Studio di strumenti di misura elettrici. Metodi per espandere i limiti di misura degli strumenti di misura elettrici.
Scopo del lavoro:
1. Acquisire familiarità con i metodi per espandere i limiti degli strumenti di misura elettrici;
3.Fai un ohmmetro e misura le resistenze con esso.
Dispositivi:
1. Galvanometro (milliamperometro 50-100-200mA);
2. Amperometro (1-2) A;
3. Voltmetro (15-60) V;
4. Reostato (30 Ohm);
5. Scatola di resistenza, tipo R-33;
6. Sorgente di tensione (tipo VS-24);
7. Filo per realizzare uno shunt (rame);
8. Barra della scala;
9. micrometro;
10. Cavi di collegamento
Nota: Registra le caratteristiche tecniche dei dispositivi in \u200b\u200buna cartella di lavoro.
introduzione
Misure elettriche
Strumenti di misura -questi sono mezzi tecnici speciali messi in interazione con un oggetto materiale. Il risultato della misurazione è il valore di una grandezza fisica. Le quantità fisiche si dividono in continue (analogiche) e discrete (quantizzate). La maggior parte delle grandezze fisiche sono analogiche (tensione, corrente, temperatura, lunghezza, ecc.). La quantità quantizzata è, ad esempio, la carica elettrica.
Dispositivo di misurazione - uno strumento di misura progettato per generare un segnale di informazione di misura in una forma conveniente per la percezione diretta da parte di un osservatore.
Esistono i seguenti gruppi principali di strumenti per misurare grandezze fisiche elettriche, magnetiche e non elettriche:
Dispositivi elettromeccanici ed elettronici analogici
Strumentazione digitale e convertitori analogico-digitale
Convertitori di misura di grandezze elettriche e non elettriche in segnali elettrici
Dispositivi di registrazione (dispositivi di auto registrazione, oscilloscopi, magnetografi, ecc.)
Misurazione di sistemi informativi e sistemi informatici, ecc.
Tutti i dispositivi sono suddivisi in dispositivi di misurazione analogici (ad esempio, un dispositivo di misurazione elettrico con un dispositivo di lettura a forma di freccia che si muove lungo una scala con divisioni) e dispositivi di misurazione digitali (le letture sono presentate in forma digitale). Quelli digitali sono dotati di un display digitale che mostra il valore misurato sotto forma di numero. Gli strumenti digitali sono più precisi, più convenienti nel prendere le letture e, in generale, più versatili. In essi, il valore misurato (ad esempio tensione) viene automaticamente confrontato con il valore di riferimento, dopo una serie di trasformazioni, il risultato del confronto viene visualizzato sullo schermo come numero luminoso. Dispositivi di misura digitali universali ("multimetri") e voltmetri digitali vengono utilizzati per misurare con media e alta precisione la resistenza CC, nonché la tensione e la corrente CA.
Per le misurazioni più accurate di resistenza e impedenza (impedenza), sono disponibili ponti di misurazione e altri misuratori specializzati. Per registrare l'andamento della variazione del valore nel tempo, vengono utilizzati dispositivi di registrazione: registratori di strisce e oscilloscopi elettronici, analogici e digitali. Gli strumenti di misura digitali (ad eccezione di quelli più semplici) utilizzano blocchi elettronici per convertire un segnale di ingresso in un segnale di tensione, che viene poi convertito in forma digitale da un convertitore analogico-digitale (ADC). Un numero che esprime il valore misurato viene visualizzato su un LED, fluorescente sotto vuoto o indicatore a cristalli liquidi (display). Il dispositivo di solito funziona sotto il controllo di un microprocessore incorporato e in dispositivi semplici il microprocessore è combinato con un ADC su un circuito integrato.
Convertitori analogico-digitale. Esistono tre tipi principali di ADC: integrazione, approssimazione successiva e parallelo. L'ADC integrato calcola la media del segnale di ingresso nel tempo. Dei tre tipi elencati, questo è il più preciso, anche se il più lento. Il tempo di conversione dell'ADC integrato è compreso tra 0,01 e 50 se più, l'errore è 0,1 - 0,003%. L'errore della successiva approssimazione ADC è leggermente superiore (0,4 - 0,002%), ma il tempo di conversione va da ~ 10 μs a ~ 1 ms.
Gli ADC paralleli sono i più veloci, ma anche i meno precisi: il loro tempo di conversione è di circa 0,25 ns, l'errore è compreso tra 0,4 e 2%.
