Слайд 4

Классификация ЭИП

Слайд 5

По форме отсчета: К показывающим относят только те, у которых возможно только считывание показаний. К регистрирующим относятся те, которые позволяют делать запись значений измеряемых величин.

Слайд 6

Слайд 7

По методу преобразования: Приборы прямого преобразования предполагают наличие последовательного преобразования сигналов. Приборы обратного преобразования предполагают наличие обратной связи.

Слайд 8

По измеряемой величине: вольтметры (для измерения напряжения и ЭДС); амперметры (для измерения силы тока); ваттметры (для измерения электрической мощности); счетчики (для измерения электрической энергии); омметры, мегаомметры (для измерения электрического сопротивления); частотомеры (для измерения частоты переменного тока); фазометры

Слайд 9

По принципу действия: магнитоэлектрические; электромагнитные; электродинамические; ферродинамические; электростатические; термоэлектрические и др.

Слайд 10

Магнитоэлектрический прибор - прибор, действие которого основано на взаимодействии магнитного поля, обусловленного током в катушке, с полем постоянного магнита. Электромагнитный прибор - прибор, действие которого основано на притяжении между подвижным сердечником из «мягкого» ферромагнитного материала и полем, создаваемым током, протекающим в неподвижной катушке (возможны и другие конструкции).

Слайд 11

электродинамический прибор: Прибор, действие которого основано на взаимодействии магнитного поля, обусловленного током подвижной катушки, с магнитным полем, обусловленным током в одной или более неподвижных катушках. ферродинамический прибор (электродинамический прибор с железным сердечником): электродинамический прибор, в котором электродинамический эффект видоизменяется за счет использования «мягкого» ферродинамического материала в магнитной цепи.

Слайд 12

электростатический прибор: Прибор, действие которого основано на эффектах электростатических сил между неподвижными и подвижными электродами. термоэлектрический прибор: Тепловой прибор, использующий ЭДС одной или более термопар, нагреваемых током, который необходимо измерить.

Слайд 13

ЭЛЕКТРОМЕханические приборы прямого преобразования

Слайд 14

Функциональная схема

В самом общем случае электромеханический прибор прямого преобразования состоит из трех основных частей: Измерительная цепь Измерительный механизм Отсчетное устройство В измерительном механизме электрическая энергия преобразуется в механическую энергию, перемещающую подвижную часть.

Слайд 15

Измерительная цепь - часть электрической цепи, которая является внутренней для прибора и его вспомогательных частей, возбуждаемая напряжением или током. Измерительная цепь может выполнять три функции: Служит для преобразования измеряемой величины в другую физическую величину, которая непосредственно действует на измерительный механизм; Изменяет масштаб измеряемой величины; Корректирует погрешности прибора.

Слайд 16

Измерительный механизм: Совокупность тех частей измерительного прибора, на которые воздействует измеряемая величина, в результате чего происходит перемещение подвижной части, соответствующее значению этой величины. Отсчетное устройство: Часть измерительного прибора, которая показывает значение измеряемой величины.

Слайд 17

МОМЕНТЫ

Обычно у ЭИП применяется вращательное движение подвижной части, поэтому при рассмотрении функции измерительного механизма будут рассматриваться моменты, которые действуют на подвижную часть. В обычном измерительном механизме действует три основных момента: вращающий, противодействующий, успокоения.

Слайд 18

Вращающий момент– это момент, который возникает в измерительном механизме под действием измеряемой величины и поворачивающий подвижную часть в сторону увеличения показаний. Вращающий момент должен однозначно определяться измеряемой величиной и в общем случае может зависеть от положения подвижной части относительно начального.

Слайд 19

Если бы повороту подвижной части ничего не препятствовало, то подвижная часть вращалась бы до упора то есть огранивалось перемещение только конструкцией измерительного механизма. Чтобы отклонение подвижной части соответствовало определенному значению, нужно создать еще один момент. Такой момент создается в измерительном механизме и называется он противодействующий. Противодействующий момент так же приложен к подвижной части. Он направлен навстречу вращающему моменту и зависит только от положения подвижной части.

