Реферати українською » Физика » Електричні вимірювання


Реферат Електричні вимірювання

Страница 1 из 2 | Следующая страница

>КОНТРОЛЬНАЯ РОБОТА

НА ТЕМУ:

«>ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕИЗМЕРЕНИЯ»


Запровадження

Розвиток науку й техніки завжди був був із прогресом у сфері вимірів. Важливе значення вимірів науціподчеркивали деякі вчені.

Р. Галілей: «>Измеряй все доступне виміру і роби доступне все недоступне йому».

Д.І. Менделєєв: «Наука починається відтоді, як починають вимірювати, точна наука немислима до межі».

Кельвін: «Кожна річ відома лише тією ступеня, як і їх можна виміряти».

Виміри є з основних способів пізнання природи, її явищ і законів. Кожному, новому відкриттю у галузі природничих і технічних наук передує велика кількість різних вимірів. (Р.Ом – закон Ома; П. Лебедєв – тиск світла).

Важливу роль грають виміру перетворилася на створення нових машин, споруд, підвищенні якості продукції. Наприклад, під час випробуваннястендового найбільшого світі турбогенератора 1200 МВт, створеного на Ленінградському об'єднанні «Електросила», виміру проводилися в 1500 різних його точках.

Особливо важливе значення мають електричні виміру як електричних не електричних величин.

Перший у світіелектроизмерительний прилад «покажчик електричної сили» було створено 1745 року, академікомГ.В.Рохманом, соратником М. В. Ломоносова.

То справді був електрометр – прилад для виміру різниці потенціалів. Але тільки із другої половини ХІХ століття у зв'язку з створенням генераторів електричної енергії гостро постало питання про розробку різних електровимірювальних приладів.

Друга половина ХІХ століття, початок ХХ століття, – російський електротехнікМ.О.Доливо-добровольский розробив амперметр і вольтметр, електромагнітний системи; індукційний вимірювальний механізм; основиферродинамических приладів.

Тоді ж – російський фізик О.Г. Столєтов – закон зміни магнітної проникності, її вимір.

Тоді ж – академікБ.С. Якобі – прилади для виміру опору електричної ланцюга.

Тоді ж – Д.І. Менделєєв – точна теорія терезів, введення у Росії метричної системи заходів, організація відділення з перевірці електровимірювальних приладів.

1927 рік – Ленінград побудований перший вітчизняний приладобудівний завод «Електроприлад» (зараз –Вибратор випусксчетчиков).

30 роки – побудованоприборостроительние заводи у Харкові, Ленінграді, Москві, в Києві й інших містах.

З 1948-го по 1967 рік обсяг продукції приладобудування зріс у 200 раз.

У наступних п'ятирічках розвиток приладобудування йде незмінно випереджаючими темпами.

Основні досягнення:

– Аналогові прилади безпосередньої оцінки поліпшених властивостей;

–Узко профільні аналогові які сигналізують контрольні прилади;

–Прецизионние напівавтоматичні конденсатори, мости,делители напруги, інші установки;

– Цифрові вимірювальні прилади;

– Застосування мікропроцесорів;

–Измерительний комп'ютер.

Сучасне виробництво немислимо без сучасних засобів вимірів. Електровимірювальна техніка постійно вдосконалюється.

У приладобудуванні широко використовується досягнення радіоелектроніки, обчислювальної техніки, та інші досягнення науку й техніки. Все частіше застосовують мікропроцесори і мікро ЕОМ.

Вивчення курсу «>Электрических вимірів» ставить за мету:

– Вивчення пристрої і принцип дії електровимірювальних приладів;

– Класифікація вимірювальних приладів, ознайомлення з умовними позначками на шкалах приладів;

– Основні методики вимірів, добір тих чи інших вимірювальних приладів у залежність від вимірюваною розміру й вимоги до виміру;

– Ознайомлення з основними напрямами сучасного приладобудування.


1. Основні поняття, методи вимірів і похибок

>Измерением називається перебування значень фізичної величини досвідченим шляхом з допомогою спеціальних технічних засобів.

Виміри їх необхідно виконувати в загальноприйнятих одиницях.

Засобами електричних вимірів називаються технічні засоби, які використовуються при електричних вимірах.

Розрізняють такі види коштів електричних вимірів:

– Заходи;

–Электроизмерительние прилади;

–Измерительние перетворювачі;

–Электроизмерительние установки;

–Измерительние інформаційні системи.

