การจำแนกประเภทของเครื่องมือวัดทางไฟฟ้า สัญลักษณ์ มาตราส่วนเครื่องมือวัด

เพื่อควบคุมการทำงานที่ถูกต้องของการติดตั้งระบบไฟฟ้า ทดสอบ กำหนดพารามิเตอร์ของวงจรไฟฟ้า บันทึกพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ ฯลฯ ทำการวัดทางไฟฟ้าต่างๆ ในเทคโนโลยีการสื่อสาร เช่นเดียวกับเทคโนโลยีสมัยใหม่ การวัดทางไฟฟ้ามีความสำคัญ อุปกรณ์ที่ใช้วัดปริมาณทางไฟฟ้าต่างๆ เช่น กระแส แรงดัน ความต้านทาน กำลังไฟ ฯลฯ เรียกว่าเครื่องมือวัดทางไฟฟ้า

แอมมิเตอร์แผง:

มีมิเตอร์ไฟฟ้าที่แตกต่างกันจำนวนมาก ต่อไปนี้มักใช้ในการผลิตการวัดทางไฟฟ้า: แอมมิเตอร์, โวลต์มิเตอร์, กัลวาโนมิเตอร์, วัตต์มิเตอร์, อุปกรณ์วัดไฟฟ้า, เฟสมิเตอร์, ตัวบ่งชี้เฟส, ซินโครสโคป, เครื่องวัดความถี่, โอห์มมิเตอร์, เมกโอห์มมิเตอร์, ความต้านทานกราวด์, ความจุและมิเตอร์ความเหนี่ยวนำ, ออสซิลโลสโคป สะพานวัด เครื่องมือผสม และชุดวัด

ออสซิลโลสโคป:

ชุดวัดไฟฟ้า K540 (รวมโวลต์มิเตอร์ แอมมิเตอร์ และวัตต์มิเตอร์):

การจำแนกประเภทของเครื่องมือไฟฟ้าตามหลักการทำงาน

ตามหลักการทำงาน อุปกรณ์วัดทางไฟฟ้าแบ่งออกเป็นประเภทหลักดังต่อไปนี้:

1. อุปกรณ์ของระบบแม่เหล็กไฟฟ้าตามหลักการปฏิสัมพันธ์ของขดลวดกับกระแสและสนามแม่เหล็กภายนอกที่สร้างขึ้นโดยแม่เหล็กถาวร

2. เครื่องมือ NS สำหรับระบบอิเล็กโทรไดนามิกตามหลักการปฏิสัมพันธ์ทางอิเล็กโทรไดนามิกของสองขดลวดกับกระแส ซึ่งอันหนึ่งอยู่กับที่และอีกอันเคลื่อนที่ได้

3. อุปกรณ์ของระบบแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งใช้หลักการปฏิสัมพันธ์ของสนามแม่เหล็กของขดลวดนิ่งกับกระแสและแผ่นเหล็กที่เคลื่อนที่ได้ซึ่งถูกดึงดูดด้วยสนามแม่เหล็กนี้

4. อุปกรณ์วัดอุณหภูมิโดยใช้ผลความร้อนของกระแสไฟฟ้า ลวดที่ได้รับความร้อนจากกระแสไฟฟ้าจะยืดออก ห้อยลง และเป็นผลให้ชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ได้ของอุปกรณ์สามารถหมุนได้ภายใต้การทำงานของสปริง ซึ่งจะขจัดการหย่อนของลวดที่เกิดขึ้น

5. อุปกรณ์ของระบบเหนี่ยวนำตามหลักการของการทำงานร่วมกันของสนามแม่เหล็กหมุนกับกระแสที่เกิดจากสนามนี้ในกระบอกโลหะที่เคลื่อนที่ได้

6. อุปกรณ์ระบบไฟฟ้าสถิตตามหลักการปฏิสัมพันธ์ของแผ่นโลหะที่เคลื่อนที่ได้และเคลื่อนที่ไม่ได้ซึ่งมีประจุไฟฟ้าตรงกันข้าม

7. อุปกรณ์ระบบเทอร์โมอิเล็กทริกซึ่งเป็นการรวมกันของเทอร์โมคัปเปิลกับอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อนบางอย่าง เช่น ระบบแมกนีโตอิเล็กทริก กระแสที่วัดได้ที่ผ่านเทอร์โมคัปเปิลทำให้เกิดกระแสความร้อนที่กระทำต่ออุปกรณ์แมกนีโตอิเล็กทริก

