ТЕМА 14
Електричні прилади широко застосовують для вимірювання як електричних, так і неелектричних величин.
Всі електровимірювальні прилади можна класифікувати за:
I. Видом вимірювального струму.
II. Видом вимірювальних параметрів.
III. Принципом дії.
IV. Класом точності.
За видом вимірювального струму прилади поділяються для вимірювання у колах постійного, змінного струму, постійного і змінного.
За видом вимірювальних параметрів на: амперметри, вольтметри, ватметри, омметри та ін.
За принципом дії на: магнітоелектричні, електромагнітні, електродинамічні, індукційні, вібраційні та ін.
За точністю прилади поділяються на 8 класів.
У приладах 1 класу (найточніших) відносна приведена похибка становить 0,05 %, а 8 класу (мало точних) 4 %.
Відносна приведена похибка ß дорівнює показанню вимірювального приладу АП мінус дійсне значення вимірювальної величини АД розділене на максимальне значення шкали приладу АН і все це помножене на 100%.
Магнітоелектричні прилади працюють на взаємодії котушки, по якій протікає струм, з постійним магнітом. Це амперметри або вольтметри. Вони діють тільки у колах постійного струму, є найточнішими та чутливішими, але бояться перенавантаження.
Електромагнітні прилади працюють за принципом втягування феромагнітного осердя в котушку, по якій протікає струм. Такими приладами є амперметри і вольтметри, які можна використовувати як у колах постійного, так і змінного струму. Вони не бояться перенавантажень, але мають малу точність і нерівномірну шкалу.
Прилади електродинамічної системи працюють на взаємодії двох котушок, по яких протікає струм. Ці прилади використовуються як ватметри. Вони працюють в колах як постійного, так і змінного струму, точні, але бояться перенавантажень.
Індукційні прилади працюють на взаємодії вихрових струмів з обертовим магнітним полем і використовуються як лічильники електроенергії. їх можна використовувати тільки у колах змінного струму. Ці прилади мають великий обертовий момент, здатний приводити в дію лічильний механізм, але вони дорогі.
а) - однофазний лічильник електричної енергії зі знятим корпусом:
1 - паралельна обмотка, 2 - алюмінієвий диск, вісь, 4 - гальмівний магніт, 7 і 8 - сердечники, 9 - підп'ятник, 10 - шестерні, 11 - рахунковий механізм
Прилади вібраційної дії працюють за принципом механічного резонансу, їх використовують як частотоміри у колах змінного струму. У них малий діапазон вимірювання і вони бояться вібрації.
Стрілочний частотомер ФД-4:
а - загальний вигляд, б - будова пристрою; 1 і 2 - котушки, 3 і 4 - магнітопроводи, 5 і 6 - обмотки, 7 - стрілка
Силу струму вимірюють амперметром, який вмикають у коло послідовно. Для розширення меж вимірювання амперметра використовують шунти і трансформатори струму.
Шунти можна використовувати у колах постійного та змінного струму. Шунт —це невеликий опір, який вмикається паралельно амперметру. Щоб розрахувати опір шунта, необхідно опір амперметра Ra розділити на n—1. Число n показує, у скільки разів струм, який потрібно виміряти І, більший за струм,на який розрахований амперметр Іa.
Трансформатор струму , призначений для розширення меж вимірювання амперметра у колах змінного струму. Трансформатор струму великий вимірюваний струм L1 зменшує до струму L2 = 5A Помноживши струм L2 на коефіцієнт трансформації, знайдемо вимірюваний струм L1.
Подивись відео
Напругу вимірюють вольтметром, який вмикається паралельно тієї ділянки кола, на якій потрібно виміряти спад напруги. Щоб розширити межі вимірювання вольтметра, використовують додаткові опори і трансформатори напруги. Додаткові опори у колах постійного і змінного струму вмикають послідовно з вольтметром. Щоб розрахувати додатковий опір, необхідно опір вольтметра RB помножити на n— 1. Число n показує, у скільки разів напруга, яку потрібно виміряти U, більша за напругу, на яку розрахований вольтметр Uв .
Трансформатори напруги використовують для розширення меж вимірювання вольтметром тільки у колах змінного струму. Трансформатор напруги в ціле число разів зменшує високу напругу, яку потрібно виміряти U1 до більш низької напруги U2=100 Помноживши U2 на коефіцієнт трансформації трансформатора, знайдемо вимірювану напругу.
Подивись відео