>Мерой називається засіб вимірів, призначене на відтворення фізичної величини заданого розміру.

>Электроизмерительним приладом називається засіб електричних вимірів, призначене розробки сигналів вимірювальної інформацією формі доступною безпосереднього сприйняття спостерігача.

>Измерительним перетворювачем називається засіб електричних вимірів, призначене розробки сигналів вимірювальної інформацією формі зручною передачі, подальшого перетворення, зберігання, але з піддається безпосередньому сприйняттю.

Електровимірювальна установка складається з низки коштів вимірів та допоміжних пристроїв. З її допомогою можна робити точніші складні виміру, перевірку іградуировку приладів та т.д.

>Измерительние інформаційні системи є сукупність коштів вимірів та допоміжних пристроїв.Предназначени для автоматичного отримання вимірювальної інформації від створення низки її джерел, його передачі й обробки.

Класифікація вимірів:

а). Залежно від способу отримання результату прямі й опосередковані:

>Прямими називаються виміру, наслідки яких виходить безпосередньо з досвідчених даних (вимір струму амперметром).

Непрямі називаються виміру, у яких бажана величина безпосередньо не вимірюється, а перебуває у результаті розрахунку по відомим формулам. Наприклад:P=U·I, де U і I обмірювані приладами.

б). Залежно від сукупності прийомів використання принципів, і коштів вимірів все методи діляться на методи безпосередньої оцінки й методи порівняння.

Метод безпосередньої оцінки – яка вимірюється величина визначається безпосередньо поотсчетному влаштуванню вимірювального приладу прямої дії (вимір струму амперметром). Цей метод простий, але відрізняється низькою точністю.

Метод порівняння – яка вимірюється величина порівнюється зі відомої (наприклад: вимір опору шляхом порівняння його з мірою опору – зразковою котушками опору). Метод порівняння поділяють на нульової, диференціальний і заміщення.

Нульовий – яка вимірюється і відомий величина одночасно впливають на прилад порівняння, доводячи його нанівець (наприклад: вимір електричного опору урівноваженим мостом).

>Дифференциальний – прилад порівняння вимірює різницю між вимірюваною і відомої величиною.

Метод заміщення – яка вимірюється величина замінюється в вимірювальної установці відомої величиною.

Цей метод найточнішим.

Похибки вимірів

Результати виміру фізичної величини дають лишеприближенное її значення внаслідок цілого ряду причин. Відхилення результату виміру від істинного значення вимірюваною величини називається похибкою виміру.

Розрізняють абсолютну і відносну похибка.

Абсолютна похибка виміру дорівнює різниці між результатом виміруАи і істинним значенням вимірюваною величини А:

>ДА=АиА

Поправка:дА=А–Аи

Отже, Істинне значення величини одно:А=Аи+дА.

Про похибки можна почути, порівнюючи показання приладу зі свідченнями зразкового приладу.

Відносна похибка виміру рА є ставлення абсолютної похибки виміру до справжнього значенням вимірюваною величини, виражене в %:

%

Приклад: Прилад показуєU=9,7 У. Справжнє значенняU=10 У визначитиДU і 2002 рU:

>ДU=9,7–10=–0,3 У рU=%=3%.

Похибки вимірів мають систематичну і випадкову складові. Перші залишаються постійними при повторних вимірах, вони визначаються, і вплив її в результат виміру усувається запровадженням поправки. Другі змінюються випадково, і їх можна визначити чи усунути.

У практиціелектроизмерений найчастіше користуються поняттям >приведенной похибки рп:

Це ставлення абсолютної похибки до номінальному значенням вимірюваною величини або до останню цифру за шкалою приладу:

%

Приклад:ДU=0,3 У.Вольтметр вміщує 100 У. рп=?

рп=0,3/100·100%=0,3%

Похибки в вимірах можна слідстві:

а).Неправильной установки приладу (горизонтальна, замість вертикальної);

б).Неправильного обліку середовища (зовнішньої вологості,tє).

в). Вплив зовнішніх електромагнітних полів.

р).Неточний відлік показань тощо.

При виготовленні електровимірювальних приладів застосовані ті чи інші технічні засоби, щоб забезпечити той чи інший рівень точності.

Похибка, обумовлена якістю виготовлення приладу, називається – основний похибкою.

Відповідно до якістю виготовлення все прилади поділяються на класи точності: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.

