Типы измерительных приборов
Измерение – это опытное определение значений конкретной физической величины с помощью специального технического средства – измерительного прибора и выражение этих значений в принятых единицах.
Технические средства, используемые при проведении электрических измерений, называются средствами электрических измерений.
Различают следующие виды средств электрических измерений:
• Измерительные информационные системы.
Меры электрических величин служат для воспроизведения электрических величин (сопротивления, индуктивности, емкости, ЭДС и др.) заданного размера. К мерам электрических величин относятся измерительные резисторы, катушки индуктивности, измерительные конденсаторы, нормальные элементы и др.
Электроизмерительный прибор – это техническое средство измерений электрических и магнитных величин: тока, напряжения, мощности, электрической энергии, магнитного потока, емкости, индуктивности, частоты и т.д., в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.
Измерительный преобразователь – это средство электрических измерений, представляющее основную часть измерительного прибора, в котором измеряемая величина преобразуется в другую физическую величину в виде, удобном для подачи на индикаторные или регистрирующие устройства.
Электроизмерительные преобразователи делятся на две группы:
• преобразователи электрических величин в электрические (шунты, делители напряжения, трансформаторы, усилители и др.);
• преобразователи неэлектрических величин в электрические (термо- и тензорезисторы, пьезоэлектрические, электростатические, магнитоэлектрические, гальваномагнитные и др. преобразователи).
Измерительная установка – это несколько объединенных средств электрических измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, расположенных в одном месте и выполняющих определенные функции, обусловленные назначением установки. При помощи таких установок производят более сложные и точные измерения, чем при помощи отдельных измерительных приборов. Электроизмерительные установки используются, например, для поверки и градуировки электроизмерительных приборов, при проведении исследований свойств проводниковых, магнитных и изоляционных материалов, испытании электрических машин и др.
Измерительная информационная система представляет собой совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи. Измерительные информационные системы предназначены для автоматического получения измерительной информации от ряда ее источников, а также для передачи и обработки этой информации.
Примером измерительной информационной системы является АСКУЭ – автоматизированная система контроля и учета электроэнергии, широко используемая на объектах жилищно-коммунального хозяйства.
Электроизмерительные приборы бывают аналоговые и цифровые.
В аналоговых приборах наблюдаемые показания являются непрерывными функциями измеряемых величин.
В цифровых приборах измеряемые величины преобразуются в дискретные сигналы и представлены в цифровой форме.
Все измерения в зависимости от способа получения результата делятся на прямые и косвенные.
Виды погрешностей
При любом измерении неизбежно некоторое расхождение между измеренным АИ и действительным АД значениями измеряемой величины, называемое погрешностью измерения.
Разность между показаниями прибора АИ и действительным значением измеряемой величины АД называется абсолютной погрешностью измерения и выражается в единицах измеряемой величины: DА = АИ – АД.
Оценкой точности произведенного измерения является относительная погрешность, которая представляет собой отношение абсолютной погрешности DА к действительному (истинному) значению измеряемой величины АД, выраженное обычно в процентах:
Точность измерения, связанная с точностью самого прибора, оценивается приведенной погрешностью g, которая в свою очередь определяется отношением абсолютной погрешности DА к нормированному значению измеряемой величины АН:
Отсюда следует, что абсолютная погрешность измерения может быть определена, как произведение приведенной погрешности g и нормированного значения измеряемой величины АН:
Нормированное значение измеряемой величины АН для большинства приборов определяется верхним пределом или диапазоном измерения по шкале.
По своему характеру погрешности делятся на систематические, случайные и промахи.
В свою очередь, систематическая погрешность, присущая прибору, подразделяется на основную погрешность, обусловленную особенностями конструкции и несовершенством изготовления и дополнительную погрешность, вызываемую влиянием на показания приборов различных внешних факторов (температура, влажность, давление, вибрации, внешние магнитные поля и т.д.).
Допустимое значение основной погрешности электроизмерительного прибора характеризует его класс точности.
Все электроизмерительные приборы подразделяются на восемь классов точности: 0,05; 0.1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2.5; 4,0.
Число, обозначающее класс точности, указывает на наибольшее допустимое значение основной погрешности прибора, выраженное в процентах.