Per la natura della quantità misurata, gli strumenti di misura elettrici sono suddivisi nei seguenti gruppi: amperometri (per misurare la corrente), voltmetri (per misurare la tensione), ohmmetri (per misurare la resistenza), wattmetri (per misurare la potenza), frequenzimetri (per misurare la frequenza), misuratori di fase (per misure di sfasamento nei circuiti elettrici), ecc.
Secondo il metodo di presentazione dei risultati della misurazione, strumenti e dispositivi possono essere suddivisi in indicazione e registrazione. Secondo il metodo di misurazione, le apparecchiature elettriche di misurazione possono essere suddivise in strumenti di valutazione diretta e strumenti di confronto (bilanciamento). In base al metodo di applicazione e progettazione, gli strumenti e i dispositivi di misura elettrici sono suddivisi in quadro elettrico, portatile e fisso. In base alla precisione di misurazione, i dispositivi sono suddivisi in dispositivi di misurazione (in cui gli errori sono normalizzati); indicatori, o dispositivi fuori classe (l'errore di misura è maggiore di quello previsto dalle norme di riferimento), e indicatori (l'errore non è standardizzato).
Secondo il principio di funzionamento o fenomeno fisico, si possono distinguere i seguenti gruppi allargati: elettromeccanico, elettronico, termoelettrico ed elettrochimico. A seconda del metodo di protezione del circuito del dispositivo dagli effetti delle condizioni esterne, le custodie dei dispositivi sono suddivise in ordinarie, acqua, gas e antipolvere, ermetiche, antideflagranti.
Misura di grandezze elettriche
Un galvanometro è un dispositivo di misurazione elettrico con una scala non graduata, che ha un'elevata sensibilità alla corrente o alla tensione ed è progettato per misurare correnti, tensioni e valori di carica molto piccoli. Utilizzando una combinazione di un galvanometro con diversi shunt e resistenze aggiuntive, è possibile realizzare strumenti per misurare varie grandezze elettriche (amperometri, voltmetri, ecc.)
Misurazione delle correnti
Per la misurazione diretta della corrente nel circuito, vengono utilizzati amperometri, che sono inclusi nel circuito in modo che l'intera corrente misurata li attraversi, ad es. coerentemente con quelle parti del circuito dove è necessario misurare la corrente. L'amperometro deve avere una bassa resistenza in modo che la sua inclusione nel circuito non possa cambiare notevolmente la quantità di corrente nel circuito. Ci sono quattro circuiti per collegare un amperometro a un circuito. I primi due (Fig. 1a, 16) sono progettati per misurare la corrente continua e i secondi due circuiti
(1c, 1d) - per misurare la corrente alternata.
Il secondo e il quarto circuito (Figura 16.1 g) vengono utilizzati nei casi in cui i dati nominali dell'amperometro sono inferiori al valore misurato della corrente. In questo caso, il fattore di conversione deve essere preso in considerazione quando si determina il valore di corrente reale.
Per espandere il campo di misura dell'amperometro, è necessario collegare un conduttore in parallelo ad esso, chiamato shunt. Il segno di una connessione parallela è la diramazione corrente. In questo caso, la corrente elettrica I 0 si dirama in due correnti I 0 e I m (Fig.2), dove R r è la resistenza del galvanometro (amperometro originale), I r è la corrente che scorre attraverso il galvanometro (amperometro originale), R m è la resistenza shunt, I w è la corrente che scorre attraverso lo shunt, I 0 è la corrente misurata da un amperometro con uno shunt (dispositivo "nuovo").
Dalla legge di conservazione degli oneri risulta che:
Io a \u003d io m + io a (1)
La tensione con collegamento in parallelo nei rami è la stessa, quindi puoi scrivere:
U \u003d io m R m \u003d io a R a
Da qui ne consegue che
Quando i conduttori sono collegati in parallelo, le correnti nei singoli conduttori sono inversamente proporzionali alle loro resistenze, ad es. minore è la resistenza dello shunt rispetto alla resistenza dei dispositivi, maggiore è la corrente misurata deviata attraverso lo shunt.
Il rapporto di shunt è un numero che mostra quante volte la corrente limite misurata da un amperometro con uno shunt è maggiore della corrente limite misurata da un galvanometro (amperometro originale) senza shunt:
Dividendo entrambi i lati dell'uguaglianza (1) per I r, otteniamo:
Ma da allora
L'uguaglianza (4) può essere scritta come segue:
n \u003d R r / R w +1
Quindi, la resistenza allo shunt è:
Pertanto, per misurare n volte più corrente con un amperometro, è necessario prendere la resistenza di shunt (n-1) inferiore alla resistenza dell'amperometro originale.
dove ρ è la resistività del materiale dello shunt,
L - lunghezza del conduttore
S \u003d / 4 - area della sezione trasversale del conduttore da cui è realizzato lo shunt
d - diametro del filo
Di solito gli shunt sono fatti di manganina, che ha un'elevata resistività e un basso coefficiente di resistenza termica.
