Приборы различаются по следующим признакам:

По конструкции – аналоговые и цифровые.

По роду измеряемой величины – амперметры, вольтметры, омметры, ваттметры и многие другие.

По роду тока – для работы на переменном токе, на постоянном токе или на обоих.

По принципу работы измерительного механизма – магнитоэлектрические, электромагнитные, электростатические, электродинамические, ферродинамические и др.

По способу предъявления информации – показывающие, регистрирующие, интегрирующие.

Последняя классификация получила название системы электроизмерительных приборов. В данной лабораторной работе мы рассмотрим толькомагнитоэлектрическую иэлектромагнитную системы.

магнитоэлектрической системы заключается во взаимодействии магнитного поля легкой подвижной катушки, по которой протекает измеряемый ток, с магнитным полем неподвижного постоянного магнита. Подвижная катушка механически соединена со стрелкой прибора.

Высокая чувствительность и точность измерения

Равномерная шкала

Малое потребление мощности.

Принцип работы электроизмерительных приборов электромагнитной системы заключается во взаимодействии ферромагнитного сердечника, соединенного со стрелкой, с магнитным полем неподвижной катушки, по которой протекает измеряемый ток.

Достоинством приборов этой системы являются:

Простота и надежность конструкции

Возможность использования в цепях постоянного и переменного тока

Низкая чувствительность ко внешним магнитным полям

Недостатки приборов электромагнитной системы:

Малая чувствительность

Неравномерная шкала.

Изо всех типов электроизмерительных приборов в данной работе нас будут интересовать только вольтметры иамперметры .

Амперметр служит для измерения силы тока в электрической цепи и включается в цепь последовательно.Вольтметр предназначен для измерения напряжения на участке цепи и включается в цепь параллельно этому участку.

При включении приборы не должны вносить заметных изменений в параметры цепи. Это значит, что амперметр должен обладать как можно меньшим сопротивлением, а вольтметр – как можно большим.

Основными параметрами электроизмерительных приборов являются:

Система

Предел измерения – максимальное значение величины, соответствующее отклонению стрелки прибора до конца шкалы. Измеряется предел измерения в тех единицах, которые обозначены на шкале прибора. Электроизмерительные приборы могут иметь несколько пределов измерения – многопредельные приборы. Выбор нужного предела производится переключателями пределов в соответствии с ожидаемыми значениями измеряемой величины. Рекомендуется начинать измерения всегда с больших пределов, постепенно увеличивая чувствительность прибора до необходимого уровня. В противном случае можно легко уничтожить прибор, если его предел измерения будет выбран слишком малым, а значения измеряемой величины окажутся неожиданно высокими.

Цена деления шкалы прибора – это отношение значения измеряемой величины к числу делений шкалы, на которое отклонилась стрелка прибора. Вычисляется цена деления прибора по формуле

где - цена деления шкалы,- число делений, на которое отклонилась стрелка прибора. Измеряется цена деления в единицах шкалы на деление, например, у вольтметра
. Следует помнить, что цена деления многопредельных приборов на каждом пределе различна!

Чувствительность прибора – это отношение линейного перемещения стрелки прибора к значению измеряемой величины, вызвавшей это перемещение. Вычисляется чувствительность прибора по формуле

(8)

где - чувствительность прибора,- значение измеряемой величины,- число делений, на которое отклонилась стрелка прибора. Измеряется чувствительность в делениях на единицу шкалы, например, у вольтметра
. Как видно из формул (7) и (8), чувствительность прибора и цена деления шкалы являются взаимно обратными величинами. Чувствительность многопредельных приборов также своя для каждого предела измерения.

Абсолютная погрешность прибора – величина, равная модулю разности показания прибора и истинного значения измеряемой величины. Вычисляется абсолютная погрешность по формуле

(9)

где
- абсолютная погрешность прибора,- истинное значение измеряемой величины,- измеренное с помощью прибора значение величины. Измеряется абсолютная погрешность в тех же единицах, что и сама измеряемая величина.

Относительная погрешность прибора – это отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины

(10)

где
- относительная погрешность прибора,
- его абсолютная погрешность,- истинное значение измеряемой величины. Относительную погрешность прибора принято выражать в процентах. На шкалах электроизмерительных приборов символ процента, как правило, не ставится.

