Пример оформления шкалы прибора

Электроизмерительные приборы и методы измерения

Методические указания к лабораторной работе по физике

Астрахань

Составитель:

к.т.н., доцент Е.М. Евсина

Рецензенты:

к.п.н., доцент каф. общей физики АГУ С.А. Тишкова,

к.т.н., доцент П.Н. Садчиков

В работе содержатся основные теоретические сведения по теме «Электростатика».

Методические указания предназначены для самостоятельной подготовки студентов к выполнению лабораторной работы.

Лабораторная работа № 2-0

Электроизмерительные приборы и методы измерения

Цель работы:познакомитьсяс электроизмерительными приборами и методами измерений.

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ

Электроизмерительные приборы служат для контроля режима работы электрических установок, их испытания и учета расходуемой электрической энергии.

В зависимости от назначения электроизмерительные приборы подразделяют:

1) амперметры (измерители тока);

2) вольтметры (измерители напряжения);

3) ваттметры (измерители мощности);

4) омметры (измерители сопро­тивления);

5) частотомеры (измерители частоты переменного тока);

6) счетчики электрической энергии и др.

Типы приборов. В зависимости от способа отсчета приборы подразделяют на приборы непосредственного отсчета (непосредственной оценки) и приборы сравнения.Приборами непосредственного отсчета называются такие, которые позволяют производить отсчет измеряемой величины непосредственно на шкале. К ним отно­сятся амперметры, вольтметры, ваттметры и др. Основной частью каждого такого прибора является измери­тельный механизм. При воздействии измеряемой электри­ческой величины (тока, напряжения, мощности и др.) на измерительный механизм прибора установленная на его оси стрелка поворачивается на некоторый угол, по которому на шкале прибора определяют значение измеряемой величины.

В электроизмерительных приборах сравнения изме­рения осуществляют путем сравнения измеряемой вели­чины с какой-либо образцовой мерой (эталоном). К ним относятся мосты для измерения сопротивлений и ком­пенсационные измерительные устройства (потенцио­метры).

Действие электроизмерительных приборов непосред­ственной оценки основано на различных проявлениях электрического тока (магнитном, тепловом, электроди­намическом и пр.). Отметим некоторые особенности конструкции деталей приборов. Шкала служит для производства отсчета измеряемой величины. Цифры возле делений обозначают либо число делений от нуля шкалы (обычно в приборах 0,2; 0,5 класса точности), либо непосредственно значение измеряемой величины (остальные классы точности). В первом случае для получения значения измеряемой величины в практических единицах нужно определить цену одного деления шкалы прибора (иногда называемую постоянной прибора) и умножить ее на число отсчитанных делений. Например, имеем прибор, который может измерять напряжение от 0 до 250 В (рис. 1).

Цена деления: С = 250 / 50 = 5 В / дел.

Рис. 1.

Шкала вольтметра от 0 до 250 В

При отсчете луч зрения должен быть перпендикулярен шкале, иначе возможна погрешность от параллакса. При отсчете по зеркальной шкале глаз наблюдателя должен быть расположен так, чтобы конец стрелки покрывал свое изображение в зеркале. В целях сокращения промежутка времени, необходимого для успокоения подвижной части прибора (после включения), имеются специальные тормозящие устройства (демпферы).

В зависимости от принципа действия электроизмерительные приборы относятся к магнитоэлектрической, электромагнитной, лектродинамической, термоэлектрической, выпрямительной, индукционной и электростатической системам. Каждая из этих систем имеет условное обозначение.

Точность приборов. При измерениях с помощью элек­троизмерительных приборов вероятна некоторая погреш­ность, которая определяется трением в осях прибора, технологическими допусками отдельных его деталей, гистерезисом в магнитной системе и т. д. Для оценки точности измерений используют понятие «относительная погрешность» γ₀. Она представляет собой отношение абсолютной погрешности ΔА (разность между измерен­ной величиной А_д и ее действительным значением А_ИЗ) к действительному значению измеряемой величины в процентах:

(1)

Эта погрешность различна при разных значениях измеряемой величины, т. е. для различных делений шкалы прибора. Поэтому точность электроизмерительных при­боров оценивают по основной приведенной погрешности γ_ПР, которая равна отношению наибольшей абсолютной погрешности ΔА_НОМ для данного прибора к максимальному (номинальному) значению ΔА_МАКС той величины (тока, напряжения, мощности и пр.), которую измеряет прибор.

(2)

Основной приведенной погрешностью считается по­грешность прибора при нормальных условиях его работы; при отклонении от этих условий возникают дополнительные погрешности: температурная (от изменения окружающей температуры), от влияния внешних маг­нитных полей, от изменения частоты переменного тока. В зависимости от допускаемой основной приведенной погрешности электроизмерительные приборы непосредственной оценки подразделяют на десять классов точ­ности (табл. 2).

Таблица 2.Классы точности приборов непосредственной оценки

Класс точности	Основная погрешность, %	Класс точности	Основная погрешность, %
0,05	± 0,05	1,5	± 1,5
0,1	± 0,1	2,5	± 2,5
0,2	± 0,2		± 4
0,5	± 0,5		± 6
	± 1		± 10

К первым трем классам относят весьма точные лабо­раторные приборы. Приборы классов 0,5; 1,5 используют для различных технических измерений. Они обычно под­ключаются к электрическим установкам только во время измерений. Приборы классов 2, 5; 4; 6; 10 устанавливают постоянно на щитах и панелях управления электриче­скими системами.

Обозначения на шкале. На шкале каждого прибора проставляют соответствующие условные обозначения, характеризующие назначение прибора (амперметр, вольтметр и т. д.), его класс точности, род тока, при котором он может применяться, систему электроизмери­тельного механизма, нормальное положение прибора при измерениях, испытательное напряжение, при котором проверялась изоляция прибора, эксплуатационная груп­па, определяющая температурные условия, при которых может работать данный прибор (см. таблица 3).

Рис. 2.

Шкала прибора

Пример оформления шкалы прибора

1. Знак μА означает, что данный прибор является микроамперметром

2. Максимальное значение шкалы равно 100. Это означает, что предел измерения данного прибора 100 мкА

3. Определить цену деления можно, разделив номинальное (максимальное) значение шкалы (100 мкА) на количество делений шкалы (50): С = 100 мкА/50 = 2мкА/дел.

4. Знак «–» означает, что прибор предназначен для работы на постоянном токе.

5. Знак означает, что измерительный механизм прибора имеет магнитоэлектрическую систему.

6. Знак означает, что изоляция прибора испытана напряжением 2000 В.

7. Число «1,5» определяет класс прибора. То есть относительная погрешность прибора составляет 1,5 %. Прибор относится к классу технических приборов.

Таблица № 3. Обозначения на шкалах электроизмерительных приборов