8.อุปกรณ์ระบบสั่นสะเทือนตามหลักการสั่นพ้องทางกลของร่างกายที่สั่นสะเทือน ที่ความถี่ปัจจุบันหนึ่งกระดองของแม่เหล็กไฟฟ้าสั่นสะเทือนอย่างเข้มข้นที่สุดซึ่งระยะเวลาของการแกว่งตามธรรมชาตินั้นสอดคล้องกับระยะเวลาของการแกว่งที่กำหนด

9. อุปกรณ์วัดอิเล็กทรอนิกส์ - อุปกรณ์ที่มีวงจรการวัดประกอบด้วยชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ใช้สำหรับวัดปริมาณไฟฟ้าเกือบทั้งหมด รวมถึงปริมาณที่ไม่ใช้ไฟฟ้าซึ่งแปลงเป็นไฟฟ้าแล้ว

ตามประเภทของอุปกรณ์การอ่าน อุปกรณ์แอนะล็อกและดิจิทัลจะแตกต่างกัน ในเครื่องมือแบบอะนาล็อก ค่าที่วัดได้หรือค่าตามสัดส่วนจะส่งผลโดยตรงต่อตำแหน่งของชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ซึ่งมีอุปกรณ์อ่านค่าอยู่ ในอุปกรณ์ดิจิทัล ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวจะขาดหายไป และค่าที่วัดได้หรือค่าตามสัดส่วนจะถูกแปลงเป็นตัวเลขเทียบเท่าที่บันทึกด้วยตัวบ่งชี้ดิจิทัล

เครื่องวัดการเหนี่ยวนำ:

การโก่งตัวของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวในกลไกการวัดทางไฟฟ้าส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับค่าของกระแสในขดลวด แต่ในกรณีที่กลไกต้องทำหน้าที่ในการวัดปริมาณที่ไม่ใช่ฟังก์ชันโดยตรงของกระแส (ความต้านทาน ความเหนี่ยวนำ ความจุ การเลื่อนเฟส ความถี่ ฯลฯ) จำเป็นที่แรงบิดที่ได้จะขึ้นอยู่กับปริมาณที่วัดได้และ เป็นอิสระจากแรงดันไฟฟ้า

สำหรับการวัดดังกล่าวจะใช้กลไกการเบี่ยงเบนของชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ซึ่งกำหนดโดยอัตราส่วนของกระแสในขดลวดทั้งสองและไม่ขึ้นอยู่กับค่าของมัน อุปกรณ์ที่สร้างขึ้นตามหลักการทั่วไปนี้เรียกว่าอัตราส่วนเป็นไปได้ที่จะสร้างกลไกอัตราส่วนของระบบการวัดทางไฟฟ้าใดๆ ที่มีคุณสมบัติเฉพาะ — การไม่มีโมเมนต์ตอบโต้ทางกลที่เกิดจากการบิดของสปริงหรือ striae

ตำนานโวลต์มิเตอร์:

รูปด้านล่างแสดงสัญลักษณ์ของมาตรวัดไฟฟ้าตามหลักการทำงาน

การกำหนดหลักการทำงานของอุปกรณ์

การกำหนดประเภทปัจจุบัน

การกำหนดระดับความแม่นยำ ตำแหน่งอุปกรณ์ ความแข็งแรงของฉนวน ปริมาณที่มีอิทธิพล

การจำแนกประเภทของเครื่องมือวัดทางไฟฟ้าตามประเภทของปริมาณที่วัดได้

มิเตอร์ไฟฟ้ายังจัดประเภทตามลักษณะของปริมาณที่วัดได้ เนื่องจากเครื่องมือที่มีหลักการทำงานเหมือนกัน แต่ได้รับการออกแบบมาเพื่อวัดปริมาณที่ต่างกัน อาจแตกต่างกันอย่างมากในการก่อสร้าง ไม่ต้องพูดถึงมาตราส่วนบนอุปกรณ์

ตารางที่ 1 แสดงรายการสัญลักษณ์สำหรับมาตรวัดไฟฟ้าทั่วไป

ตารางที่ 1 ตัวอย่างการกำหนดหน่วยการวัด ผลคูณและหน่วยย่อย

ชื่อ การระบุ ชื่อ การระบุ Kiloampere kA ตัวประกอบกำลังไฟฟ้า cos φ แอมแปร์ A ตัวประกอบกำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟ sin φ มิลลิแอมแปร์ mA Theraohm TΩ ไมโครแอมแปร์ μA เมกะโอห์ม MΩ กิโลโวลต์ kV กิโลวัตต์ kΩ โวลต์ V โอห์ม Ω มิลลิโวลต์ mV มิลลิโอห์ม mΩ เมกะวัตต์ MW ไมโครเมตร μΩ กิโลวัตต์ มิลลิเวเบอร์ mWb วัตต์ W ไมโครฟารัด mF เมกะวาร์ MVAR Picofarad pF Kilovar kVAR Henry H Var VAR Milhenry mH เมกะเฮิรตซ์ MHz Microhenry µH KHz kHz สเกลอุณหภูมิ องศาเซลเซียส o° C เฮิรตซ์ Hz