Класс точности прибора представляет собой его приведенную относительную погрешность. Вычисляется класс точности по формуле

(11)

где - класс точности прибора,
- его абсолютная погрешность прибора,
- предел измерения. Класс точности прибора принято выражать в процентах. На шкалах электроизмерительных приборов символ процента, как правило, не ставится.

Из формулы (11) видно, что при малом отклонении стрелки прибора точность измерений уменьшается. Для повышения точности рекомендуется проводить измерения таким образом, чтобы стрелка прибора находилась во второй половине шкалы.

Расширенные возможности использования электроизмерительных приборов достигаются за счет их многопредельности .Многопредельность – это разбиение одного диапазона измерения физической величины на несколько поддиапазонов, в каждом из которых прибор имеет свою чувствительность. Использование нескольких диапазонов измерений делает прибор более универсальным, в каждом диапазоне чувствительность прибора может быть сделана наиболее оптимальной. Технически многопредельность приборов достигается двумя способами:

Шунтированием

Применением измерительных трансформаторов.

Для расширения предела измерения амперметра параллельно ему подключается резистор (шунт), сопротивление которого связано с внутренним сопротивлением амперметра соотношением

(12)

где R ш – искомое сопротивление шунта,R а – внутреннее сопротивление амперметра,I– новое значение предела измерения прибора,I 0 – номинальное значение предела измерения прибора.

Для расширения предела измерения вольтметра последовательно с ним включается добавочный резистор, сопротивление которого связано с внутренним сопротивлением амперметра соотношением

(13)

где R д – искомое добавочное сопротивление,R V – внутреннее сопротивление вольтметра,U- новое значение предела измерения прибора,U 0 - номинальное значение предела измерения прибора.

Предлагаем читателям вывести формулы (12) и (13) самостоятельно, используя закон Ома для участка цепи и соотношения для цепей с последовательным и параллельным соединением.

Использование измерительных трансформаторов для расширения пределов измерения приборов выходит за рамки настоящей лабораторной работы. Информацию по данному вопросу можно найти в литературе по электротехнике.

Рассмотрим простой способ измерения сопротивления проводника с помощью амперметра и вольтметра. В основе этого метода лежит использование закона Ома для участка цепи: измеряя величину тока, протекающего по проводнику, и напряжение на нем, по закону Ома можно рассчитать величину сопротивления:

(14)

Для повышения точности обычно проводится несколько измерений и строится вольтамперная характеристика исследуемого проводника. Для металлических, графитовых и некоторых других проводников вольтамперная характеристика является линейной. Этим мы и воспользуемся при измерении сопротивления резистора в данной работе.

Для оценки погрешности измерения воспользуемся формулой (14), из которой получим выражение для вычисления относительной погрешности сопротивления. Применяя методы оценки погрешности косвенных измерений, прологарифмируем выражение (14)

(15)

Теперь продифференцируем каждое слагаемое по своей переменной:

(16)

Переходя от бесконечно малых приращений к конечным величинам и воспользовавшись свойством, что погрешность разности равна сумме погрешностей, получим окончательно:

(17)

где
- абсолютные погрешности соответственно сопротивления, напряжения и тока, а
- их измеренные значения. Дробь в левой части формулы (17) – это и есть искомая относительная погрешность измерения сопротивления.

В жизни современного человека повсеместно используются различные электронные устройства и электрическое оборудование. Вместе с этим широкую распространенность и востребованность получили электроизмерительные приборы, без которых просто невозможно обеспечить нормальное функционирование любой системы.

Необходимость контроля большего количества параметров, характеризующих качество и определяющие безопасность эксплуатации электрооборудования, обуславливает широкий выбор и разнообразие электроизмерительных приборов: от простейших индикаторов до специализированных регистраторов отдельных параметров, интеллектуальные измерители и многофункциональные системы дистанционного контроля.

Типы электроизмерительных приборов

Классификация электроизмерительных приборов производится по назначению, принципу действия, измеряемым параметрам, исполнению, функциональности, способу представления результатов измерений и другим признакам.

