تصنيف أدوات القياس الكهربائية ورموز مقياس الأجهزة

من أجل التحكم في التشغيل الصحيح للتركيبات الكهربائية ، واختبارها ، وتحديد معلمات الدوائر الكهربائية ، وتسجيل الطاقة الكهربائية المستهلكة ، وما إلى ذلك ، يتم إجراء قياسات كهربائية مختلفة. في تكنولوجيا الاتصالات ، كما هو الحال في التكنولوجيا الحديثة ، تعتبر القياسات الكهربائية ضرورية. الأجهزة التي يتم بها قياس الكميات الكهربائية المختلفة: التيار والجهد والمقاومة والطاقة وما إلى ذلك ، تسمى أدوات القياس الكهربائية.

مقياس التيار الكهربائي للوحة:

يوجد عدد كبير من عدادات الكهرباء المختلفة. غالبًا ما يتم استخدام ما يلي في إنتاج القياسات الكهربائية: مقياس التيار الكهربائي ، الفولتميتر ، مقاييس الجلفانومتر ، مقاييس الواط ، أجهزة القياس الكهربائية ، مقاييس الطور ، مؤشرات الطور ، سينكروسكوبات ، مقاييس التردد ، أوممتر ، ميغا أوممتر ، مقاومات الأرض ، مقاييس السعة والحث ، راسمات الذبذبات ، قياس الجسور وأدوات الدمج ومجموعات القياس.

راسم الذبذبات:

مجموعة القياس الكهربائية K540 (تشمل الفولتميتر ، مقياس التيار الكهربائي والواط):

تصنيف الأدوات الكهربائية حسب مبدأ التشغيل

وفقًا لمبدأ التشغيل ، يتم تقسيم أجهزة القياس الكهربائية إلى الأنواع الرئيسية التالية:

1. أجهزة النظام الكهرومغناطيسي القائمة على مبدأ تفاعل الملف مع مجال مغناطيسي حالي وخارجي تم إنشاؤه بواسطة مغناطيس دائم.

2. NStools لنظام إلكتروديناميكي قائم على مبدأ التفاعل الكهروديناميكي لملفين مع التيارات ، أحدهما ثابت والآخر متحرك.

3. أجهزة النظام الكهرومغناطيسي ، حيث يتم استخدام مبدأ تفاعل المجال المغناطيسي لملف ثابت مع تيار ولوحة حديدية متحركة ممغنطة بواسطة هذا المجال.

4. أجهزة قياس الحرارة باستخدام التأثير الحراري للتيار الكهربائي. يمتد السلك الذي يتم تسخينه بواسطة التيار ، ويتدلى لأسفل ، ونتيجة لذلك ، يمكن تدوير الجزء المتحرك من الجهاز تحت تأثير الزنبرك ، مما يزيل الركود الناتج في السلك.

5. أجهزة نظام الحث ، على أساس مبدأ تفاعل المجال المغناطيسي الدوار مع التيارات التي يسببها هذا المجال في أسطوانة معدنية متحركة.

6. أجهزة النظام الكهروستاتيكي على أساس مبدأ التفاعل بين الصفائح المعدنية الثابتة والمتحركة المشحونة بشحنات كهربائية معاكسة.

7. أجهزة النظام الكهروحراري وهي عبارة عن مزيج من مزدوج حراري مع بعض الأجهزة الحساسة مثل النظام الكهرومغناطيسي. يساهم التيار المقاس الذي يمر عبر المزدوجة الحرارية في ظهور تيار حراري يعمل على الجهاز الكهرومغناطيسي.

8.أجهزة نظام الاهتزاز على أساس مبدأ الرنين الميكانيكي للأجسام المهتزة. عند تردد تيار معين ، يهتز أحد دعامات المغناطيس الكهربائي بشكل مكثف ، وتتزامن فترة التذبذبات الطبيعية مع فترة التذبذبات المفروضة.

9. أجهزة القياس الإلكترونية - الأجهزة التي تحتوي دوائر قياسها على مكونات إلكترونية. يتم استخدامها لقياس جميع الكميات الكهربائية تقريبًا ، فضلاً عن الكميات غير الكهربائية التي تم تحويلها إلى كميات كهربائية.

وفقًا لنوع جهاز القراءة ، يتم تمييز الأجهزة التناظرية والرقمية. في الأدوات التناظرية ، تؤثر القيمة المقاسة أو النسبية بشكل مباشر على موضع الجزء المتحرك الذي يوجد عليه جهاز القراءة. في الأجهزة الرقمية ، يكون الجزء المتحرك غائبًا ويتم تحويل القيمة المقاسة أو النسبية إلى مكافئ رقمي مسجل بمؤشر رقمي.

مقياس الحث:

يعتمد انحراف الجزء المتحرك في معظم آليات القياس الكهربائية على قيم التيارات في لفاتها. ولكن في الحالات التي يجب أن تعمل فيها الآلية لقياس كمية ليست دالة مباشرة للتيار (المقاومة ، الحث ، السعة ، تحول الطور ، التردد ، إلخ) ، من الضروري أن يعتمد عزم الدوران الناتج على الكمية المقاسة و مستقل عن جهد الإمداد.

لمثل هذه القياسات ، يتم استخدام آلية ، يتم تحديد انحراف الجزء المتحرك منها فقط من خلال نسبة التيارات في ملفيها ولا تعتمد على قيمها. تسمى الأجهزة التي تم إنشاؤها وفقًا لهذا المبدأ العام بالنسب.من الممكن إنشاء آلية قياس النسبة لأي نظام قياس كهربائي بخاصية مميزة - عدم وجود لحظة مقاومة ميكانيكية ناتجة عن التواء الينابيع أو السطور.

أسطورة الفولتميتر:

توضح الأشكال أدناه رموز عدادات الكهرباء وفقًا لمبدأ عملها.

تحديد مبدأ تشغيل الجهاز

تعيينات النوع الحالي

تسميات لفئة الدقة ، وموضع الجهاز ، وقوة العزل ، والكميات المؤثرة

تصنيف أجهزة القياس الكهربائية حسب نوع الكمية المقاسة

يتم تصنيف العدادات الكهربائية أيضًا وفقًا لطبيعة الكمية التي تقيسها ، نظرًا لأن الأجهزة التي لها نفس مبدأ التشغيل ، ولكنها مصممة لقياس كميات مختلفة ، يمكن أن تختلف اختلافًا كبيرًا عن بعضها البعض في بنائها ، ناهيك عن المقياس على الجهاز.

يوضح الجدول 1 قائمة الرموز الخاصة بمقاييس الكهرباء الأكثر شيوعًا.

الجدول 1. أمثلة على تعيين وحدات القياس ومضاعفاتها ومجموعاتها الفرعية

الاسم التعيين الاسم التعيين كيلو أمبير كيلو أمبير عامل الطاقة cos φ أمبير عامل القدرة التفاعلي الخطيئة φ ملي أمبير مللي أمبير ثيراوم TΩ ميكرو أمبير μA ميجا أوم MΩ كيلوفولت كيلو فولت كيلو أوم كيلو فولت فولت أوم Ω ملي فولت مللي فولت ملي أمبير متر مكعب ميغاواط ميكروم ميكرومتر ميغاوات ميغاوات ملي وات Picofarad pF كيلوفار kVAR Henry H Var VAR Milhenry mH Megahertz MHz Microhenry µH KHz kHz مقياس درجة الحرارة بالدرجات المئوية o ° C هرتز

درجة زاوية المرحلة φo

تصنيف أجهزة القياس الكهربائية حسب درجة الدقة

الخطأ المطلق للجهاز هو الفرق بين قراءة الجهاز والقيمة الحقيقية للقيمة المقاسة.

على سبيل المثال ، الخطأ المطلق في مقياس التيار الكهربائي

δ = أنا - aiH ،

حيث δ (اقرأ "دلتا") - الخطأ المطلق بالأمبير ، قراءة العداد بالأمبير ، Azd - القيمة الحقيقية للتيار المقاس بالأمبير.

إذا كانت I> Azd ، فإن الخطأ المطلق للجهاز يكون موجبًا ، وإذا كنت <I ، فسيكون ذلك سالبًا.

تصحيح الجهاز هو قيمة يجب إضافتها إلى قراءة الجهاز للحصول على القيمة الحقيقية للقيمة المقاسة.

Aze = أنا - δ = أنا + (-)

لذلك ، فإن تصحيح الجهاز هو قيمة الخطأ المطلق للخطأ المطلق للجهاز ، ولكن عكسه في الإشارة. على سبيل المثال ، إذا أظهر مقياس التيار الكهربائي 1 = 5 أ ، وكان الخطأ المطلق للجهاز δ = 0.1 أ ، فإن القيمة الحقيقية للقيمة المقاسة هي I = 5+ (-0.1) = 4.9 أ.

الخطأ المخفض للجهاز هو نسبة الخطأ المطلق إلى أكبر انحراف محتمل لمؤشر الجهاز (القراءة الاسمية للجهاز).

على سبيل المثال ، لمقياس التيار الكهربائي

β = (δ / في) 100٪ = ((I - INS) / في) 100٪

حيث β - خطأ مخفض بالنسبة المئوية ، In هي القراءة الاسمية للأداة.

تتميز دقة الجهاز بقيمة الحد الأقصى لخطأه المنخفض. وفقًا لـ GOST 8.401-80 ، يتم تقسيم الأجهزة إلى 9 وفقًا لدرجة فئات الدقة: 0.02 و 0.05 و 0.1 و 0.2 و 0.5 و 1.0 و 1.5 و 2.5 و 4 و 0. على سبيل المثال ، إذا كان لهذا الجهاز فئة دقة 1.5 ، فهذا يعني أن الحد الأقصى للخطأ المخفض هو 1.5٪.