Misura della tensione
Per misurare le tensioni in un circuito, vengono utilizzati voltmetri, che sono collegati in parallelo al circuito (a quei punti del circuito tra i quali viene misurata la tensione). Il voltmetro deve avere una resistenza interna molto elevata, in modo da non influenzare sensibilmente la modalità del circuito indagato. La tensione viene misurata con un voltmetro. Qui sono anche possibili quattro diversi schemi di collegamento del dispositivo (Fig. 3).
Questi circuiti utilizzano anche metodi per espandere i limiti di misurazione della tensione (il secondo e il quarto circuito nelle Fig. 3b, 3d), per espandere il campo di misura del voltmetro, una resistenza aggiuntiva R 0 è collegata in serie con esso (Fig.4).
Legge di Ohm:
o 
(7)
La misurazione delle grandezze elettriche nelle imprese industriali garantisce il controllo dei processi tecnologici (TP), il controllo della conformità con la modalità operativa stabilita, il controllo del funzionamento delle apparecchiature, il controllo dell'isolamento delle apparecchiature elettriche e delle reti elettriche, condizioni che consentono al personale di manutenzione di navigare in condizioni di emergenza.
I mezzi per misurare le grandezze elettriche devono soddisfare i requisiti per la classe di precisione degli strumenti di misura (non inferiore a 2,5), i limiti di misura degli strumenti. I dispositivi di misura devono essere installati nei punti da cui viene effettuato il controllo.
La misurazione di corrente, tensione e potenza viene eseguita in circuiti di tutte le tensioni, dove è necessaria per il controllo sistematico di TP o apparecchiature. Nelle sottostazioni la misura della tensione è consentita solo sul lato bassa tensione, se l'installazione di trasformatori di tensione sul lato HV non è richiesta per altri scopi. La misurazione della tensione dovrebbe essere eseguita anche nei circuiti dei convertitori di potenza, accumulatori, caricabatterie e caricabatterie, nei circuiti dei reattori di soppressione dell'arco. La potenza viene misurata nei circuiti dei generatori di potenza attiva e reattiva, nei circuiti dei compensatori sincroni - potenza reattiva, nei trasformatori step-down, a seconda della tensione - potenza attiva e reattiva.
La contabilizzazione della potenza e dell'energia attiva e reattiva, nonché il controllo della qualità dell'elettricità per gli accordi tra l'organizzazione per il risparmio energetico e il consumatore, viene eseguita, di norma, al confine del bilancio della rete elettrica. La misurazione dell'elettricità viene effettuata sulla base della misurazione dell'energia elettrica mediante contatori, nonché sistemi di informazione e misurazione. L'uso di sistemi automatici di misurazione e controllo dell'elettricità aumenta l'efficienza di misurazione. Vari contatori multifunzionali sono utilizzati negli impianti elettrici. Possono essere utilizzati per la registrazione giornaliera e mensile del consumo di elettricità, la registrazione del consumo di elettricità il primo giorno del mese, dopo un'interruzione di corrente, valore di potenza di 30 minuti, tentativi di accesso non autorizzato alla memoria, modifica dell'ora stagionale, ecc.
La misurazione dell'elettricità attiva dovrebbe fornire la capacità di redigere bilanci dell'elettricità per i consumatori, il controllo del rispetto da parte dei consumatori di modalità di consumo e bilanci elettrici specifici, calcoli dei consumatori per l'elettricità alle tariffe correnti (comprese le consegne multiple e differenziate), la capacità di gestire il consumo di elettricità. La misurazione reattiva dell'elettricità dovrebbe fornire la capacità di determinare la quantità di elettricità reattiva ricevuta dal consumatore dall'organizzazione di alimentazione o trasferita ad essa, se i calcoli o il monitoraggio della conformità con la modalità operativa specificata dei dispositivi di compensazione vengono effettuati sulla base di questi dati.
Quando si determina la quantità di elettricità, vengono presi in considerazione solo i rapporti di trasformazione dei trasformatori di misura. L'elettricità misurata è uguale alla differenza nelle letture del meccanismo del contatore moltiplicata per il rapporto di trasformazione, non è consentita l'introduzione di altri fattori di correzione.