Приборы индикаторного типа – это простые и эффективные инструменты, с помощью которых вы можете не только выявить наличие напряжения переменного и постоянного тока, но и повысить безопасность выполнения работ.

Для определения численных величин электрических параметров ранее преимущественно использовались системы электроизмерительных приборов электромагнитного, магнитоэлектрического, индукционного, электродинамического типа, которые оснащались стрелочным индикатором. В настоящее время наибольшее распространение получили цифровые измерительные приборы, отличающиеся повышенной точностью, чувствительностью, компактностью и широким диапазоном измерений. Впрочем, аналоговые приборы по-прежнему используются в качестве учебных инструментов или там, где применение цифровой техники нежелательно.

В ходе диагностики и наладки различного оборудования будет полезен комбинированный электроизмерительный прибор или мультиметр, основным достоинством которого является универсальность и многофункциональность. Автоматические тестеры с процессорным управлением, представляющие собой многофункциональные приборы типа "всё в одном", обеспечивают возможность выполнения в автоматическом режиме целого комплекса проверок электрических агрегатов и систем при минимальных трудозатратах.

Осциллографы, с помощью которых вы можете визуально фиксировать форму сигнала, используются не только для наладки электронных устройств, но и для отслеживания наличия искажений и помех.

Наибольшую производительность и наибольшую функциональность обеспечивают измерительные системы, которые регистрируют одновременно несколько разнообразных электрических параметров. Преимуществом "интеллектуальных" электроизмерительных приборов является то, что помимо фиксации результатов измерений, они могут самостоятельно производить их анализ.

Выбирая, какие электроизмерительные приборы купить, следует учитывать, что для контроля качества, гарантийного обслуживания, наладки медицинского оборудования и проверки устройств безопасности, официальных исследований с документированием получаемых результатов могут использоваться только те модели, которые внесены в Государственный реестр средств измерений.

Выбрать и купить электроизмерительный прибор в Москве вы можете в магазине или на сайте РУСГЕОКОМ. Мы также осуществляем доставку в другие регионы.

Глава VI

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И ИЗМЕРЕНИЯ

§ 67. Общие сведения

Электрические измерительные приборы служат для измерения различных электрических величин: силы тока, напряжения, сопротивления, мощности, энергии, а также многих неэлектрических величин, в том числе температуры, давления, влажности, скорости, уровня жидкости, толщины материала и др.
В связи с тем, что абсолютно точных приборов нет, показания электроизмерительных приборов несколько отличаются от действительного значения измеряемых величин.
Разность между измеренным и действительным значением величины называется абсолютной погрешностью прибора . Если, например, в цепи сила тока I = 10 а , а амперметр, включенный в эту цепь, показывает I изм = 9,85 а , то абсолютная погрешность показания прибора

ΔA = I изм - I = 9,85 - 10 = -0,15 a . (94)

Приведенной погрешностью прибора γ пр называется отношение абсолютной погрешности ΔA к наибольшему значению величины A макс, которую можно измерить при данной шкале прибора:

Приведенная погрешность прибора, находящегося в нормальных рабочих условиях (температура 20° С, отсутствие вблизи прибора ферромагнитных масс, нормальное рабочее положение шкалы и т. д.), называется основной погрешностью прибора .

Пример. Пусть при измерении силы тока I = 4 а в нормальных условиях пользовались амперметром со шкалой 0 - 10 а и он показывал, что сила тока в цепи 4,1 а . Вычислить основную (приведенную) погрешность прибора, характеризующую его точность.
Решение .

В зависимости от допускаемой основной погрешности электроизмерительные приборы делятся на восемь классов точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4.
Цифра класса точности показывает величину допускаемой основной (приведенной) погрешности ΔA макс прибора в процентах вне зависимости от знака погрешности.
Класс точности

Прибор, у которого класс точности выражен меньшим числом, позволяет выполнять измерение с большей точностью.
Зная класс точности прибора и наибольшее значение величины, которую можно измерить при данной шкале прибора, можно определить наибольшую возможную абсолютную погрешность выполненного измерения:

Пример. Допустим, что наибольшая сила тока, которую можно измерить данным амперметром, составляет 15 а , а класс точности прибора К = 4.
Определить наибольшую возможную абсолютную погрешность при выполнении измерения в любой точке шкалы.
Решение .