องศาของมุมเฟส φo

การจำแนกประเภทของเครื่องมือวัดทางไฟฟ้าตามระดับความเที่ยงตรง

ข้อผิดพลาดสัมบูรณ์ของอุปกรณ์คือความแตกต่างระหว่างค่าที่อ่านได้ของอุปกรณ์และค่าที่แท้จริงของค่าที่วัดได้

ตัวอย่างเช่น ข้อผิดพลาดสัมบูรณ์ของแอมมิเตอร์คือ

δ = ฉัน — aiH,

โดยที่ δ (อ่านว่า "เดลต้า") — ข้อผิดพลาดสัมบูรณ์ในหน่วยแอมแปร์, Az — การอ่านค่ามิเตอร์เป็นแอมแปร์, Azd — ค่าที่แท้จริงของกระแสที่วัดได้ในหน่วยแอมแปร์

ถ้าฉัน > Azd แสดงว่าข้อผิดพลาดสัมบูรณ์ของอุปกรณ์นั้นเป็นค่าบวก และถ้าฉัน < ฉัน แสดงว่าเป็นค่าลบ

การแก้ไขอุปกรณ์คือค่าที่ต้องเพิ่มในการอ่านค่าอุปกรณ์เพื่อให้ได้ค่าที่แท้จริงของค่าที่วัดได้

เอซ = ฉัน — δ = ฉัน + (-δ)

ดังนั้นการแก้ไขอุปกรณ์คือค่าของข้อผิดพลาดสัมบูรณ์แบบ rabsolute ของอุปกรณ์ แต่ตรงข้ามกับเครื่องหมาย ตัวอย่างเช่น หากแอมมิเตอร์แสดง 1 = 5 A และข้อผิดพลาดสัมบูรณ์ของอุปกรณ์คือ δ= 0.1 a ค่าที่แท้จริงของค่าที่วัดได้คือ I = 5+ (-0.1) = 4.9 a

ข้อผิดพลาดที่ลดลงของอุปกรณ์คืออัตราส่วนของข้อผิดพลาดสัมบูรณ์ต่อค่าเบี่ยงเบนที่ใหญ่ที่สุดที่เป็นไปได้ของตัวบ่งชี้อุปกรณ์ (การอ่านค่าเล็กน้อยของอุปกรณ์)

ตัวอย่างเช่นสำหรับแอมมิเตอร์

β = (δ / นิ้ว) 100% = ((I — INS) / นิ้ว) 100%

โดยที่ β — ลดข้อผิดพลาดเป็นเปอร์เซ็นต์ In คือการอ่านค่าเล็กน้อยของเครื่องมือ

ความแม่นยำของอุปกรณ์นั้นโดดเด่นด้วยค่าของข้อผิดพลาดที่ลดลงสูงสุด ตาม GOST 8.401-80 อุปกรณ์แบ่งออกเป็น 9 ตามระดับของคลาสความแม่นยำ: 0.02, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5 และ 4 ,0 ตัวอย่างเช่น หากอุปกรณ์นี้มีระดับความแม่นยำ 1.5 หมายความว่าข้อผิดพลาดที่ลดลงสูงสุดคือ 1.5%

เครื่องวัดไฟฟ้าที่มีระดับความแม่นยำ 0.02, 0.05, 0.1 และ 0.2 เป็นค่าที่แม่นยำที่สุด ถูกนำมาใช้เมื่อต้องการความแม่นยำในการวัดที่สูงมาก หากอุปกรณ์มีข้อผิดพลาดลดลงมากกว่า 4% ถือว่าไม่อยู่ในคลาส

เครื่องมือวัดมุมเฟสที่มีความแม่นยำระดับ 2.5:

ความไวและค่าคงที่ของอุปกรณ์วัด

ความไวของอุปกรณ์คืออัตราส่วนของการเคลื่อนที่เชิงมุมหรือเชิงเส้นของตัวชี้ของอุปกรณ์ต่อหน่วยของค่าที่วัดได้ถ้า ขนาดอุปกรณ์เหมือนกันจากนั้นความไวของมันทั่วทั้งสเกลจะเท่ากัน

ตัวอย่างเช่น ความไวของแอมมิเตอร์ที่มีขนาดเท่ากันจะถูกกำหนดโดยสูตร

S = Δα / ΔI,

โดยที่ C — ความไวของแอมมิเตอร์ในส่วนแอมแปร์, ΔAz — กระแสที่เพิ่มขึ้นในแอมแปร์หรือมิลลิแอมแปร์, Δα — การกระจัดเชิงมุมของตัวบ่งชี้อุปกรณ์เพิ่มขึ้นในหน่วยองศาหรือมิลลิเมตร

หากขนาดของอุปกรณ์ไม่สม่ำเสมอ ความไวของอุปกรณ์ในพื้นที่ต่างๆ ของมาตราส่วนจะแตกต่างกัน เนื่องจากการเพิ่มขึ้นเดียวกัน (เช่น กระแส) จะสอดคล้องกับขั้นตอนต่างๆ ของการกระจัดเชิงมุมหรือเชิงเส้นของตัวบ่งชี้ของ อุปกรณ์.