Secondo lo schema di collegamento al circuito elettrico, i contatori sono suddivisi in dispositivi di connessione diretta e trasformatori. Inoltre, ci sono contatori analogici ed elettronici. Fino ad ora, i misuratori di induzione analogici come SAZU-670M, SR4U-I673 e altri sono ampiamente utilizzati per misurare l'energia attiva e reattiva. Allo stesso tempo, i contatori elettronici si sono diffusi. La misurazione dell'energia con contatori elettronici si basa sulla conversione dei segnali di ingresso di corrente e tensione CA analogici in un impulso o codice di conteggio. Lo schema a blocchi di un contatore elettronico basato sulla modulazione di ampiezza e larghezza di impulso è mostrato in Fig. 9.17.
I misuratori elettronici multi-rate del tipo SEA32 di vari design sono progettati per misurare l'energia attiva in reti di corrente alternata trifase con una frequenza di 50 Hz e sono utilizzati come sensori di incremento di energia nel sistema di controllo automatico e misurazione dell'energia elettrica (ASKUE) e telemetria di potenza.
I contatori del tipo SE3000 vengono utilizzati per misurare l'energia e la potenza attiva e reattiva in tre fasi in circuiti CA trifase a tre e quattro fili e per organizzare la misurazione multi-tariffaria (il numero di tariffe è 4) dell'elettricità presso imprese e impianti industriali.
Figura: 9.17. Schema a blocchi di un contatore elettronico
Schemi di collegamento diretto di contatori trifase in impianti elettrici con una tensione di 380/220 V in reti a quattro fili, progettati per correnti nominali 5; dieci; 20; 50 A sono mostrati in Fig. 9.18, accendendo il contatore tramite trasformatori di misura in Fig. 9.19. Il circuito di commutazione è realizzato a dieci fili.
Figura: 9.18. Schema per l'accensione di un flussometro diretto SET4-1
Figura: 9.19. Schema per il collegamento di un contatore a tre elementi del tipo SA4U-I672M a una rete a quattro fili con circuiti di corrente e tensione separati
Il collegamento di ciascuno dei tre elementi di misura del contatore richiede il rispetto obbligatorio della polarità del collegamento dei circuiti di corrente e la loro conformità con la loro tensione. La polarità inversa del primario TA o la sua eccitazione secondaria provoca una coppia negativa che agisce sul contro disco. Il circuito fornisce un errore di misurazione standardizzato. È richiesto il collegamento del filo neutro.
Gli schemi per l'accensione di un contatore di energia reattiva del tipo SR4U-I673 e di un contatore di energia attiva non differiscono (Fig. 9.20). I circuiti di corrente di questi misuratori sono collegati in serie, i circuiti di tensione - in parallelo. Gli schemi di collegamento interni di energia reattiva e contatori attivi sono diversi. A causa della circuiteria interna delle bobine da 380 V, viene eseguito un ulteriore sfasamento di 90 ° tra i flussi magnetici.
I contatori universali a trasformatore trifase SETA e SET4 sono progettati per misurare l'energia attiva e reattiva in circuiti di corrente alternata trifase a tre e quattro fili 380/220 V, 50 (60) Hz e sono utilizzati per le esigenze di ingegneria energetica per una tensione di 100 / 57,7 V e misuratori ST1 , SET3, "TRIO", "SOLO" - per tenere conto del consumo di energia attiva e reattiva nella vita quotidiana e al lavoro.
Figura: 9.20. Schema per l'accensione dei contatori per la misurazione attiva
ed energia reattiva nella rete 380/220 V.
I misuratori TsE6807 sono progettati per misurare l'energia attiva in reti CA monofase a due fili 220 V, 40 (60) Hz, possono essere utilizzati come sensori per l'incremento del consumo di energia per informazioni remote e sistemi di misurazione per la misurazione e la distribuzione di ASUKUE, e anche i misuratori ESch TM201 hanno trovato applicazione lì. I contatori monofase TsE6807P, CE101, CE200, nonché i contatori multi-rate CE102, CE201 sono progettati per la misurazione dell'elettricità nei settori dei consumi domestici e dei piccoli motori, hanno protezione contro la sottocontabilità e il furto di elettricità.
I misuratori monofase TsE6803V, TsE6804, CE300, CE302 sono destinati alla misurazione dell'elettricità in circuiti CA trifase nei settori del consumo energetico domestico, dei piccoli motori e industriali e multitariffa TsE6822, CE301, TsE6850M, CE303, CE304 - nei settori del consumo energetico industriale.