Чем ближе измеряемая величина к наибольшему значению, которое позволяет измерить прибор, тем меньшая получается относительная погрешность при прочих равных условиях. Это обстоятельство следует учитывать при выборе предела измерения прибора для выполнения измерения.
Электроизмерительные приборы классифицируются по роду измеряемой величины, принципу действия, степени точности и роду измеряемого тока, кроме того, они делятся на эксплуатационные группы.
По роду измеряемой величины приборы делятся на амперметры, вольтметры, омметры, ваттметры, счетчики, электротермометры, электротахометры (измеряющие число оборотов в минуту) и др.
По принципу действия измерительного механизма приборы могут быть следующих систем: электромагнитной, магнитоэлектрической, электродинамической, ферродинамическои, индукционной, выпрямительной, термоэлектрической, электронной, вибрационной и электростатической.
В зависимости от рода тока, для измерения которого предназначены приборы, они делятся на приборы, измеряющие переменный ток, постоянный ток, и приборы, измеряющие переменный и постоянный токи.
Выпускают приборы трех основных эксплуатационных групп: А , Б и В . Условные обозначения электроизмерительных приборов разных эксплуатационных групп приведены в табл. 7.

На шкале каждого электроизмерительного прибора условными знаками указаны необходимые сведения о конструкции и эксплуатации прибора. Например, на шкале вольтметра (рис. 79) указано: вольтметр (V) электромагнитной системы; предназначен для измерения переменного напряжения (~) в пределах от 0 до 250 в ; при измерениях напряжения прибор следует устанавливать вертикально (⊥); изоляция испытана напряжением 2 кв ; класс точности 1,5; заводской номер 5140; год выпуска 1966; эксплуатационная группа .

Используя специальные датчики для преобразования неэлектрических величин в электрические, электроизмерительные приборы можно использовать для измерения самых разных физических величин, что ещё больше расширяет диапазон их применения.

Классификация

• Наиболее существенным признаком для классификации электроизмерительной аппаратуры является измеряемая или воспроизводимая физическая величина, в соответствии с этим приборы подразделяются на ряд видов:
  • амперметры - для измерения силы электрического тока ;
  • вольтметры - для измерения электрического напряжения ;
  • омметры - для измерения электрического сопротивления ;
  • мультиметры (иначе тестеры, авометры) - комбинированные приборы
  • частотомеры - для измерения частоты колебаний электрического тока;
  • магазины сопротивлений - для воспроизведения заданных сопротивлений ;
  • ваттметры и варметры - для измерения мощности электрического тока ;
  • электрические счётчики - для измерения потреблённой электроэнергии
  • и множество других видов
• Кроме этого существуют классификации по другим признакам:
  • по назначению - измерительные приборы , меры , измерительные преобразователи , измерительные установки и системы, вспомогательные устройства;
  • по способу представления результатов измерений - показывающие и регистрирующие (в виде графика на бумаге или фотоплёнке, распечатки, либо в электронном виде);
  • по методу измерения - приборы непосредственной оценки и приборы сравнения;
  • по способу применения и по конструкции - щитовые (закрепляемые на щите или панели), переносные и стационарные;
  • по принципу действия:
    • электромеханические:
      • магнитоэлектрические;
      • электромагнитные;
      • электродинамические;
      • электростатические;
      • ферродинамические;
      • индукционные;
      • магнитодинамические;
    • электронные;
    • термоэлектрические;
    • электрохимические.

Графические обозначения по ГОСТ 23217

Обозначения

В зарубежных странах обозначения средств измерений устанавливаются предприятиями-изготовителями, в России (и частично в других странах СНГ) традиционно принята унифицированная система обозначений, основанная на принципах действия электроизмерительных приборов. В состав обозначения входит прописная русская буква, соответствующая принципу действия прибора, и число - условный номер модели. Например: С197 - киловольтметр электростатический. К обозначению могут добавляться буквы М (модернизированный), К (контактный) и другие, отмечающие конструктивные особенности или модификации приборов.