Слайд 20

По способу создания противодействующего момента приборы делят на две группы: С механическим противодействующим моментом; С электрическим противодействующим моментом – логометры. Если момент относится к 1 группе, то он создается с помощью упругих элементов, к которым относится спиральная пружина, растяжки и подвес. Логометр – прибор, у которого противодействующий момент, создан электрическим путем.

Слайд 21

Функция преобразования

Слайд 22

В момент равновесия подвижная часть замирает. Этот вариант называется установившееся отклонение подвижной части измерительного механизма. Если известны аналитические выражения обоих моментов, то можно выразить отклонение от начального положения в виде функции от измеряемой величины. Это выражение называется функцией преобразования измерительного механизма. Для определения числового значения измеряемой величины все приборы снабжаются отсчетными устройствами, в состав которых входят шкала и указатель. На шкале наносятся отметки. Характер расположения отметок на шкале зависит от функции преобразования механизма и некоторых конструктивных особенностей механизма. Указатель – это перемещающаяся над шкалой стрелка, которая жестко скреплена с подвижной частью прибора.

Слайд 23

УСПОКОЕНИЕ

После включения прибора в цепь измеряемой величины или после изменения последней до момента установления указателя, когда можно произвести отсчет, проходит некоторое время (время переходного процесса), зависящее от типа измеряемого механизма и его конструкции. Желательно, чтобы это запаздывание было наименьшим. Запаздывание показаний прибора характеризуется так называемым временем успокоения. Время успокоения – промежуток времени, прошедший с момента изменения измеряемой величины до момента, когда указатель прибора не удаляется от окончательного положения более чем на 1,5% от длины шкалы. Время успокоения для большинства типов электромеханических приборов не должно превышать 4 с.

Слайд 24

Чтобы обеспечить требуемое время успокоения все приборы непосредственной оценки снабжают специальными устройствами, с помощью которых значительно уменьшается время успокоения прибора. Это так называемые успокоители. Успокоители создают успокаивающий момент, который возникает только при движении подвижной части. Различают следующие типы успокоителей: воздушные, жидкостные и магнитоиндукционные. Наибольшее применение получили воздушные и магнитоиндукционные успокоители.

Посмотреть все слайды

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Электроизмерительные приборы Представляют собой класс устройств, применяемых для измерения величин: силы тока, напряжения, частоты, емкости, сопротивления, индуктивности…

Электроизмерительные приборы используются в промышленности, энергетике, научной области, в быту. Классифицируются электроизмерительные приборы по разным критериям. 1. По назначению: для измерения напряжения, д ля измерения силы тока, д ля измерения мощности, с опротивления и т. д.

2. По принципу действия: магнитоэлектрические, электромагнитные, электростатические, тепловые, индукционные, электронные, вибрационные, самопишущие, цифровые и т. д.

Магнитоэлектрическая система Принцип работы основан на взаимодействии тока, протекающего по обмотке подвижной катушки, с магнитным полем постоянного магнита. Основные детали: постоянный магнит и подвижная катушка(рамка), по которой проходит ток, пружины. При прохождении тока через рамку возникает вращающий момент, под действием которого подвижная часть прибора поворачивается вокруг своей оси на некоторый угол φ . Поворачиваясь, катушка отклоняет стрелку прибора. Магнитоэлектрические приборы служат только для измерения постоянного тока и напряжения, так как направление поворота рамки зависит от направления тока в ней. Если по катушке пропустить переменный ток частотой 50 Гц, то направление вращающего момента станет меняться сто раз в секунду, подвижная часть не будет успевать за током и стрелка не отклонится. Приборы данной системы пригодны для использования в цепях постоянного тока.

Электромагнитная система Принцип работы основан на взаимодействии магнитного поля неподвижной катушки с сердечником из ферро магнитного материала, внесенного в это поле. Основные детали: неподвижная катушка и подвижный сердечник из ферромагнетика. При равновесии подвижной части прибора угол поворота оказывается пропорционален квадрату тока. Вследствие этого шкала приборов электромагнитной системы неравномерна. Вследствие квадратичной зависимости направление отклонения стрелки прибора не зависит от направления тока, и, следовательно, могут применяться в цепях как постоянного, так и переменного токов.