I contatori di elettricità multifunzionali basati su microprocessore TsE6850, TsE6822 e altre modifiche simili sono progettati per misurare l'elettricità e la potenza attive e reattive, a seconda dello scopo funzionale. Il set funzionale dei parametri può essere il seguente:
· Contabilità commerciale dei flussi intersistemici, generazione e consumo di energia elettrica nei sistemi energetici, nelle reti e nelle imprese industriali;
· Misurazione della capacità nella rete regionale, territoriale e nelle imprese industriali, nelle piccole e medie imprese, nell'ambiente abitativo e comunale;
· Misurazione dell'elettricità nei settori industriale e domestico (edifici residenziali e pubblici, cottage, cottage estivi, garage) quando si riforniscono i consumatori da una rete trifase, in locali industriali quando si riforniscono i consumatori da una rete monofase;
· Contabilità tecnica e commerciale della generazione e del consumo di energia attiva e reattiva;
· Registrazione del programma giornaliero di capacità (carichi) di mezz'ora con una profondità di stoccaggio fino a 45 giorni;
· Misura dei valori istantanei dei parametri primari di rete ();
· Misura della potenza reattiva come parte di ASKUE.
I trasduttori di misura vengono utilizzati per convertire la quantità elettrica misurata (corrente, tensione, potenza, frequenza) in un segnale di uscita unificato di corrente o tensione continua o in frequenza. I trasduttori di misura vengono utilizzati nei sistemi di regolazione e controllo automatici di impianti di energia elettrica in vari settori, nonché per il monitoraggio del valore corrente dei valori misurati.
Nel campo delle apparecchiature di misurazione elettriche della più alta classe di complessità, vengono utilizzati complessi di misurazione e calcolo (IVK), sistemi di misurazione delle informazioni (IMS), progettati per ricevere, trasformare, archiviare e presentare le informazioni di misurazione.
Il complesso di misurazione e calcolo misura tensioni costanti e converte i segnali analogici in codice digitale e la conversione da digitale ad analogico dei segnali ricevuti attraverso i canali di ingresso.
I multifunzionali IMS tipo K734 sono progettati per raccogliere, convertire, misurare, presentare, registrare e memorizzare le informazioni di vari parametri dei segnali elettrici.
I moderni convertitori multifunzionali includono convertitori del tipo PC 6806, progettati per misurare l'energia attiva e reattiva nelle direzioni avanti e indietro (consumata e restituita), frequenza, corrente, tensione, potenza attiva e reattiva per ciascuna fase della rete. Sono utilizzati per la misurazione commerciale e tecnica dell'elettricità come parte di ASKUE. A seconda dello scopo, svolgono le funzioni di telecontrollo, segnalazione a distanza, indicazione dei parametri misurati e calcolati sull'indicatore digitale integrato, fissazione della potenza massima in ciascuna zona tariffaria, archiviazione parametri ed eventi con timestamp in tempo reale, ecc.
Domande per l'autocontrollo
1. Che tipo di errori hanno i trasformatori di corrente di misura e da cosa dipendono?
2. Assegnare un nome alle principali caratteristiche di progettazione dei trasformatori di corrente utilizzati.
3. Spiegare il principio di funzionamento di un trasformatore di misura CC.
4. Quali tipi di trasformatori di tensione esistono e quali sono le loro caratteristiche quando vengono utilizzati nei circuiti di misura?
5. Assegnare un nome alle classi di precisione dei trasformatori di tensione e corrente.
6. Assegnare un nome ai tipi di contatori utilizzati per tenere conto dell'energia attiva e reattiva.
7. Quali tipi di misuratori vengono utilizzati nei sistemi ASKUE?
8. Assegnare un nome ai tipi di convertitori multifunzionali.
9. Disegnare diagrammi vettoriali del trasformatore di tensione.
10. Disegnare diagrammi vettoriali del trasformatore di corrente.
11. Quali tipi di errori hanno i trasformatori di tensione?
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I metodi per misurare le correnti e le tensioni dipendono dall'entità e dal tipo di queste grandezze elettriche.
Per determinare piccole correnti dirette si possono usare sia misurazioni dirette che indirette. Nel primo caso, la corrente può essere misurata con galvanometri a specchio e dispositivi magnetoelettrici a puntatore. La corrente più piccola che può essere misurata con un galvanometro a specchio è di circa 10 "p A e un comparatore magnetoelettrico può misurare 10 6 A.
Una corrente indirettamente sconosciuta è determinata dalla caduta di tensione attraverso il resistore ad alta resistenza o dalla carica accumulata dal condensatore. Gli strumenti utilizzati sono galvanometri balistici con una corrente minima misurabile di 10 '' 12 A ed elettrometri con una corrente minima misurabile di 10 17 A.
