- •Пояснительная записка
- •Тематический план
- •Введение
- •Раздел 1. Основы метрологии и электроизмерительные приборы
- •Тема 1.1 Основные понятия
- •Тема 1.2 Меры электрических единиц. Общие сведения об электроизмерительных приборах
- •Вопросы для самопроверки:
- •Раздел 2. Измерительные механизмы приборов непосредственной оценки Тема 2.1 Магнитоэлектрическая и электромагнитная системы
- •Детали и узлы общего применения.
- •Магнитоэлектрические измерительные механизмы.
- •Магнитоэлектрические логометры.
- •Электромагнитный логометр
- •Тема 2.2 Электродинамическая и ферродинамическая системы
- •Электродинамическая система
- •Логометры электродинамической системы
- •Ферродинамическая система.
- •Тема 2.3 Индукционная и другие измерительные системы
- •Индукционная система.
- •Вибрационная система.
- •Выпрямительные (детекторные) приборы.
- •Раздел 3. Измерение электрических величин Тема 3.1 Измерение тока и напряжения
- •Тема 3.2 Расширение пределов измерения
- •Добавочные сопротивления.
- •Измерительные трансформаторы напряжения.
- •Тема 3.3 Измерение сопротивлений
- •Измерение малых и средних сопротивлений методом сравнения с образцовым сопротивлением
- •Измерение средних и больших сопротивлений методом замещения.
- •Измерение средних и малых сопротивлений одинарным мостом
- •Тема 3.4 Измерение активной и реактивной мощности
- •Электродинамический ваттметр в цепи переменного тока
- •Ферродинамический ваттметр
- •Измерение мощности ваттметром с трансформатором тока
- •Измерение мощности ваттметром с трансформаторами тока и напряжения
- •Измерение мощности в трехпроводных цепях при неравномерной нагрузке фаз.
- •Измерение реактивной мощности в трехфазных цепях
- •Тема 3.5 Измерение активной и реактивной энергии
- •Тема 3.5 Измерение активной энергии в трехфазных цепях
- •Измерение реактивной энергии в трехфазных цепях
- •Электродинамический счетчик
- •Тема 3.6 Измерение коэффициента мощности
- •Электродинамические и ферродинамические фазометры
- •Электромагнитный фазометр
- •Фазоуказатель
- •Тема 3.7 Измерение частоты переменного тока
- •Электродинамические и ферродинамические частотомеры
- •Электромагнитный частотомер
- •Выпрямительный частотомер
- •Раздел 4. Измерение неэлектрических величин. Выбор электроизмерительных приборов Тема 4.1 Параметрические и генераторные преобразователи
- •Параметрические преобразователи
- •Реостатные преобразователи
- •Преобразователи контактного сопротивления
- •Тензочувствительные преобразователи
- •Термочувствительные преобразователи
- •Электролитические преобразователи
- •Индуктивные преобразователи
- •Емкостные преобразователи
- •Фотоэлектрические преобразователи
- •Ионизационные преобразователи
- •Генераторные преобразователи
- •Термоэлектрические преобразователи
- •Индукционные преобразователи
- •Пьезоэлектрические преобразователи
- •Тема 4.2 Правила выбора электроизмерительных приборов
- •Лабораторные работы:
- •Литература Основная
- •Дополнительная
- •Контрольные задания введение
- •Программа экзамена
- •Тема 4.2 Правила выбора электроизмерительных приборов 104
Вопросы для самопроверки:
-
Что такое измерение
-
Что называется результатом измерения.
-
Дайте определение электрических измерений.
-
Назовите основное уравнение измерения.
-
Дайте определение прямых и косвенных измерений.
-
Какие методы измерения вы знаете. Дайте их сравнительную характеристику.
-
Для каких целей служат эталоны, образцовые меры. Дайте их сравнительную характеристику.
-
Какие меры и измерительные приборы называют рабочими. Для каких целей они применяются.
Раздел 2. Измерительные механизмы приборов непосредственной оценки Тема 2.1 Магнитоэлектрическая и электромагнитная системы
Студент должен
знать:
-
принцип работы измерительных систем;
-
значение угла поворота стрелки;
-
достоинства и недостатки данных измерительных механизмов;
-
применение в измерениях.
Магнитоэлектрическая система измерительного механизма: устройство, принцип действия, угол поворота подвижной части, логометры и их особенности. Успокоители. Электромагнитная система измерительного механизма: устройство, принцип действия, угол поворота подвижной части, логометры. Защита от внешних магнитных полей. Успокоители, астатические системы. Достоинства и недостатки данных измерительных механизмов. Применение.
Материал для изучения
Детали и узлы общего применения.
Различные по устройству и принципу действия судовые электроизмерительные приборы имеют много деталей и узлов общего применения, используемых в разнообразных измерительных механизмах и конструкциях.
