Phân loại dụng cụ đo điện, ký hiệu thang đo dụng cụ

Để kiểm soát hoạt động chính xác của các thiết bị điện, kiểm tra chúng, xác định các tham số của mạch điện, ghi lại năng lượng điện tiêu thụ, v.v., các phép đo điện khác nhau được thực hiện. Trong công nghệ truyền thông, cũng như trong công nghệ hiện đại, các phép đo điện là rất cần thiết. Các thiết bị dùng để đo các đại lượng điện khác nhau: dòng điện, điện áp, điện trở, công suất, v.v., được gọi là dụng cụ đo điện.

Ampe kế bảng điều khiển:

Có một số lượng lớn các đồng hồ đo điện khác nhau. Các thiết bị sau thường được sử dụng trong sản xuất các phép đo điện: ampe kế, vôn kế, điện kế, oát kế, thiết bị đo điện, đồng hồ đo pha, chỉ báo pha, đồng bộ, đồng hồ đo tần số, ôm kế, megohmmeters, điện trở nối đất, đồng hồ đo điện dung và điện cảm, máy hiện sóng, cầu đo, dụng cụ tổ hợp và bộ đo.

Máy hiện sóng:

Bộ đo lường điện K540 (gồm Vôn kế, Ampe kế và Oát kế):

Phân loại khí cụ điện theo nguyên lý hoạt động

Theo nguyên lý hoạt động, thiết bị đo lường điện được chia thành các loại chính sau:

1. Các thiết bị thuộc hệ thống điện từ dựa trên nguyên lý tương tác của cuộn dây với dòng điện và từ trường ngoài do nam châm vĩnh cửu tạo ra.

2. NStools cho một hệ thống điện động dựa trên nguyên tắc tương tác điện động của hai cuộn dây với dòng điện, một cuộn dây đứng yên và cuộn dây kia chuyển động.

3. Các thiết bị của hệ thống điện từ, trong đó sử dụng nguyên tắc tương tác giữa từ trường của cuộn dây cố định với dòng điện và tấm sắt di động được từ hóa bởi trường này.

4. Dụng cụ đo nhiệt dùng tác dụng nhiệt của dòng điện. Dây được làm nóng bởi dòng điện kéo dài, treo xuống và do đó, phần di động của thiết bị có thể được xoay dưới tác động của lò xo, giúp loại bỏ hiện tượng chùng dây.

5. Thiết bị của hệ thống cảm ứng, dựa trên nguyên tắc tương tác của từ trường quay với dòng điện do trường này gây ra trong một hình trụ kim loại chuyển động.

6. Các thiết bị hệ thống tĩnh điện dựa trên nguyên tắc tương tác của các tấm kim loại di động và bất động được tích điện trái dấu.

7. Thiết bị hệ thống nhiệt điện là sự kết hợp giữa cặp nhiệt điện với một số thiết bị nhạy cảm như hệ thống điện từ. Dòng điện đo được đi qua cặp nhiệt điện góp phần làm xuất hiện dòng nhiệt tác động lên thiết bị điện từ.

số 8.Các thiết bị hệ thống rung động dựa trên nguyên lý cộng hưởng cơ học của các vật thể dao động. Ở một tần số dòng điện nhất định, một trong các phần ứng của nam châm điện dao động mạnh nhất, có chu kỳ dao động tự nhiên trùng với chu kỳ dao động áp đặt.

9. Thiết bị đo điện tử là thiết bị mà mạch đo có chứa các linh kiện điện tử. Chúng được sử dụng để đo gần như tất cả các đại lượng điện, cũng như các đại lượng không điện đã được chuyển đổi thành điện.

Theo loại thiết bị đọc, thiết bị tương tự và kỹ thuật số được phân biệt. Trong các thiết bị tương tự, giá trị đo được hoặc tỷ lệ ảnh hưởng trực tiếp đến vị trí của bộ phận chuyển động mà thiết bị đọc được đặt trên đó. Trong các thiết bị kỹ thuật số, không có bộ phận chuyển động và giá trị đo được hoặc tỷ lệ được chuyển đổi thành giá trị số tương đương được ghi bằng chỉ báo kỹ thuật số.

Máy đo cảm ứng:

Độ lệch của bộ phận chuyển động trong hầu hết các cơ chế đo điện phụ thuộc vào giá trị của dòng điện trong cuộn dây của chúng. Nhưng trong trường hợp cơ chế phải dùng để đo một đại lượng không phải là hàm trực tiếp của dòng điện (điện trở, điện cảm, điện dung, độ lệch pha, tần số, v.v.), thì mô-men xoắn thu được phải phụ thuộc vào đại lượng được đo và không phụ thuộc vào điện áp cung cấp.