Gli elettrometri sono dispositivi con sensibilità all'alta tensione con un'impedenza di ingresso fino a 10-15 ohm. Il meccanismo dell'elettrometro è una sorta di meccanismo del dispositivo elettrostatico che ha un elettrodo mobile e diversi elettrodi fissi a potenziali diversi.
L'elettrometro a quadrante è mostrato in Fig. 2.1.
Figura: 2.1.
Il dispositivo ha una parte mobile 1 con uno specchio 2, che è fissato su una sospensione 3 e posto all'interno di quattro elettrodi fissi 4, chiamati quadranti. Tensione misurata Loro viene acceso tra la parte mobile e il punto comune e vengono fornite tensioni costanti ai quadranti da sorgenti ausiliarie U, i cui valori sono uguali ma di segno opposto. La deviazione della parte mobile in questo caso è
dove C è la capacità tra l'elettrodo mobile e due quadranti interconnessi, M- momento di contrasto specifico, a seconda del design della sospensione. La deflessione della parte mobile, e quindi la sensibilità dell'elettrometro, è proporzionale alla tensione ausiliaria U, il cui valore è solitamente selezionato entro un intervallo fino a 200 V. La sensibilità degli elettrometri a quadrante a una tensione ausiliaria di 200 V raggiunge 10 4 mm / V.
PER correnti e tensioni medie convenzionalmente, correnti nel range da 10 mA a 100 A e tensioni da 10 mV a
600 V. Le misurazioni dirette e indirette possono essere utilizzate per misurare le correnti CC medie. Per misurare le tensioni vengono utilizzate solo misurazioni dirette.
Con misure dirette è possibile misurare corrente e tensione con strumenti di sistemi magnetoelettrici, elettromagnetici, elettrodinamici e ferrodinamici, nonché strumenti elettronici e digitali, misurando la tensione con strumenti del sistema elettrostatico e potenziometri DC.
I dispositivi più accurati del sistema magnetoelettrico, progettati per misurare correnti e tensioni medie, hanno una classe di precisione di 0,1.
Nei casi in cui è necessario misurare la tensione o la corrente con elevata precisione, vengono utilizzati potenziometri CC, voltmetri digitali e amperometri. La classe di precisione dei potenziometri più precisi è 0,001, voltmetri digitali - 0,002 e amperometri digitali - 0,02. La misurazione della corrente utilizzando un potenziometro viene eseguita indirettamente, mentre la corrente desiderata è determinata dalla caduta di tensione sul resistore di riferimento. Il vantaggio dei potenziometri e degli strumenti digitali è il loro basso consumo energetico.
Misurazione correnti e tensioni elevate effettuato utilizzando attenuatori. I dispositivi magnetoelettrici di manovra consentono di misurare correnti continue fino a diverse migliaia di ampere. Di solito, diversi shunt collegati in parallelo vengono spesso utilizzati per misurare correnti elevate. Diversi shunt identici sono collegati all'interruzione del bus e i conduttori dai potenziali morsetti di tutti gli shunt vengono alimentati allo stesso dispositivo.
I voltmetri elettrostatici possono misurare tensioni fino a 300 kV. I trasformatori di misura vengono utilizzati per determinare tensioni più elevate.
Per tasso correnti e tensioni alternate utilizzare i concetti di RMS, RMS, picco o picco e RMS.
I valori effettivi, di picco e medi raddrizzati sono interconnessi tramite il fattore di forma della curva e il fattore di cresta.
Il fattore della forma d'onda è
dove U a - valore del segnale effettivo, U cp - valore medio del segnale rettificato.
Il fattore di cresta del segnale è definito come
dove Uа è il valore di ampiezza del segnale.
I valori di questi fattori dipendono dalla forma della forma d'onda della tensione o della corrente. Per sinusoide \u003d 1,11 e a a \u003d l / 2 \u003d 1,41. Da qui, misurando uno dei tre valori del valore misurato sopra indicato, è possibile determinare il resto.
Con un segnale non sinusoidale, più è vicino a una forma rettangolare, più vicini saranno i coefficienti kf e a e. Per una curva stretta e netta della quantità misurata, questi fattori saranno più importanti.
I dispositivi dei sistemi elettrodinamici, ferrodinamici, elettromagnetici, elettrostatici e termoelettrici reagiscono al valore effettivo del valore misurato. I dispositivi del sistema raddrizzatore reagiscono al valore medio rettificato del valore misurato. I dispositivi del sistema elettronico, sia analogico che digitale, a seconda del tipo di trasduttore di misura da tensione alternata a tensione continua, possono reagire al valore effettivo, medio rettificato o di ampiezza del valore misurato.