ความไวซึ่งกันและกันของเครื่องมือเรียกว่าค่าคงที่ของเครื่องมือ ดังนั้นค่าคงที่ของอุปกรณ์จึงเป็นต้นทุนต่อหน่วยของอุปกรณ์ หรืออีกนัยหนึ่งคือค่าที่ต้องคูณด้วยการอ่านค่ามาตราส่วนเพื่อให้ได้ค่าที่วัดได้

ตัวอย่างเช่น หากค่าคงที่ของอุปกรณ์คือ 10 mA / div (สิบมิลลิแอมป์ต่อการแบ่ง) ดังนั้นเมื่อตัวชี้เบี่ยงเบนไปจาก α = 10 ส่วน ค่าปัจจุบันที่วัดได้คือ I = 10 · 10 = 100 mA

วัตต์มิเตอร์:

ไดอะแกรมการเชื่อมต่อวัตต์มิเตอร์และการกำหนดอุปกรณ์ (อุปกรณ์เฟอร์โรไดนามิกสำหรับการวัดค่าตัวแปรและพลังงานคงที่พร้อมตำแหน่งแนวนอนของสเกล วงจรการวัดแยกออกจากตัวเรือนและแรงดันไฟฟ้าที่ทดสอบคือ 2 kV ระดับความแม่นยำคือ 0.5):

การสอบเทียบเครื่องมือวัด — การกำหนดข้อผิดพลาดหรือการแก้ไขสำหรับชุดของค่าสเกลของเครื่องมือโดยการเปรียบเทียบค่าสเกลแต่ละค่าผสมกัน การเปรียบเทียบขึ้นอยู่กับหนึ่งในค่ามาตราส่วนการสอบเทียบใช้กันอย่างแพร่หลายในการปฏิบัติงานมาตรวิทยาที่มีความแม่นยำ

วิธีที่ง่ายที่สุดในการปรับเทียบคือการเปรียบเทียบแต่ละขนาดกับขนาดที่เท่ากันในนาม (ถูกต้องตามสมควร) แนวคิดนี้ไม่ควรสับสน (เหมือนที่ทำกันบ่อยๆ) กับการวัด (การสอบเทียบ) ของเครื่องมือวัดซึ่งเป็นการดำเนินการทางมาตรวิทยาโดยการแบ่งมาตราส่วนของเครื่องมือวัดจะได้รับค่าที่แสดงในหน่วยการวัดบางหน่วย

การสูญเสียพลังงานในอุปกรณ์

อุปกรณ์วัดทางไฟฟ้าใช้พลังงานระหว่างการทำงาน ซึ่งโดยปกติจะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อน การสูญเสียพลังงานขึ้นอยู่กับโหมดในวงจรตลอดจนการออกแบบระบบและอุปกรณ์

หากกำลังที่วัดได้ค่อนข้างน้อย ดังนั้นกระแสหรือแรงดันในวงจรจึงค่อนข้างน้อย การสูญเสียพลังงานในอุปกรณ์เองอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อโหมดของวงจรที่ศึกษา และการอ่านค่าของอุปกรณ์สามารถมีได้ ข้อผิดพลาดค่อนข้างใหญ่ สำหรับการวัดที่แม่นยำในวงจรที่กำลังพัฒนาค่อนข้างน้อย จำเป็นต้องทราบความแรงของการสูญเสียพลังงานในอุปกรณ์

ตารางที่ 2 แสดงค่าเฉลี่ยการสูญเสียพลังงานในระบบมิเตอร์ไฟฟ้าต่างๆ

ระบบเครื่องมือวัด โวลต์มิเตอร์ 100 V, W แอมมิเตอร์ 5A, W Magnetoelectric 0.1 — 1.0 0.2 — 0.4 Electromagnetic 2.0 — 5.0 2.0 — 8.0 Induction 2.0 — 5.0 1 .0 — 4.0 Electrodynamic 3.0 — 6.0 3.5 — 10 Thermal 8.0 — 20.0 2.0 — 3.0