• В - приборы вибрационного типа (язычковые)
• Д - электродинамические приборы
• Е
• И - индукционные приборы
• К - многоканальные и комплексные измерительные установки и системы
• Л - логометры
• М - магнитоэлектрические приборы
• Н - самопишущие приборы
• П - вспомогательные измерительные устройства
• Р - меры, измерительные преобразователи, приборы для измерения параметров элементов электрических цепей
• С - электростатические приборы
• Т - термоэлектрические приборы
• У - измерительные установки
• Ф - электронные приборы
• Х - нормальные элементы
• Ц - приборы выпрямительного типа
• Ш - измерительные преобразователи
• Щ - ?
• Э - электромагнитные приборы

История

• В 1733-1737 гг французский учёный Ш. Дюфе создал электроскоп . В 1752-1754 гг его работы продолжили М. В. Ломоносов и Г. В. Рихман в процессе исследований атмосферного электричества. В середине восьмидесятых годов XVIII века Ш. Кулон изобрёл крутильные весы - электростатический измерительный прибор.
• В первой половине XIX века, когда уже были заложены основы электродинамики (законы Био - Савара и Фарадея , принцип Ленца), построены гальванометры и некоторые другие приборы, изобретены основные методы электрических измерений - баллистический (Э. Ленц, г.), мостовой (Кристи, г.), компенсационный (И. Поггендорф, 1841)
• В середине XIX века отдельные ученые в разных странах создают меры электрических величин, принимаемые ими в качестве эталонов, производят измерения в единицах, воспроизводимых этими мерами, и даже проводят сличение мер в разных лабораториях. В России в 1848 г. академик Б. С. Якоби предложил в качестве эталона единицы сопротивления применять медную проволоку длиной 25 футов (7,61975 м) и весом 345 гран (22,4932 г), навитую спирально на цилиндр из изолирующего материала. Во Франции эталоном единицы сопротивления служила железная проволока диаметром в 4 мм и длиной в 1 км (единица Бреге). В Германии таким эталоном являлся столб ртути длиной 1 м и сечением 1 мм² при 0° С
• Вторая половина XIX века была периодом роста новой отрасли знаний - электротехники . Создание генераторов электрической энергии и применение их для различных практических целей побудили крупнейших электротехников второй половины XIX в. заняться изобретением и разработкой различных электроизмерительных приборов, без которых стало немыслимо дальнейшее развитие теоретической и практической электротехники.
  • В 1871 году А. Г. Столетов впервые применил баллистический метод для магнитных измерений и исследовал зависимость магнитной восприимчивости ферромагнетиков от напряженности магнитного поля, создав этим основы правильного подхода к расчету магнитных цепей. Этот метод используется в магнитных измерениях и в настоящее время
  • В 1880-1881 гг. французские инженер Депре и физиолог д’Арсонваль построили ряд высокочувствительных гальванометров с зеркальным отсчетом
  • В г. немецкий инженер Ф. Уппенборн изобрел электромагнитный прибор с эллиптическим сердечником, а в 1886 г. он же предложил электромагнитный прибор с круглой катушкой и двумя цилиндрическими сердечниками
  • В г. немецкий инженер Т. Бругер изобрел логометр
• В развитии электроизмерительной техники конца второй половины XIX и начала XX ст. значительные заслуги принадлежат М. О. Доливо-Добровольскому . Он разработал электромагнитные амперметры и вольтметры, индукционные приборы с вращающимся магнитным полем (ваттметр, фазометр) и ферродинамический ваттметр

Литература и документация

Литература

• Б.И.Панев Электрические измерения: Справочник (в вопросах и ответах) - М.:Агропромиздат, 1987
• Электрические измерения.Средства и методы измерений (общий курс).Под ред. Е. Г. Шрамкова - М.:Высшая школа, 1972
• Справочник по электроизмерительным приборам ; Под ред. К. К. Илюнина - Л.:Энергоатомиздат, 1983
• Атамалян Э. Г. Приборы и методы измерения электрических величин - издательство «ДРОФА», 2005
• Панфилов В. А. Электрические измерения - издательство «Академия», 2008
• Полищук Е.С. Электрические измерения электрических и неэлектрических величин
• Н. Н. Евтихиев Измерение электрических и неэлектрических величин - М.: Энергоатомиздат, 1990
• Шкурин Г. П. Справочник по электро- и электронноизмерительным приборам - М., 1972