I voltmetri e gli amperometri di tutti i sistemi sono generalmente calibrati in valori rms con una forma d'onda di corrente sinusoidale. Con una forma non sinusoidale della curva, i dispositivi che rispondono al valore medio rettificato o di picco di corrente o tensione avranno un errore aggiuntivo, poiché i coefficienti kf e ad un per una curva non sinusoidale, differiscono dai valori corrispondenti per una sinusoide.
I dispositivi tecnici moderni sono una raccolta di un gran numero di cosiddette "parti componenti", unite da collegamenti elettrici, elettronici, optoelettronici e meccanici in nodi, blocchi, sistemi, complessi per risolvere determinati problemi. I sistemi di controllo elettronico automatizzato e altri dispositivi possono includere migliaia, decine e persino centinaia di migliaia di componenti. In questo caso, le modifiche ai parametri (proprietà) di uno o più prodotti influiscono sulla qualità del funzionamento di altri prodotti collegati interagenti. Qualsiasi prodotto, purtroppo, non ha una risorsa e una durata illimitate. I suoi parametri nel tempo, prima o poi, iniziano a cambiare gradualmente, e talvolta sotto l'influenza di influenze esterne e transitoriamente.
La presenza di collegamenti tra gli elementi determina una corrispondente variazione di alcuni parametri generali dell'insieme dei componenti collegati. A un certo livello di cambiamento in uno o più parametri, un nodo (blocco, sistema, complesso) perde le sue prestazioni. Per prevenire la perdita di funzionalità o ripristinare la qualità persa di un dispositivo tecnico, è necessario quantificare i suoi parametri principali oi parametri dei suoi blocchi, assiemi, anche singoli componenti.
I parametri di eventuali dispositivi tecnici, le loro modalità operative sono rappresentati da insiemi di valori numerici di un insieme di grandezze fisiche (elettriche, lineari-angolari, termiche, ottiche, acustiche, ecc.). I valori delle grandezze fisiche in un dato momento di funzionamento di un dispositivo tecnico esistono oggettivamente, ma sono sconosciuti se non vengono misurati. Pertanto, la determinazione di valori numerici sconosciuti di quantità fisiche è lo scopo delle misurazioni.
L'accuratezza nel determinare il valore della quantità fisica misurata dipende dalla qualità degli strumenti di misura utilizzati, che sono anche dispositivi tecnici in grado di misurare l'una o l'altra grandezza fisica con una precisione predeterminata.
Durante il funzionamento di complessi radioelettronici, sistemi di controllo automatizzati, per mantenere l'operatività, è necessario misurare periodicamente in sequenza o simultaneamente un gran numero di grandezze fisiche con intervalli di variazione significativi in \u200b\u200bun'ampia gamma di frequenze. Prima di tutto, in quasi tutte le sessioni di un dispositivo tecnico complesso, è necessario controllare la conformità dei valori delle grandezze fisiche con valori o limiti (tolleranze) stabiliti. Tale controllo di parametri e caratteristiche per determinare la possibilità del normale funzionamento dei dispositivi tecnici, associato alla ricerca dei valori delle grandezze fisiche, è chiamato misurazione. In alcuni casi non è necessario determinare (con una certa precisione) i valori numerici di grandezze fisiche: spesso è necessario registrare solo la presenza di un segnale o la presenza di un parametro in un ampio campo di tolleranza (niente di meno, niente di più, ecc.). In tali casi, viene effettuata una valutazione qualitativa dei parametri di un dispositivo tecnico e viene chiamato il processo di valutazione controllo di qualità o semplicemente controllo. Durante il monitoraggio, viene spesso utilizzata l'indicazione del colore (il colore del segnale indica all'operatore che il parametro corrisponde a un certo limite). In alcuni casi, il cosiddetto indicatori - strumenti di misura con caratteristiche di bassa precisione.
Le differenze fondamentali tra controllo di misurazione e controllo di qualità sono le seguenti: nel primo caso, la quantità fisica misurata viene stimata con una data precisione e in un ampio intervallo dei suoi valori possibili (intervallo di misurazione). Uno qualsiasi dei valori di una grandezza fisica ottenuta durante la misurazione è sempre abbastanza definito e può essere confrontato con un dato valore; nel secondo caso, la quantità fisica stimata può assumere qualsiasi valore (in un ampio intervallo dei suoi possibili valori), che è indefinito, ad eccezione di uno (o due), quando il valore della grandezza fisica diventa uguale al limite superiore (inferiore) del campo di tolleranza (questo momento è accompagnato da una luce o un altro segnale). Se uno strumento di misura viene utilizzato come indicatore durante il controllo, i valori corrispondenti di una quantità fisica si ottengono abbastanza definiti, ma senza una garanzia dell'accuratezza del risultato del controllo, poiché gli indicatori non sono soggetti a verifica periodica.
