesten Genauigkeitsklassen 0,02, 0,05, 0,1 und 0,2 werden dort eingesetzt, wo eine sehr hohe Messgenauigkeit erforderlich ist. Wenn das Gerät einen reduzierten Fehler von mehr als 4 % aufweist, gilt es als außerhalb der Klasse.

Phasenwinkelmessgerät mit Genauigkeitsklasse 2,5:

Empfindlichkeit und Konstante des Messgerätes

Die Empfindlichkeit des Geräts ist das Verhältnis der Winkel- oder Linearbewegung des Zeigers des Geräts pro Einheit des Messwerts.Wenn Die Geräteskala ist gleich, dann ist seine Empfindlichkeit über die gesamte Skala gleich.

Beispielsweise wird die Empfindlichkeit eines Amperemeters mit derselben Skala durch die Formel bestimmt

S = Δα / ΔI,

wobei C – Empfindlichkeit des Amperemeters in Ampere-Teilen, ΔAz – Stromanstieg in Ampere oder Milliampere, Δα – Anstieg der Winkelverschiebung der Geräteanzeige in Grad oder Millimeter.

Wenn die Skala des Geräts ungleichmäßig ist, ist die Empfindlichkeit des Geräts in verschiedenen Bereichen der Skala unterschiedlich, da der gleiche Anstieg (z. B. Strom) unterschiedlichen Schritten der Winkel- oder Linearverschiebung des Indikators eines entspricht Instrument.

Die reziproke Empfindlichkeit des Instruments wird als Instrumentenkonstante bezeichnet. Die Gerätekonstante ist also der Stückpreis des Geräts, oder anders ausgedrückt, der Wert, mit dem der Skalenwert in Teilungen multipliziert werden muss, um den Messwert zu erhalten.

Wenn die Konstante des Geräts beispielsweise 10 mA / Div (zehn Milliampere pro Teilung) beträgt, beträgt der gemessene Stromwert I = 10 · 10 = 100 mA, wenn sein Zeiger von α = 10 Teilungen abweicht.

Wattmeter:

Anschlussplan des Wattmeters und Bezeichnungen des Gerätes (ferrodynamisches Gerät zur Messung variabler und konstanter Leistung bei horizontaler Lage der Skala, der Messkreis ist vom Gehäuse isoliert und die geprüfte Spannung beträgt 2 kV, Genauigkeitsklasse 0,5):

Kalibrierung von Messgeräten – Bestimmung von Fehlern oder Korrekturen für eine Reihe von Skalenwerten eines Instruments durch Vergleich verschiedener Kombinationen einzelner Skalenwerte miteinander. Der Vergleich basiert auf einem der Skalenwerte.Die Kalibrierung wird in der Praxis der Präzisionsmesstechnik häufig eingesetzt.

Der einfachste Weg zur Kalibrierung besteht darin, jede Größe mit einer nominell gleichen (einigermaßen korrekten) Größe zu vergleichen. Dieses Konzept sollte nicht (wie es häufig geschieht) mit der Graduierung (Kalibrierung) von Messgeräten verwechselt werden, bei der es sich um einen messtechnischen Vorgang handelt, bei dem den Skalenteilungen des Messgeräts Werte zugewiesen werden, die in bestimmten Maßeinheiten ausgedrückt werden.

Leistungsverlust in Geräten

Elektrische Messgeräte verbrauchen im Betrieb Energie, die meist in Wärmeenergie umgewandelt wird. Der Leistungsverlust hängt vom Modus im Stromkreis sowie vom System- und Gerätedesign ab.

Wenn die gemessene Leistung relativ gering ist und daher der Strom oder die Spannung im Stromkreis relativ gering ist, kann der Energieverlust in den Geräten selbst den Modus des untersuchten Stromkreises und die Messwerte der Geräte erheblich beeinflussen ein ziemlich großer Fehler. Für genaue Messungen in Schaltkreisen, in denen die entwickelten Leistungen relativ gering sind, ist es notwendig, die Stärke der Energieverluste in den Geräten zu kennen.

Tabelle 2 zeigt die Durchschnittswerte der Energieverluste in verschiedenen Stromzählersystemen.

Instrumentierungssystem Voltmeter 100 V, W Amperemeter 5A, W Magnetoelektrisch 0,1 – 1,0 0,2 – 0,4 Elektromagnetisch 2,0 – 5,0 2,0 – 8,0 Induktion 2,0 – 5,0 1,0 – 4,0 Elektrodynamisch 3,0 – 6,0 3,5 – 10 Thermisch 8,0 – 20,0 2,0 – 3. 0