Типы измерительных приборов
По роду измеряемой величины электроизмерительные приборы подразделяются на амперметры, вольтметры, ваттметры, счетчики электрической энергии, частотомеры, фазометры, омметры и т.д. Условное обозначение прибора по роду измеряемой величины наносится на лицевую сторону прибора.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Типы приборов
2.6.1 переносной прибор: Прибор, предназначенный для перемещения во время работы, либо прибор, кроме жестко закрепленных приборов, имеющий массу меньше 18 кг.
2.6.2 ручной прибор: Переносной прибор, который при нормальной эксплуатации держат в руке; двигатель, если он имеется, составляет неотъемлемую часть прибора.
2.6.3 стационарный прибор: Жестко закрепленный прибор либо прибор, который не переносят.
2.6.4 закрепленный прибор: Прибор, который крепится к опоре или который закрепляется каким-либо другим способом в определенном положении.
Примечание — Клеящие вещества не считают средствами крепления прибора к опоре.
2.6.5 встраиваемый прибор: Закрепленный прибор, предназначенный для установки в шкафчиках, в подготовленных нишах в стене или других подобных местах.
Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .
Смотреть что такое «Типы приборов» в других словарях:
Типы — 10.7.2. Типы Устройствами аварийной остановки могут быть: кнопочный выключатель с толкателем в форме грибка или ладонной клавиши; выключатель, управляемый вытяжением троса; выключатель, управляемый педалью, без механической защиты. Эти устройства … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ Р МЭК 335-1-94: Безопасность бытовых и аналогичных электрических приборов. Общие требования и методы испытаний — Терминология ГОСТ Р МЭК 335 1 94: Безопасность бытовых и аналогичных электрических приборов. Общие требования и методы испытаний оригинал документа: 2.9 Конструкция приборов 2.9.1 отключение всех полюсов: Отключение одновременным действием обоих… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 26342-84: Средства охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации. Типы, основные параметры и размеры — Терминология ГОСТ 26342 84: Средства охранной, пожарной и охранно пожарной сигнализации. Типы, основные параметры и размеры оригинал документа: Активный оптико электронный охранный (охранно пожарный) извещатель Извещатель, формирующий извещение о … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
МДК 4-07.2004: Методика распределения общедомового потребления тепловой энергии на отопление между индивидуальными потребителями на основе показаний квартирных приборов учета теплоты — Терминология МДК 4 07.2004: Методика распределения общедомового потребления тепловой энергии на отопление между индивидуальными потребителями на основе показаний квартирных приборов учета теплоты: 3.4. Индивидуальный (поквартирный) учет тепловой… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ Р 52161.2.21-2006: Безопасность бытовых и аналогичных электрических приборов. Часть 2.21. Частные требования для аккумуляционных водонагревателей — Терминология ГОСТ Р 52161.2.21 2006: Безопасность бытовых и аналогичных электрических приборов. Часть 2.21. Частные требования для аккумуляционных водонагревателей оригинал документа: 3.101 аккумуляционный водонагреватель (storage water heater):… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Функционально-смысловые типы речи — – коммуникативно обусловленные типизированные разновидности монологической речи, к числу которых традиционно относятся описание, повествование, рассуждение (см.). В истории развития риторики, поэтики, стилистики они имели разные названия: способы … Стилистический энциклопедический словарь русского языка
ГОСТ 30196-94: Головки колонные. Типы, основные параметры и присоединительные размеры — Терминология ГОСТ 30196 94: Головки колонные. Типы, основные параметры и присоединительные размеры оригинал документа: 3.1.1 Верхний уплотнитель: устьевой уплотнитель обсадной колонны, закрепляемой в трубодержателе колонной головки. Примечание… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ТОНВАРИАТОР — ТОНВАРИАТОР, электрический ламповый генератор звуковых колебаний, служащий в сур дотерапии для испытания и. упражнения слуха. Свойства Т., требуемые указанной областью применения: 1) синусоидальность производимых колебаний (чистые тона); 2)… … Большая медицинская энциклопедия
Тифлотехника — отрасль приборостроения специального назначения, относящаяся к разработке технических средств для обучения, политехнической, производственной подготовки, трудовой деятельности и культурно бытового обслуживания слепых, слабовидящих и… … Большая советская энциклопедия
1.3 Классификация измерительных приборов
Существуют различные классификации ИП, однако не одна из них не является исчерпывающей. Приведем классификацию ИП в соответствии со следующими классификационными признаками:
— вид сигнала измерительной информации;
— вид измеряемой физической величины.