Клас точності обгрунтовується шкалах вимірювальних приладів. Він позначає Основну найбільшу допустиму надану похибка приладу:

рД=%.


З класу точності при перевірці приладу, визначають, чи придатна вона до подальшої експлуатації, тобто. чи своєму класу точності.

Порівняння точності приладу з зразковим – називається перевіркою.

Для перевірки застосовують зразкові прилади на 2 класу точності вищеповеряемого. Так для перевірки приладу класу точності 0,5 придатні прилади класу точності 0,1; 0,05.

Перед перевіркою обчислюють найбільшу допустиму похибка ТАКнаиб дляповеряемого приладу, чи визначають його істинний клас точності.

Заходи основних електричних величин

Залежно від рівня точності й діють області застосування заходи поділяються на еталони, зразкові і створить робочі заходи.

>Эталони – засіб виміру, що забезпечує відтворення й зберігання одиниці фізичної величини передачі її розміру інших вимірів.

>Образцовие заходи – призначені для перевірки іградуировки робочих заходів вимірювальних приладів. Вони можуть безпосередньо використовуватися для точних вимірів.

Робітники заходи– виготовляються для широкого діапазону номінальних значень величин й закони використовують для перевірки вимірювальних приладів та для вимірів на підприємствах.

Для виготовлення приладів у цілях забезпечення високої точності вимірів застосовують заходи електричних величин: міраЭДС; I; R; L; взаємної індуктивності; З.

а). МіраЭДС– як заходівЭДС, як зразкових і робочих, застосовують нормальні елементи різних класів точності.





1. Позитивний електрод – ртуть.

2. Шар пасти (сумішсернокислой ртутіHg2>SO4 і сірчанокислого кадміюCdSO4)

3. Кристали сірчанокислого кадмію.

4.Электролит – насичений розчин сірчанокислого кадмію.

5. негативний електрод – амальгама кадмію.

Бувають трьох класів точності 0,001; 0,002; 0,005

>ЭДС для елементаКласса точності 0,005 становить 1,0185 – 1,0187 У.

>Допустимое змінаЭДС протягом року для елементів класу точності 0,005 становить 50мкВ

б). Заходи електричних опорів: зразкові і створить робочі заходи виконуються як котушок опорів, які роблять зманганиновой дроту чи стрічки (>Cu84%,Ni4%,Mn12%). Вона має малим температурним коефіцієнтом опору (0,000011/єС), великим питомим опором (0,45Ом·мм2/м) й малоїтермо-е.д.с. за хорошого контакту з міддю (2мкВ на 1єС).

>Образцовиерезистори виготовляються номінальні опору 0,00001; 0,0001; 0,001; 0,01; 0,1; 1,0; 10; 100; 1000; 10000; 100000Ом. Клас точності вимірювальних резисторів (котушок опорів): 0,0005; 0,001; 0,002; 0,005; 0,01; 0,02; 0,05.

Пристрій одній з котушок опору. На латунний чи порцеляновий циліндр А накладенабифилярная (виконана удвічі дроти) обмотка, на кінцях якої містяться пари затискачів I і U,укрепленние на ебонітової панелі Б, до котрої я кріпиться кожух котушки У.


>Токовими затискачами I резистор входить у ланцюг струму, затискачі U, звані потенційними, призначені для виміру напруги на опір резистора
Електрична схема

Набір резисторів, ув'язнених у єдиний кожухисоединенних по певній схемою, називається – магазином резисторів чи опорів. Вони застосовуються замість зразкових котушок й у регулювання струму. Магазини резисторів точності діляться на класи: 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0.Образцовие котушки і магазини резисторів повинен мати можливо менші власніиндуктивность іемкость.

в). Заходи індуктивності та поглибленням взаємної індуктивності є котушки індуктивності та поглибленням взаємної індуктивності з їх постійним значенням індуктивності.

>Образцовие котушки індуктивності є пластмасовий чи порцеляновий каркас з накладеної нею обмоткою з мідної ізольованій дроту, кінці якої зміцнюються на затисках. Використання каркаса знемагнитного матеріалу забезпечує незалежність індуктивності від струму в котушці.

Добротність котушкиQ=щL/r збільшують, зменшуючи її активне опірr.

>Образцовие котушки виготовляють ми такі номінальні значення індуктивності: 0,0001; 0,001; 0,01; 0,1; 1 Р.