تُستخدم عدادات كهربائية بفئات دقة 0.02 و 0.05 و 0.1 و 0.2 ، باعتبارها الأكثر دقة ، حيث تتطلب دقة قياس عالية جدًا. إذا كان الجهاز يحتوي على خطأ أقل من 4٪ ، فإنه يعتبر خارج الفئة.

أداة قياس زاوية الطور مع فئة الدقة 2.5:

حساسية وثبات جهاز القياس

حساسية الجهاز هي نسبة الحركة الزاوية أو الخطية لمؤشر الجهاز لكل وحدة من القيمة المقاسة.لو مقياس الجهاز هو نفسه، فإن حساسيته على المقياس بالكامل هي نفسها.

على سبيل المثال ، يتم تحديد حساسية مقياس التيار الكهربائي بنفس المقياس بواسطة الصيغة

S = Δα / ΔI ،

حيث C - حساسية الأمبير في أقسام الأمبير ، Az - الزيادة الحالية في الأمبير أو الملليمترات ، Δα - زيادة الإزاحة الزاوية لمؤشر الجهاز بالدرجات أو المليمترات.

إذا كان مقياس الجهاز غير متساوٍ ، فإن حساسية الجهاز في مناطق مختلفة من المقياس مختلفة ، لأن نفس الزيادة (على سبيل المثال ، التيار) سوف تتوافق مع خطوات مختلفة من الإزاحة الزاوية أو الخطية لمؤشر أداة.

تسمى الحساسية المتبادلة للأداة بثابت الأداة. وبالتالي ، فإن ثابت الجهاز هو تكلفة الوحدة للجهاز ، أو بعبارة أخرى ، القيمة التي يجب بها مضاعفة قراءة المقياس في الأقسام للحصول على القيمة المقاسة.

على سبيل المثال ، إذا كان ثابت الجهاز هو 10 مللي أمبير / div (عشرة مللي أمبير لكل قسم) ، فعندما ينحرف مؤشره عن α = 10 أقسام ، فإن القيمة الحالية المقاسة هي I = 10 · 10 = 100 مللي أمبير.

الواطمتر المقياس الواطي:

مخطط توصيل الواطميتر وتسميات الجهاز (جهاز ديناميكي لقياس القدرة المتغيرة والثابتة مع وضع أفقي للمقياس ، دائرة القياس معزولة عن العلبة والجهد المختبَر 2 كيلو فولت ، ودرجة الدقة 0.5):

معايرة أدوات القياس - تحديد الأخطاء أو التصحيحات لمجموعة من قيم مقياس أداة من خلال مقارنة مجموعات مختلفة من قيم المقياس الفردية مع بعضها البعض. تستند المقارنة إلى إحدى قيم المقياس.تستخدم المعايرة على نطاق واسع في ممارسة أعمال المقاييس الدقيقة.

إن أبسط طريقة للمعايرة هي مقارنة كل حجم بحجم متساوٍ اسميًا (صحيح بشكل معقول). لا ينبغي الخلط بين هذا المفهوم (كما يحدث غالبًا) مع التخرج (المعايرة) لأدوات القياس ، وهي عملية مترولوجية يتم من خلالها إعطاء قيم لأقسام مقياس أداة القياس في وحدات قياس معينة.

فقدان الطاقة في الأجهزة

تستهلك أجهزة القياس الكهربائية الطاقة أثناء التشغيل ، والتي يتم تحويلها عادةً إلى طاقة حرارية. يعتمد فقدان الطاقة على الوضع في الدائرة بالإضافة إلى تصميم النظام والجهاز.

إذا كانت الطاقة المقاسة صغيرة نسبيًا ، وبالتالي فإن التيار أو الجهد في الدائرة صغير نسبيًا ، فإن فقد الطاقة في الأجهزة نفسها يمكن أن يؤثر بشكل كبير على وضع الدائرة قيد الدراسة ، ويمكن أن يكون لقراءات الأجهزة تماما خطأ كبير. للقياسات الدقيقة في الدوائر التي تكون فيها القوى المطورة صغيرة نسبيًا ، من الضروري معرفة قوة فقد الطاقة في الأجهزة.

يوضح الجدول 2 متوسط ​​قيم خسائر الطاقة في أنظمة العدادات الكهربائية المختلفة.

نظام أجهزة القياس الفولتميتر 100 فولت ، مقاييس أمبير 5 أمبير ، واط كهربائي مغناطيسي 0.1 - 1.0 0.2 - 0.4 كهرومغناطيسي 2.0 - 5.0 2.0 - 8.0 الحث 2.0 - 5.0 1 .0 - 4.0 كهروديناميكي 3.0 - 6.0 3.5 - 10 حراري 8.0 - 20.0 2.0 - 3.0