Книга: Електровимірювальні прилади. Техніка електричних вимірювань

0,05 ; 0,1 ; 0,2 ; 0,5 ; 1,0 ; 1,5 ; 2,5 ; 4,0 .

За принципом дії прилади підрозділяються так: магнітоелектричні, електромагнітні, електродинамічні, індукційні, термоелектричні, випрямні та інші.

За способом відліку прилади можуть бути такими, що показують (з безпосереднім відліком по шкалі) та такими, що реєструють (самописи, осцилографи). Шкала приладів, що показують, може бути рівномірною (всі поділки однакові) та нерівномірною (не всі поділки однакові); більш точне вимірювання здійснюється за допомогою рівномірної шкали.

За характером застосування прилади підрозділяються так: стаціонарні (встановлювані на одному місці), переносні, транспортні (для мобільних установок). Встановлювати прилади можна вертикально (як правило, щитові прилади), горизонтально та під кутом до горизонталі.

Вибір електровимірювального приладу здійснюється в такий спосіб:

1) визначається вимірювана фізична величина та прилад для вимірювань (сила струму – амперметр, напруга – вольтметр, потужність – ватметр і так далі);

2) визначається рід струму в колі (постійний, змінний);

3) визначається необхідний клас точності приладу;

4) визначається характер застосування й установки;

5) визначається система приладу (магнітоелектрична, електромагнітна і так далі);

6) визначається межа вимірювання приладу;

7) визначається ціна поділки приладу.

Запитання для самоконтролю

1. Перелічіть основні прилади, які найбільш частіше застосовуються для електричних вимірювань.

2. Як класифікуються електровимірювальні прилади?

3. Як здійснюється вибір електровимірювального приладу?

9.3 Побудови та принципи дії електровимірювальних приладів різних систем

Вимірювальний механізм приладу магнітоелектричної системи складається з постійного магніту, який має підковоподібну форму. Усередині магніту знаходиться котушка індуктивності, зв'язана зі стрілкою приладу. При протіканні електричного струму в провідниках котушки спостерігається явище електромагнітної сили. В результаті котушка, укріплена на осі, повертається на кут, пропорційний значенню вимірюваної величини. Разом з котушкою відхиляється стрілка приладу, вказуючи на шкалі значення вимірюваної величини. Прилади цієї системи використовуються для вимірювань у колах постійного струму.

Вимірювальний механізм приладу електромагнітної системи складається з котушки індуктивності з рухомим магнітопроводом, який зв'язаний зі стрілкою приладу. При протіканні електричного струму в провідниках котушки спостерігається явище електромагнетизму. В результаті магнітопровід втягується в котушку пропорційно значенню вимірюваної величини, а стрілка приладу відхиляється, вказуючи на шкалі значення вимірюваної величини. Прилади цієї системи використовуються для вимірювань у колах постійного та змінного струмів.

Вимірювальний механізм приладу електродинамічної системи складається з двох котушок індуктивності (рухомої та нерухомої). При протіканні електричного струму в провідниках котушок спостерігається явище електромагнітної сили. В результаті рухома котушка (яка знаходиться усередині нерухомої котушки) відхиляється на кут, пропорційний значенню вимірюваної величини. Разом з цією котушкою відхиляється стрілка приладу, вказуючи на шкалі значення вимірюваної величини. Прилади цієї системи використовуються для вимірювань у колах постійного та змінного струмів.

Вимірювальний механізм приладу індукційної системи складається з двох нерухомих котушок індуктивності (зсунутих у просторі на кут 90° одна до одної) та рухомої металевої частини (диска, циліндра), яка розміщується між котушками. Одну котушку включають паралельно мережі, а іншу послідовно. Струми, що протікають у котушках, створюють два магнітних потоки, які пронизують рухому металеву частину і наводять у ній вихрові електрорушійні сили. Під дією наведених вихрових е.р.с. у рухомій частині будуть протікати вихрові струми, тобто рухома частина зі струмом знаходиться в магнітному полі котушок. В результаті спостерігається явище електромагнітної сили, і рухома частина (диск, циліндр) приходить в обертання. Прилади цієї системи використовують, як правило, для вимірювання потужності та енергії в колах змінного струму.

Прилад термоелектричної системи являє собою сукупність приладу магнітоелектричної системи і термопари (двох різнорідних металів: мідь – константан, залізо – константан та інших). Два кінці металевих провідників, з яких складається термопара, з'єднані у загальний вузол. До цього вузла приєднаний провідник, по якому проходить вимірюваний електричний струм. В результаті теплової дії струму загальний вузол нагрівається й у ньому наводиться постійна електрорушійна сила (яку називають термо-е.р.с.), незалежно від роду струму. До двох інших кінців металевих провідників, з яких складається термопара, підключений вимірювальний механізм магнітоелектричної системи. При виникненні термо-е.р.с. у котушці вимірювального механізму протікає постійний струм. При протіканні електричного струму в провідниках котушки спостерігається явище електромагнітної сили. В результаті котушка, а разом з нею і стрілка приладу відхиляються, вказуючи на шкалі значення вимірюваної величини. Прилади цієї системи використовуються для вимірювань у колах постійного та змінного струмів.

Прилад випрямної системи являє собою сукупність приладу магнітоелектричної системи й одного або декількох напівпровідникових випрямлячів, призначення яких – живлення вимірювального механізму магнітоелектричної системи постійним струмом. Прилади цієї системи використовуються для вимірювань у колах постійного та змінного струмів для вимірювання невеликих значень фізичних величин, а також для вимірювання у колах з підвищеною частотою струму (понад 50 Гц ).

Запитання для самоконтролю

1. Опишіть побудову і принцип дії приладу магнітоелектричної системи, вказавши область використання.

2. Опишіть побудову і принцип дії приладу електромагнітної системи, вказавши область використання.

3. Опишіть побудову і принцип дії приладу електродинамічної системи, вказавши область використання.

4. Опишіть побудову і принцип дії приладу індукційної системи, вказавши область використання.

5. Опишіть побудову і принцип дії приладу термоелектричної системи, вказавши область використання.