Нормативно-техническая документация

• ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия»
• ГОСТ 30012.1-2002 (МЭК 60051-1-97) «Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним. Часть 1. Определения и основные требования, общие для всех частей»
• ГОСТ 9999-94 (МЭК 258-68) «Электроизмерительные самопишущие приборы прямого действия и вспомогательные части к ним»
• ГОСТ 13607-68 «Приборы и преобразователи электроизмерительные цифровые. Основные термины и определения»
• ГОСТ 14265-79 «Приборы электроизмерительные аналоговые контактные прямого действия. Общие технические условия»
• ГОСТ 19875-79 «Приборы электроизмерительные самопишущие быстродействующие. Общие технические условия»
• ГОСТ 23217-78 (МЭК 51) «Приборы электроизмерительные аналоговые с непосредственным отсчетом. Наносимые условные обозначения»

См. также

• Измерительная техника
• Электроизмерения

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Электроизмерительные приборы" в других словарях:

Приборы, служащие для непосредственного отсчета какой нибудь электрической величины (тока, напряжения и др.). Э. П. разделяются на системы магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, индукционные, тепловые, электростатические и… … Морской словарь

Электроизмерительные приборы класс устройств, применяемых для измерения различных электрических величин. В группу электроизмерительных приборов входят также кроме собственно измерительных приборов и другие средства измерений меры, преобразователи … Википедия

Измерение электрических величин, таких, как напряжение, сопротивление, сила тока, мощность. Измерения производятся с помощью различных средств измерительных приборов, схем и специальных устройств. Тип измерительного прибора зависит от вида и… … Энциклопедия Кольера

- (неправ. частотометр) измерительный прибор для определения частоты периодического процесса или частот гармонических составляющих спектра сигнала. Содержание 1 Классификация 2 Электронно счетные частотомеры … Википедия

Частотомер (неправ. частотометр) измерительный прибор для определения частоты периодического процесса или частот гармонических составляющих спектра сигнала. Содержание 1 Классификация 2 Электронно счетные частотомеры … Википедия

Совокупность элементов средства измерений, которые обеспечивают необходимое перемещение указателя (стрелки, светового пятна и т. д.) Содержание 1 Электроизмерительные механизмы 1.1 … Википедия

Два цифровых вольтметра. Верхний коммерческая модель. Нижний сконструировали студенты Берлинского технического университета Вольтметр (вольт + гр. μετρεω измеряю) измерительный при … Википедия

- (ватт + др. греч. μετρεω «измеряю») измерительный прибор, предназначенный для определения мощности электрического тока или электромагнитного сигнала. Содержание 1 Классификация … Википедия

- (Ом + др. греч. μετρεω «измеряю») измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения электрических активных (омических) сопротивлений. Обычно измерение производится по постоянному току, однако, в некоторых электронных омметрах… … Википедия

Книги

• Общая электротехника , И. А. Данилов , В учебном пособии изложены основы теории электрического и магнитного полей, цепей постоянного и переменного токов, электрических машин, аппаратов и приборов. Основное внимание уделено… Категория:

Назначение. Электроизмерительные приборы служат для контроля режима работы электрических установок, их испытания и учета расходуемой электрической энергии. В зависимости от назначения электроизмерительные приборы подразделяют на амперметры (измерители тока), вольтметры (измерители напряжения), ваттметры (измерители мощности), омметры (измерители сопротивления), частотомеры (измерители частоты переменного тока), счетчики электрической энергии и др. Различают две категории электроизмерительных приборов: рабочие - для контроля режима работы электрических установок в производственных условиях и образцовые - для градуировки и периодической проверки рабочих приборов. На железнодорожном транспорте электрические измерения получили широкое распространение при эксплуатации и ремонте э. п. с, тепловозов и устройств энергоснабжения железных дорог.

Типы приборов. В зависимости от способа отсчета электроизмерительные приборы разделяют на приборы непосредственной оценки и приборы сравнения.