Strumento di misura -mezzi tecnici destinati a misurazioni, aventi caratteristiche metrologiche normalizzate, che riproducono e (o) memorizzano un'unità di grandezza fisica, la cui dimensione è considerata invariata (entro l'errore specificato) per un intervallo di tempo noto. Questa definizione rivela l'essenza di uno strumento di misura, che consiste in la capacità di memorizzare (o riprodurre) un'unità di quantità fisica, così come l'immutabilità della dimensione dell'unità immagazzinata. Questi fattori determinano la possibilità di misurare.
Su appuntamentogli strumenti di misura si dividono in misure, trasduttori di misura, strumenti di misura, impianti di misura e sistemi di misura.
Misurare -uno strumento di misura progettato per riprodurre e (o) memorizzare una quantità fisica di una o più dimensioni specificate, i cui valori sono espressi in unità specificate e sono noti con la precisione richiesta.
Esistono i seguenti tipi di misure:
● misura inequivocabile -una misura riproduce una quantità fisica della stessa dimensione;
● misura multivalore -la misura riproduce una quantità fisica di diverse dimensioni;
● insieme di misure -un insieme di misure di diverse dimensioni della stessa quantità fisica;
● memorizzare misure ~un insieme di misure, strutturalmente combinate in un unico dispositivo, in cui sono presenti dispositivi per la loro connessione in varie combinazioni. Ad esempio, una cassetta di resistenza fornisce una serie di valori di resistenza discreti.
Alcune misure riproducono simultaneamente i valori di due grandezze fisiche. La misura è necessaria nel metodo di confronto per confrontare il valore misurato con esso e ottenerne il valore.
Trasmettitore -mezzi tecnici con caratteristiche metrologiche standardizzate, utilizzati per convertire il valore misurato in un altro valore o un segnale di misura conveniente per l'elaborazione, la memorizzazione, ulteriori trasformazioni, l'indicazione o la trasmissione. Il suo principio di funzionamento si basa su vari fenomeni fisici. Il trasduttore di misura converte qualsiasi grandezza fisica (elettrica, non elettrica, magnetica) in un segnale elettrico.
Dalla natura della trasformazionedistinguere tra convertitori analogico, analogico-digitale (ADC), convertendo un valore continuo in un equivalente numerico, convertitori digitale-analogico (DAC), eseguendo la conversione inversa.
Al posto della misurazionei circuiti del trasduttore sono suddivisi in primari, che è direttamente influenzato dalla quantità fisica misurata; intermedio, compreso nel circuito di misura dopo il primario; convertitori destinati alla conversione su larga scala, ad es. cambiare il valore di una quantità un certo numero di volte; trasmissione, inversione per l'inclusione nel circuito di feedback, ecc.
I trasduttori di misura includono convertitori AC / DC, trasformatori di misura di tensione e corrente, divisori di corrente, divisori di tensione, amplificatori, comparatori, termocoppie, ecc. qualsiasi mezzo di misurazione.
Dispositivo di misurazione(IP) - uno strumento di misura progettato per ottenere i valori della quantità fisica misurata nell'intervallo specificato. I dispositivi indicano e registrano, digitali e analogici.
Configurazione della misurazione- una serie di misure combinate funzionalmente, trasduttori di misura, strumenti di misura e altri dispositivi. Progettato per misurare una o più grandezze fisiche e si trova in un luogo, ad esempio un'installazione per misurare le caratteristiche di un transistor, un'installazione per misurare la potenza in circuiti trifase, ecc.
Sistema di misura -un insieme di misure combinate funzionalmente, strumenti di misura, trasduttori di misura, computer e altri mezzi tecnici situati in punti diversi dell'oggetto controllato al fine di misurare una o più grandezze fisiche inerenti a questo oggetto e generare segnali per scopi diversi.
A seconda dello scopo, i sistemi di misurazione sono suddivisi in informazioni di misurazione, monitoraggio, diagnostica tecnica, ecc. I sistemi di misurazione a microprocessore sono ampiamente utilizzati - sistemi di computer di controllo con un microprocessore (MP)come unità di elaborazione delle informazioni. Nel caso generale, il MP comprende: un dispositivo aritmetico-logico, un blocco di registri interni per la memorizzazione temporanea di dati e comandi, un dispositivo di controllo, linee bus interne, bus I / O per il collegamento di dispositivi esterni.