По назначению ИП делятся на две группы:
1) приборы метрологического назначения;
2) технические, или рабочие.
К первым относятся меры и образцовые ИП, вся остальная часть приборов относится ко вторым.
По элементной базе ИП также делятся на две группы:
1.Электрические, или электроизмерительные, или электромеханические.
2.Электронные, или радиоизмерительные.
Это деление обусловлено рабочим частотным диапазоном. Первые работают на частоте питающей сети, вторые — на радиочастотах.
По виду сигнала измерительной информации ИП делятся:
2.Цифровые, предполагают наличие в своем составе АЦП и ЦАП.
По методу измерения приборы делятся на:
1.ИП непосредственной оценки.
По методу отсчёта различают:
В показывающих ИП значение физической величины определяется по отсчётному устройству. ИП второй группы предполагают регистрацию результатов измерения на каком-либо носителе.
По виду измеряемой физической величины ИП делятся на:
Приборы электромеханические делятся на следующие разновидности:
3.Электро- и ферродинамические – Д.
7.Комбинированные (тестеры) – Ц.
Название приборов обусловлено различным принципом действия. В большинстве этих приборов есть подвижная вращающаяся и неподвижная части. Способ создания момента вращения определяет тип прибора и его название.
Буквенно-цифровое обозначение начинается с заглавной буквы русского алфавита.
Электронные приборы делятся на 20 подгрупп в зависимости от назначения. Название подгрупп связано с условным буквенно-цифровым обозначением.
Подгруппа А – приборы для измерения силы тока, подгруппа В – приборы для измерения напряжения, и т.д.
Условное обозначение радиоизмерительного прибора состоит из обозначения вида, к которому он относится и номера модели. Перед номером модели ставится дефис.
В2 – вольтметры постоянного тока;
В3 – вольтметры переменного тока;
В4 – импульсные вольтметры;
В6 – селективные (частотно-избирательные) вольтметры;
В7 – универсальные вольтметры.
2 – 7 – вид вольтметра.
Пример: В3 – 38, где 38 – модель или номер разработки.
В буквенно-цифровом обозначении помимо вида и номера разработки могут присутствовать русские буквы А, Б, которые свидетельствуют о том, что прибор подвергался модернизации. Пример: В3 – 38А, В3 – 38Б. Могут еще стоять через косую черту цифры, которые означают, что прибор подвергался конструктивной доработке. Пример: В3 – 38/1, В3 – 38/2.
1.4 Основные технические характеристики измерительных приборов
Возможность эффективного использования ИП характеризуется группой свойств, которая получила название технические характеристики (ТХ). ТХ отражают абсолютно все свойства ИП (точность, чувствительность, габариты, массу, диапазон измерений, надежность, и т.д.). Среди этой группы свойств приборов принято выделять те свойства, которые обусловливают точность измерений и эту группу характеристик называют метрологическими характеристиками.
К наиболее важным метрологическим характеристикам ИП относят следующие характеристики:
1. Номинальная статическая характеристика преобразования (НСХП).
2. Чувствительность прибора.
3. Цена деления прибора.
4. Диапазон измерений.
5. Диапазон показаний.
6. Диапазон частот.
7. Потребляемая мощность.
8. Входной импеданс.
9. Динамические характеристики прибора.
11. Класс точности прибора.
Рассмотрим эти характеристики:
1. Номинальная статическая характеристика преобразования (НСХП) – зависимость информативных параметров входного и выходного сигналов измерительной информации при заданных условиях измерения. Эта характеристика может быть представлена в виде аналитической зависимости между информативными параметрами сигнала в виде таблицы или графика. Это та формула, которая описывает принцип действия прибора, она является исчерпывающей характеристикой прибора, и все остальные характеристики метрологически вытекают из этой аналитической зависимости. В технических описаниях к приборам эта характеристика обычно не приводится, она имеет интерес для разработчиков.