Đối với các phép đo như vậy, một cơ chế được sử dụng, độ lệch của phần chuyển động chỉ được xác định bởi tỷ lệ dòng điện trong hai cuộn dây của nó và không phụ thuộc vào giá trị của chúng. Các thiết bị được xây dựng theo nguyên tắc chung này được gọi là tỷ lệ.Có thể xây dựng một cơ chế đo tỷ lệ của bất kỳ hệ thống đo điện nào với một tính năng đặc trưng — không có mômen phản tác dụng cơ học được tạo ra bởi sự xoắn của lò xo hoặc vân.

Huyền thoại vôn kế:

Các hình dưới đây trình bày các ký hiệu của công tơ điện theo nguyên tắc hoạt động của chúng.

Xác định nguyên lý hoạt động của thiết bị

Chỉ định loại hiện tại

Chỉ định cho lớp chính xác, vị trí thiết bị, cường độ cách điện, đại lượng ảnh hưởng

Phân loại phương tiện đo điện theo loại đại lượng đo

Đồng hồ đo điện cũng được phân loại theo bản chất của đại lượng mà chúng đo, vì các thiết bị có cùng nguyên lý hoạt động nhưng được thiết kế để đo các đại lượng khác nhau, có thể khác nhau rất nhiều về cấu tạo, chưa kể đến thang đo trên thiết bị.

Bảng 1 cho thấy một danh sách các ký hiệu cho các đồng hồ đo điện phổ biến nhất.

Bảng 1. Ví dụ về ký hiệu đơn vị đo lường, bội số và tập hợp con của chúng

Tên Ký hiệu Tên Ký hiệu Kiloampe kA Hệ số công suất cos φ Ampe A Hệ số công suất phản kháng sin φ Milliampere mA Theraohm TΩ Microampere μA Megaohm MΩ Kivololt kV Kilohm kΩ Volt V Ohm Ω Millivolt mV Milliohm mΩ Megawatt MW Microm μΩ Kilowatt Milliweber mWb Watt W Microfarad mF Megavar MVAR Picofarad pF Kilovar kVAR Henry H Var VAR Milhenry mH Megahertz MHz Microhenry µH KHz kHz Thang đo nhiệt độ độ C o° C Hertz Hz

Độ của góc pha φo

Phân loại dụng cụ đo điện theo cấp chính xác

Sai số tuyệt đối của thiết bị là sự khác biệt giữa giá trị đọc của thiết bị và giá trị thực của giá trị đo được.

Ví dụ, sai số tuyệt đối của ampe kế là

δ = tôi — aiH,

trong đó δ (đọc là "delta") — sai số tuyệt đối tính bằng ampe, Az — số đọc đồng hồ tính bằng ampe, Azd — giá trị thực của dòng điện đo được tính bằng ampe.

Nếu I > Azd thì sai số tuyệt đối của thiết bị là dương và nếu I < I thì là âm.

Hiệu chỉnh thiết bị là một giá trị phải được thêm vào phần đọc thiết bị để có được giá trị thực của giá trị đo được.

Aze = Tôi — δ = Tôi + (-δ)

Do đó, hiệu chỉnh của thiết bị là giá trị của sai số tuyệt đối rabsolute của thiết bị, nhưng ngược lại với dấu hiệu của nó. Ví dụ: nếu ampe kế hiển thị 1 = 5 A và sai số tuyệt đối của thiết bị là δ= 0,1 a, thì giá trị thực của giá trị đo được là I = 5+ (-0,1) = 4,9 a.

Lỗi giảm của thiết bị là tỷ lệ giữa lỗi tuyệt đối với độ lệch lớn nhất có thể có của chỉ báo thiết bị (số đọc danh nghĩa của thiết bị).

Ví dụ, đối với ampe kế

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

trong đó β — giảm sai số theo phần trăm, In là số đọc danh nghĩa của thiết bị.

Độ chính xác của thiết bị được đặc trưng bởi giá trị của lỗi giảm tối đa. Theo GOST 8.401-80, các thiết bị được chia thành 9 theo mức độ chính xác của chúng: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 1,5, 2,5 và 4,0. Ví dụ: nếu thiết bị này có cấp độ chính xác là 1,5, điều đó có nghĩa là sai số giảm tối đa của thiết bị là 1,5%.

Công tơ điện có cấp chính xác 0,02, 0,05, 0,1 và 0,2, là loại chính xác nhất, được sử dụng khi yêu cầu độ chính xác đo rất cao. Nếu thiết bị có sai số giảm trên 4% thì coi như hết hạng.

Dụng cụ đo góc pha cấp chính xác 2.5:

Độ nhạy và hằng số của thiết bị đo

Độ nhạy của thiết bị là tỷ lệ chuyển động góc hoặc tuyến tính của con trỏ của thiết bị trên một đơn vị giá trị đo được.Nếu như quy mô thiết bị là như nhau, thì độ nhạy của nó trên toàn bộ thang đo là như nhau.

Ví dụ, độ nhạy của ampe kế có cùng thang đo được xác định theo công thức

S = Δα / ΔI,

trong đó C — độ nhạy của ampe kế theo vạch chia ampe, ΔAz — mức tăng dòng điện tính bằng ampe hoặc miliampe, Δα — mức tăng dịch chuyển góc của chỉ báo thiết bị tính bằng độ hoặc milimét.

Nếu thang đo của thiết bị không đồng đều, thì độ nhạy của thiết bị ở các khu vực khác nhau của thang đo là khác nhau, vì cùng một mức tăng (ví dụ: dòng điện) sẽ tương ứng với các bước dịch chuyển góc hoặc tuyến tính khác nhau của chỉ báo của một dụng cụ.

Độ nhạy đối ứng của thiết bị được gọi là hằng số thiết bị. Do đó, hằng số thiết bị là chi phí đơn vị của thiết bị, hay nói cách khác, giá trị mà theo đó số đọc trên thang chia phải được nhân lên để có được giá trị đo được.

Ví dụ: nếu hằng số của thiết bị là 10 mA / div (mười milliamp trên mỗi vạch chia), thì khi con trỏ của thiết bị lệch khỏi α = 10 vạch chia, giá trị hiện tại đo được là I = 10 · 10 = 100 mA.

Vôn kế:

Sơ đồ kết nối đồng hồ đo và chỉ định của thiết bị (thiết bị sắt động để đo công suất biến đổi và không đổi với vị trí nằm ngang của thang đo, mạch đo được cách ly với vỏ và điện áp thử nghiệm là 2 kV, cấp chính xác là 0,5):

Hiệu chuẩn dụng cụ đo—xác định lỗi hoặc hiệu chỉnh đối với một tập hợp các giá trị thang đo của một dụng cụ bằng cách so sánh các tổ hợp khác nhau của các giá trị thang đo riêng lẻ với nhau. Việc so sánh dựa trên một trong các giá trị tỷ lệ.Hiệu chuẩn được sử dụng rộng rãi trong thực hành công việc đo lường chính xác.

Cách hiệu chỉnh đơn giản nhất là so sánh từng kích thước với kích thước danh nghĩa bằng nhau (đúng một cách hợp lý). Không nên nhầm lẫn khái niệm này (như thường được thực hiện) với việc chia độ (hiệu chuẩn) dụng cụ đo, là một hoạt động đo lường theo đó các vạch chia tỷ lệ của dụng cụ đo được đưa ra các giá trị được biểu thị bằng các đơn vị đo nhất định.

Mất điện trong các thiết bị

Các thiết bị đo điện tiêu thụ năng lượng trong quá trình hoạt động, năng lượng này thường được chuyển thành năng lượng nhiệt. Tổn thất điện năng phụ thuộc vào chế độ trong mạch cũng như thiết kế hệ thống và thiết bị.

Nếu công suất đo được tương đối nhỏ và do đó dòng điện hoặc điện áp trong mạch tương đối nhỏ, thì việc mất năng lượng trong chính thiết bị có thể ảnh hưởng đáng kể đến chế độ của mạch đang nghiên cứu và số đọc của thiết bị có thể có lỗi khá lớn. Để đo chính xác trong các mạch có công suất phát triển tương đối nhỏ, cần phải biết cường độ tổn thất năng lượng trong thiết bị.

Bảng 2 cho thấy các giá trị trung bình của tổn thất điện năng trong các hệ thống công tơ điện khác nhau.

Hệ thống thiết bị Vôn kế 100 V, W Ampe kế 5A, W Điện từ 0,1 — 1,0 0,2 — 0,4 Điện từ 2,0 — 5,0 2,0 — 8,0 Cảm ứng 2,0 — 5,0 1 ,0 — 4,0 Điện động 3,0 — 6,0 3,5 — 10 Nhiệt 8,0 — 20,0 2,0 — 3 .0