Электродинамическая система Принцип работы основан на взаимодействии двух катушек(рамок), по которым течет ток. Одна из них неподвижна, а другая подвижна. Перемещение катушек относительно друг друга обусловливается тем, что проводники, по которым протекают токи одного направления, притягиваются, а с токами противоположных направлений – отталкиваются. Из условия равновесия несложно определить, что угол поворота стрелки пропорционален токам, протекающим через катушки и шкалы амперметра и вольтметра электродинамической системы неравномерны, а для ваттметров равномерны.

Электростатическая система Принцип работы основан на действии электростатического поля, созданного между двумя неподвижными электродами, на подвижный электрод. Когда к неподвижным электродам приложено напряжение, подвижный электрод стремится расположиться так, чтобы электроемкость была наибольшей, вследствие чего подвижная часть отклоняется от первоначального положения. Вращающий момент, действующий на подвижную часть прибора, пропорционален квадрату напряжения. Вследствие этого шкала приборов электростатической системы неравномерна.

Цифровые измерительные приборы Основой цифрового вольтметра является аналого-цифровой преобразователь (АЦП). В настоящее время имеется множество схемотехнических принципов построения АЦП, однако общим из них является сравнение измеряемой величины с набором эталонов. Основными характеристиками АЦП являются точность преобразования (число разрядов в выходном коде) и быстродействие. Можно условно разделить АЦП на два класса: последовательного счета, когда выходной код определяется равенством измеряемого напряжения с дискретно растущим эталонным напряжением и параллельного, когда сигнал сравнивается с набором эталонных напряжений. Цифровой амперметр можно реализовать установив на входе цифрового вольтметр калиброванный резистор небольшой величины, через который протекает измеряемый ток. Падение напряжения на входном резисторе, пропорциональное протекающему току, измеряется цифровым вольтметром, табло которого соответствующим образом градуируется.

Общие элементы приборов Шкала Шкала обычно представляет собой светлую поверхность с черными делениями и цифрами, соответствующими определенным значениям измеряемой величины. На шкале каждого прибора наносятся следующие обозначения: Обозначение единицы измеряемой величины. Условное обозначение системы прибора (или принципа действия прибора). Обозначение класса точности прибора. Условное обозначение положения прибора. Условное обозначение степени защищенности от магнитных и других влияний. Величина испытательного напряжения изоляции измерительной цепи по отношению к корпусу. Год выпуска и заводской номер. Обозначение рода тока. Тип прибора. Значение силы тока, соответствующее определенным значениям напряжения, и значения напряжения, соответствующие определенным значениям силы тока. Указатель Может быть выполнен в виде стрелки или светового пятна с темной нитью посередине. По форме стрелки бывают нитевидными, ножевидными и копьевидными.

Цена деления шкалы Шкалы приборов имеют деления. Для перевода числа делений в единицы измеряемой величины необходимо отсчет по шкале умножить на цену деления шкалы для данного предела измерения. Цена деления – это число единиц измеряемой величины, приходящееся на одно деление шкалы. Чтобы определить цену деления шкалы, нужно предел измерения прибора разделить на общее число делений шкалы. Пример: предельное значение силы тока I пред. = 75 А, шкала амперметра имеет 150 делений. В этом случае цена деления шкалы: С I = 0,5 А/дел.

Класс точности Обозначается на лицевой стороне прибора числами: 0,05; 0,1; 0,2; 4,0 и т. д. Эти числа указывают величину возможной относительной ошибки в процентах при отклонении стрелки прибора на всю шкалу. Степень защищенности По степени защищенности от внешних полей приборы подразделяются на три категории, которые обозначаются римской цифрой на лицевой стороне прибора. .

ПРЕЗЕНТАЦИЯ НА ТЕМУ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ ПРИБОР Подготовил студент группы СТ 1 -12 Гордиенко Никита Андреевич

Электроизмерительные приборы класс устройств, применяемых для измерения различных электрических величин. Ориентирующее действие магнитного поля на контур с током используют в электроизмерительных приборах магнитно-электрической системы – амперметрах, вольтметрах и др.