2. Чувствительность прибора характеризует способность ИП реагировать на изменение входного сигнала измерительной информации. Чувствительность представляет собой отношение изменения сигнала на выходе к вызвавшему его изменению входного сигнала. Если обозначить изменение входного сигнала , а
— соответствующее изменение выходного сигнала, то чувствительность
.
Различают чувствительность абсолютную и относительную
.
На практике широко вместо понятия чувствительность пользуются понятием порог чувствительности, под которым понимают минимальное значение изменения входного сигнала измерительной информации, на которое реагирует измерительный прибор.
3. Характеристика, обратная чувствительности, называется постоянной прибора, или ценой деления шкалы.
.
Понятие цена деления существует и для цифровых ИП, но смысл другой – вес единицы младшего разряда кода. Требование стабильности чувствительности при любых сочетаниях влияющих факторов является одним из важнейших требований, предъявляемых к ИП.
4. Диапазон измерений – интервал значений измеряемой физической величины, в пределах которого нормирована погрешность ИП. Диапазон измерений сверху и снизу ограничивается пределами измерений и, как привило, разбивается на поддиапазоны.
5. Диапазон показаний прибора обусловлен начальным и конечным значениями шкалы прибора.
6. Диапазон частот – полоса частот, в пределах которой нормирована погрешность ИП.
7. Потребляемая мощность (от объекта исследования) отражает степень взаимодействия объекта измерения и измерительного прибора. Чем меньше мощность, потребляемая прибором от объекта измерения, тем в меньшей степени измерительный преобразователь влияет на режим работы объекта измерения, тем выше точность результатов измерения.
8. Входной импеданс ИП – полное эквивалентное сопротивление прибора со стороны входных зажимов. В составе входного импеданса выделяют активную и реактивные составляющие. Наличие реактивных составляющих обусловлено паразитными параметрами входных цепей ИП.
Примеры паразитных емкостей: индуктивность соединительных проводов, межвитковые емкости, емкости между проводниками и общей шиной приборов, которые проявляются на частотах, превышающих сотни килогерц. При измерениях в диапазоне частот до сотен килогерц принято считать, что входной импеданс прибора представляет собой только активную его составляющую. Кроме того, между паразитной индуктивностью и паразитной емкостью могут возникать резонансы, влияние которых негативно сказывается на свойствах ИП, поэтому при проектировании приборов стремятся обеспечить такие значения паразитных параметров, чтобы частоты собственных резонансов не менее чем в 50 раз превышали верхнюю граничную частоту прибора.
9. Динамические характеристики ИП. Эта группа характеристик определяет реакцию прибора на изменения измеряемой физической величины во времени. Различают полные и частные динамические характеристики. К полным относят комплексную частотную характеристику прибора и переходную характеристику прибора, а частные динамические характеристики представляют собой параметры полных динамических характеристик. К ним относят время успокоения и быстродействие прибора. Под временем успокоения понимают промежуток времени от момента скачкообразного изменения измеряемой физической величины до момента установления показаний прибора. Другое название этой характеристики – время установления показаний. Такое понятие относится только к аналоговым ИП. Это значение нормируется и должно составлять не более 4 с. Аналогичная характеристика для цифровых ИП – быстродействие – количество измерений за единицу времени.
10. Любой результат измерений характеризуется некой неточностью, которая называется погрешностью. Различают погрешности измерений и погрешности измерительных приборов, которые являются частью погрешности измерений. Применительно к ИП регламентируются 4 вида погрешностей:
§ 95. Назначение и типы электроизмерительных приборов
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.
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 δx%. Она представляет собой отношение абсолютной погрешности Δx, которая имеет место при измерениях (разность между измеренной величиной xиз и ее действительным значением хд), к действительному значению измеряемой величины в процентах:
δx% = (xиз— хд)/хд * 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 ϒx, которая равна отношению наибольшей абсолютной погрешности Δxmax для данного прибора к наибольшему (номинальному) значению хном той величины (тока, напряжения, мощности и пр.), которую может измерять прибор:
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 и пр.
Магнитоэлектрический прибор с подвижной рамкой
Магнитоэлектрический прибор с подвижным магнитом
Электродинамический прибор
Электромагнитный прибор
Ферродинамический прибор