Приборами непосредственной оценки, или показывающими, 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 подается соответствующий сигнал на отсчетное устройство, по которому определяют значение измеряемой величины.

По конструкции отсчетного устройства показывающие приборы делятся на приборы с механическим указателем (стрелочные), со световым указателем (зеркальные), с пишущим устройством (самопишущие) и электронные приборы со стрелочным или цифровым указателем отсчета. В стрелочных приборах измерительный механизм поворачивает стрелку на некоторый угол, который определяет значение измеряемой величины (шкала прибора проградуирована в соответствующих единицах: амперах, вольтах, ваттах и пр.).

В электроизмерительных приборах сравнения измерения осуществляются путем сравнения измеряемой величины с какой-либо образцовой мерой или эталоном. К ним относятся различные мосты для измерения сопротивлении и компенсационные измерительные устройства (потенциометры). Последние измеряют разность между измеряемым напряжением или э. д. с. и компенсирующим образцовым напряжением (э. д. с). В качестве сравнивающего прибора обычно используют гальванометр.

Действие электроизмерительных приборов непосредственной оценки основано на различных проявлениях электрического тока (магнитном, тепловом, электродинамическом и пр.), используя которые можно при помощи различных измерительных механизмов вызвать перемещение стрелки.

В зависимости от принципа действия, положенного в основу устройства измерительного механизма, электроизмерительные приборы относятся к различным системам: магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической, тепловой, индукционной и др. Приборы каждой из этих систем имеют свои условные обозначения.

Приборы могут выполняться с противодействующей возвратной пружиной и без пружины. В последнем случае они называются логометрами.

Точность приборов. Каждый электроизмерительный прибор имеет некоторую погрешность, которая определяется трением в его осях, технологическими допусками отдельных его деталей, гистерезисом в магнитной системе и т. д. Для оценки точности измерений используют понятие относительная погрешность ?x %. Она представляет собой отношение абсолютной погрешности?x, которая имеет место при измерениях (разность между измеренной величиной x из и ее действительным значением х д), к действительному значению измеряемой величины в процентах:

?x% = (x из — х д )/х д * 100 (91)

Эта погрешность различна при разных значениях измеряемой величины, т. е. для различных делений шкалы прибора. Поэтому точность электроизмерительных приборов оценивают по основной приведенной погрешности ?, которая равна отношению наибольшей абсолютной погрешности?x max для данного прибора к наибольшему (номинальному) значению х ном той величины (тока, напряжения, мощности и пр.), которую может измерять прибор:

?% = ?x max /х ном * 100 (92)

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

Магнитоэлектрический прибор с подвижной рамкой

Магнитоэлектрический прибор с подвижным магнитом

тока и пр. По степени точности электроизмерительные приборы непосредственной оценки подразделяются на восемь классов:

Класс прибора 0,05 0,1 0,2 0,5 1,0 1,5 2,5 4,0
Основная приведенная
погрешность,% ±0,05 ±0,1 ±0,2 ±0,5 ±1,0 ±1,5 ±2,5 ±4,0

К первым трем классам относят точные лабораторные приборы. Приборы классов 0,5; 1,0 и 1,5 используют для различных технических измерений. Они обычно переносные, подключаемые к электрическим установкам только во время измерений.

Приборы классов 2,5 и 4,0 устанавливают постоянно на щитах и панелях управления электрическими установками.

Ошибка в показаниях прибора определяется его классом точности. Например, амперметр класса 1,5 со шкалой на 100 А может дать погрешность (100*1,5)/100= 1,5А.

Погрешность прибора не следует смешивать с погрешностью измерений. Так как погрешность для рассматриваемого прибора, равная 1,5 А, задается независимо от измеряемого им тока, то при токе 50А погрешность измерений будет составлять 3%, а при токе 5А - 30%. Поэтому при измерениях рекомендуется так выбирать приборы, чтобы значения измеряемой величины не были существенно меньшими наибольшего ее значения, указанного на шкале прибора.
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 прибора, нормальное его положение при измерениях, испытательное напряжение, при котором проверялась изоляция прибора, и пр. Для указания назначения прибора в его условное обозначение вписывают буквенные символы измеряемых величин, например А (амперметр), V (вольтметр), W (ваттметр).