Рис. 2.1.1 Зеркальная шкала и ножевидная стрелка
|
На шкалы приборов наносят отметки, а положение указателя относительно отметки позволяет производить отсчет измеряемой величины. Приборы со световым отсчетом и проходящим (неотраженным) лучом выполняют со шкалой из матированных стекол (минерального или органического). На основания шкал наносят отметки и цифры, по которым отсчитывается числовое значение измеряемой величины, и условные обозначения. Переносные стрелочные приборы (в том числе и судовые) классов точности 0,2 и 0,5 имеют укрепленное под дуговым вырезом в шкале зеркало, что исключает ошибки от параллакса. Шкалы приборов подразделяются по начертанию, по характеру расположения отметок, по освещенности, по месту расположения нуля, по количеству строк в одной шкале. По начертанию шкалы бывают прямолинейные (горизонтальные или вертикальные), дуговые (при угле дуги до 180 - горизонтальные, вертикальные и наклонные) и круговые (при угле дуги более 180). Обычно судовые приборы выполняют с круговыми шкалами при угле дуги 230 – 240, а малогабаритные – с углом дуги 90. По характеру расположения отметок шкалы делят на равномерные (с отношением длины наибольшего деления к длине наименьшего не более 1,3 при постоянной цене деления) и неравномерные. По освещенности различают шкалы несветящиеся, подсвеченные (падающим или проходящим светом от искусственного источника) и светящиеся (покрытые светящейся массой постоянного или временного действия). Шкалы судовых приборов покрывают светящейся массой временного действия. По месту расположения нуля шкалы подразделяются на односторонние (началом шкалы служит нуль), двусторонние (отметки расположены по обе стороны от нуля, находящегося в средней части шкалы) и не имеющие нулевой отметки, а по количеству строк в одной шкале – на одно-, двух- и многострочные. Шкалы приборов по всей длине разделены отметками. Каждая шкала имеет не менее четырех чисел отсчета, причем каждое число содержит не более четырех цифр. Числа с количеством цифр более четырех сокращаются либо с помощью кратных и дольных наименований единиц измерения, либо с помощью коэффициента 10, проставляемого перед обозначением измеряемой величины. Отметки обычно выполняются в виде прямых линий различной длины для обозначения основных или промежуточных интервалов, а числовые отметки круговых шкал судовых приборов при расположении стрелки в одной плоскости со шкалой могут быть выполнены в виде треугольников, вершины которых направлены к указателю.
На шкалы приборов наносят также обозначения и надписи, характеризующие прибор и условия его эксплуатации. Надписи группируют в определенной зависимости. В центральной части шкалы на видное место наносят обозначение единицы измерения. В углу шкалы группируются вместе основные обозначения: класс точности, род тока и число фаз, система испытательного напряжения, рабочее напряжение. Внизу шкалы размещаются дополнительные знаки, уточняющие характеристику прибора: группа прибора по условиям эксплуатации, категория защищенности от влияния внешних полей, положение прибора в магнитном поле Земли (если это имеет значение), номинальная температура (если она отличается от + 20 ± 5 С), номинальная частота (если она отличается от 50 Гц). На шкале обычно располагаются также заводские обозначения: номер ГОСТ, товарный знак завода-изготовителя (фабричная марка), тип или заводское обозначение прибора, год выпуска и заводской номер прибора, а для судовых приборов также номер технических условий (номер ГОСТ при этом не обозначается).
Приборы, предназначенные для работы совместно с вспомогательными устройствами и частями и градуированные совместно с ними, имеют поясняющие надписи, например: «Сопр. пров. 0,54 Ом» - в случаях, когда сопротивление соединительных проводов отличается от стандартного (0,035 Ом). Ваттметры, фазометры, частотомеры и омметры имеют обозначения номинальных токов и напряжений, а омметры – номинального напряжения источника питания.
Рамки предназначены для размещения на них обмоток приборов. Они бывают различных типов, отличаясь по форме и наличию каркаса. Рамки приборов переменного тока и ряда переносных магнитоэлектрических приборов наматываются без каркаса.
Рис. 2.1.2. Установка подвижных частей измерительных механизмов приборов на опорах (а), на растяжках (б), на подвесе (в).
|
Рис. 2.1.3. Виды успокоителей электроизмерительных приборов
|
Арретиром называется устройство, с помощью которого возможно закрепление подвижной части при транспортировке прибора. Направление арретирования обозначается стрелкой.
Внутренние шунты и добавочные сопротивления являются элементами электрической схемы прибора, так как встраиваются в его корпус. Внутренние шунты используются для расширения пределов измерения постоянного тока, а добавочные сопротивления – для расширения пределов изменения напряжения на постоянном и переменном токе. Внутренние шунты весьма разнообразны по форме и размерам, их изготовляют из манганина. Подгонка пластинчатых шунтов производится опиливанием, а катушек – уменьшением длины проволоки. Добавочные сопротивления наматываются на каркасы из пластмассы или керамики. В приборах переменного тока, потребляющих значительную мощность, сопротивления, наматываемые на пластинчатый каркас, имеют сравнительно лучшие условия охлаждения, чем сопротивления для приборов постоянного тока, наматываемые на катушки.
Катушки приборов постоянного тока наматываются рядовой намоткой в один или много рядов. В приборах переменного тока, предназначенных для повышенного диапазона частот, намотка выполняется бифилярно, парным проводом (например, наматывают провод одновременно с двух катушек, предварительно спаяв концы проводов). Катушки с бифилярной намоткой обладают малой индуктивностью, но сравнительно большой емкостью. Подгонка катушек выполняется отматыванием лишнего провода.
Упоры служат для ограничения угла поворота подвижной части, так как в случае их отсутствия при перегрузке подвижная часть может быть легко повреждена. Упор изготовляется из проволоки диаметром 0,3 – 0,5 мм, на отогнутом конце которой закрепляется деревянная или фарфоровая трубка. Упор крепится к шкале и устанавливается с таким расчетом, чтобы при отклонении подвижной части за пределы шкалы стрелка ударялась о пружинящий упор, предохраняя рамку и другие детали подвижной части от повреждения.
Рис. 2.1.4. Измерительный механизм магнитоэлектрической системы
|