>Образцовая котушка з перемінноїиндуктивностью – варіометр і двох частин – нерухомій і рухомий, здатної повертатися на кут близько180є.Индуктивностьвариометра залежить від становища рухомий частини.

Магазининдуктивностей складається з набору котушок, інколи ж, ще, і звариометра. Похибка цього магазинуиндуктивностей дорівнює ±(>0,3ч0,5)%.

>Катушка взаємної індуктивності виконуються аналогічнокатушкам індуктивності, але мають дві обмотки.

р). Заходиемкости – це зразкові конденсатори з відомою чи перемінноїемкостью.Ёмкость конденсатора повинна можливо менше змінюватися залежно від часу, температури, частоти й інших чинників.Конденсатор повинен мати малими діелектричними втратами та очі великою опором ізоляції. Як зразкових використовуються повітряні і слюдяні конденсатори.

Повітряні конденсатори виконуються з пласкими чи циліндричними електродами, вони теж мають малуемкость від 0,001мкФ та практично що немає діелектричними втратами, але мають великими розмірами.

>Слюдяние конденсатори складаються з низки металевих пластин, ізольованих слюдяними прокладками.Четние пластини з'єднані з однією, анечетние з іншим затиском конденсатора.Тангенс кута втрат слюдяних конденсаторів порядку 10-4, похибка яких становить ±(>0,01ч0,5)%.

При використання магазину конденсаторів крім груп конденсаторів, у книгарні є конденсатор перемінноїемкости (>С=0ч0,011мкФ). Похибка його ±0,5%.

буд). Міра струму –токовие ваги.


>Токовие ваги мають коромисло, однією плечі якого підвішенатоковая котушка До1. Послідовно із нею з'єднана нерухома котушка До2.

Під час проходження струму покатушкам До1 і Ко2 виникає сила їх електродинамічного взаємодії пропорційна I2, яка врівноважується еталонними гирями, навантаженими на друге плече коромисла.

Виходячи з цього визначення одиниці сили струму і геометричних розмірів котушок підраховується значення сили взаємодії між котушками попри силу струму 1 А.Нагрузив друге плече вантажем знайденогорасчетного значення, регулюють силу ока в котушках до отримання рівноваги, у якому усталений струм має значення 1 А.

>Токовие вагиВНИИМ забезпечують похибка до 0,001%.

Одиниця сили струму – ампер А – сила не мінливого струму, який, йдучи двом прямолінійним паралельним дротах безкінечною довгі і мізерно малого кругового перерізу, розташованого з відривом 1 м одне одного в вакуумі. Викликав б між тими провідниками силу, рівну 2·10-7 Ньютон (М), за кожен метр довжини.

ЕталонЭДС – 20 насичених нормальних елементів і пристрій порівняння для взаємного звірення нормальних елементів.ЭДС окремого елемента може коливатися, але середнєЭДС=const (постійно).

Еталон індуктивності– 4 котушки (груповий індуктивності).

>Эталони опору – 10манганинових котушок з номінальним опором одинОм.


2. Перетворювачі струмів і напруг

2.1Шунти

Є найпростішим вимірювальним перетворювачем струму в напруга. Застосовується належала для розширення краю виміру струму вимірювальним механізмом. Становить собою вимірювальний перетворювач, що з резистора,включаемого в ланцюг вимірюваного струму, паралельно якому приєднується вимірювальний механізм.

Для усунення впливу опорів контактних сполукшунти забезпечуютьсятоковими і стали потенційними затискачами.

>Iи=I· >Rш ; >Rш= >Rш
>Rш+Rи >p1
де р= I >Шунтирующий множник
>Iи

>Шунти виготовляються зманганина.Шунти на струми до 30 А зазвичай убудовують до корпусу приладу великі струми роблять зовнішнішунти.

>Наружниешунти зазвичай випускаютьсякалиброванними, тобто. розраховуються на певні струми спади напруги 10; 15; 30; 50; 60; 75; 100; 150; 300мВ.

Для переносних приладів часто використовуютьсямногопредельниешунти. Такий шунт складається з кількох резисторів,переключаемих залежно від краю виміру,ричажним перемикачем чи перенесенням дротів з однієї затискача в інший.Сечение шунти має вистачити великим, аби був нагрівання шунта струмом і що з ним температурної похибки.

По точностішунти діляться на класи: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0.

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація