Приборы электростатической системы

Вращающий момент возникает в результате взаимодействия электрических полей 2х заряженных электродов, один из которых подвижный, другой – нет.

W_э=1/2V²C M_вр=dW_э/d=1/2V²(dC/ d) C=(S/d) для плоскопараллельного конденсатора;  - диэлектрическая проницаемость; S – площадь активной поверхности электрода; d – расстояние м/у электродами.

Устройство линейного электростатического им:

5

1 ,2 плоскопараллельные неподвижные электроды

3 плоскопараллельный подвижный электрод

4 плоская пружина для создания противодвижущего момента под и подключения одного полюса измеряемого напряжения

5 передаточный механизм: тяги

6 стрелка

7 шкала

М_пр=m М_вр=М_пр (противодействующий момент)

Шкала неравномерная, т.к. V². Можно измерять постоянное и переменное напряжение. С помощью таких механизмов можно делать только вольтметры.

Достоинства: высокое собственное сопротивление (1¹⁰ МОм), малое собственное потребление мощности, широкий диапазон частот (0..10 МГц)

Недостатки: низкая чувствительность. Поэтому электростатические бывают лишь вольтметры и киловольтметры. Сильное влияние внешних электрических полей. Поэтому механизм экранируют.

Приборы индукционной системы

Индукционные ИМ применяются для счетчиков однофазных и двухфазных, для измерения активной или реактивной энергии.

Схема соединения обмоток индукционного счетчика

Г – генератор; Н – нагрузка

1,2 токовая обмотка

3,4 обмотка напряжения

П оля их пронизывают диск и создается вращающий момент, под действием которого диск вращается

Схема включения индукционного счетчика

Т .к. счетчик является интегрирующим прибором, его корпус обозначается □ (прямоугольником)

1,2 обмотка токовая, последовательно с нагрузкой

3,4 обмотка напряжения, перпендикулярно питающему напряжению

э нергия; N – количество оборотов диска счетчика; А – передаточное число счетчика (об/(кВт*ч)) и указано на счетчике

Сн=1/А номинальная постоянная счетчика Сн=[(Вт*с)/об]

Какое количество энергии приходится на 1 оборот диска

С= [] действительная постоянная счетчика, получается опытным путем

Собирается схема поверки: включают вольтметр, который дает мощность, считаем количество оборотов, время

=*100%=*100% =*100% погрешность счетчика

Измерительные трансформаторы тока и напряжения

П редназначены для измерения больших по величине переменных токов и напряжений I=10⁵ A, U=10⁶ В

Для схемы подойдут амперметры только систем Э и Д, но не М, т.к. он меряет только постоянный ток. Ключ в схеме используется для смены прибора амперметра. U1 напряжение и I1 ток, которые нужно измерить.

Железный трансформатор: число витков первичной обмотки w1<<w2

Л1 и Л2 линия; u1 и u2 измерительный прибор; к ним подключаются токовые цепи вольтметров и счетчиков. К_IН номинальный коэффициент трансформации тока.

I₁=I₂K_IН К_IН==

I_1Н, А ; I_2Н=5A данные на трансформаторе (дают К_IН)

R_2Н=0,2…2 Ом; К_ТА=0,02…… класс точности (это были основные параметры)

Особенности работы

ТА – трансформатор, работает в режиме КЗ, режим ХХ для трансформатора аварийный – сердечник нагревается и сгорает.

TV – трансформатор маломощный понижающий в режиме ХХ

U₁=U₂*K_UН K_UН== номинальный коэффициент трансформации напряжения (на щитке трансформатора)

Приводятся данные U_1Н и U_2Н,В

S_2Н<15 ВА (вольт-ампер) мощность w₂<w₁

K_ТV=0.02… Проблемы отключения прибора вольтметра (в схеме) нет, т.е. ХХ

Достоинства измерительных трансформаторов:

1. с помощью измерительных тр-ров происходит гальваническое отделение цепей измерительных приборов от высоковольтных цепей с измеряемым током или напряжением. Это достоинство с точки зрения безопасности.

2. С помощью их можно применять обычные серийные ИП для измерения больших токов и напряжений.

Активная мощность, которую нужно измерить

P₁=I₁U₁cos₁=I₂K_IН*U₂К_UНcos₂

₁=I₁^U₁ ₂₁ т.к. погрешности у измерительных трансформаторов небольшие P₁=P₂K_IHK_UH

Электронные измерительные приборы

Общие достоинства ЭИП:

1. Высокая чувствительность

2. Высокое входное сопротивление R_вх=10⁶…10¹³ Ом

3. Малое собственное потребление мощности от источника сигнала

4. Широкий диапазон рабочих частот 0…1000 МГц

5. Высокая точность для цифровых измерительных приборов

Недостатки:

1. Сложность устройства (следовательно большая стоимость, меньшая надежность)

2. Нужен вспомогательный источник питания

3. Большое потребление мощности от источника питания

Обозначения электронных измерительных приборов

Все электронные приборы разделяются на 21 группу

1й элемент обозначения означает группу

В – приборы для измерения напряжения

М – приборы для измерения мощности

Е – приборы для измерения параметров элементов цепей с сосредоточенными параметрами/постоянными

Ч – приборы для измерения частоты

Г – измерительные генераторы

С – для наблюдения и исследования формы сигнала

2я цифра обозначает подгруппу

Первая подгруппа:

В1 – установки для поверки

В2 – вольтметры постоянного тока

В3 – вольтметры переменного тока

В4 – импульсные вольтметры

В5 – фазочувствительные вольтметры

В6 – селективные

В7 – универсальные

В8 – измерители отношения напряжений

Вторая группа:

Г1 – установки для поверки измерительных генераторов

Г2 – генераторы шумовых сигналов

Г3 – генераторы сигналов

Г4 – генераторы стандартных сигналов

Г5 – генераторы импульсов

Г6 – генераторы сигналов специальной формы

3я цифра – номер разработки

4я заглавная буква – порядок модернизации. Если прибор предназначен для измерения величин, относящихся к разным группам, то он называется комбинированным. Тогда после 1го элемента ставится буква «к».

Например: В3-38А

В7-16А

ВК7-10А (комбинированный)

С1-77 осциллограф универсальный

Г3-34 генератор сигналов