Классификация электроизмерительных приборов 1) Вольтметр – для измерения электрического напряжения 2) Амперметрдля измерения силы электрического тока 3) Омметр – для измерения Электрического сопротивления 4) Ваттметр – для измерения мощности электрического тока 5) Частотомер – для измерения частоты колебаний электрического тока 6) Мультиметры (иначе тестеры, авометры) - комбинированные приборы 7) Электрические счетчики – для измерения потребляемой энергии

ВОЛЬТМЕТР Вольтметр – прибор для измерения напряжения на участке электрической цепи. Для уменьшения влияния включенного вольтметра на режим цепи он должен обладать большим входным сопротивлением. Классификация По принципу действия вольтметры разделяются на: электромеханические - магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, электростатические, выпрямительные, термоэлектрические; электронные - аналоговые и цифровые По назначению: постоянного тока; переменного тока; импульсные; фазочувствительные; селективные; универсальные По конструкции и способу применения: щитовые; переносные; стационарные Магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические и электростатические вольтметры представляют собой измерительные механизмы соответствующих типов с показывающими устройствами

Амперметр - прибор для измерения силы тока в амперах. В электрическую цепь амперметр включается последовательно с тем участком электрической цепи, силу тока в котором измеряют; для увеличения предела измерений - с шунтом или через трансформатор. Амперметры бывают магнитоэлектрическими, электромагнитными, электродинамическими, тепловыми, индукционными, детекторными, термоэлектрическими и фотоэлектрическими. Магнитоэлектрическими амперметрами измеряют силу постоянного тока; индукционными и детекторными - силу переменного тока; амперметры других систем измеряют силу любого тока. Самыми точными и чувствительными являются магнитоэлектрические и электродинамические амперметры.

Омметр Омме тр – измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения электрических активных (омических) сопротивлений. Обычно измерение производится по постоянному току, однако, в некоторых электронных омметрах возможно использование переменного тока. Разновидности омметров: мегаомметры, гигаомметры, тераомметры, миллиомметры, микроомметры, различающиеся диапазонами измеряемых сопротивлений. Действие магнитоэлектрического омметра основано на измерении силы тока, протекающего через измеряемое сопротивление при постоянном напряжении источника питания. Для измерения сопротивлений от сотен ом до нескольких мегаом измеритель и измеряемое сопротивление включают последовательно.

Ваттметр Ваттме тр – измерительный прибор, предназначенный для определения мощности электрического тока или электромагнитного сигнала. По назначению и диапазону частот ваттметры можно разделить на три категории - низкочастотные (и постоянного тока), радиочастотные и оптические. Ваттметры радиодиапазона по назначению делятся на два вида: проходящей мощности, включаемые в разрыв линии передачи, и поглощаемой мощности, подключаемые к концу линии в качестве согласованной нагрузки. В зависимости от способа функционального преобразования измерительной информации и её вывода оператору ваттметры бывают аналоговые (показывающие и самопишущие) и цифровые.

Частотомер – измерительный прибор для определения частоты периодического процесса или частот гармонических составляющих спектра сигнала. Электронно-счетные частотомеры (ЭСЧ) является наиболее распространенным видом частотомеров благодаря своей универсальности, широкому диапазону частот (от долей герца до десятков мегагерц) и высокой точности. Для повышения диапазона до сотен мегагерц - десятков гигагерц используются дополнительные блоки - делители частоты и переносчики частоты. Большинство ЭСЧ кроме частоты позволяют измерять период следования импульсов, интервалы времени между импульсами, отношения двух частот, а также могут использоваться в качестве счетчиков количества импульсов.

Мультиметр Мультиме тр - измерительный прибор, объединяющий в себе несколько функций. В минимальном наборе это вольтметр, амперметр и омметр. Существуют цифровые и аналоговые мультиметры. В некоторых мультиметрах доступны также функции: Прозво нка - измерение электрического сопротивленя звуковой (иногда и световой) сигнализацией низкого сопротивления цепи. Генерация тестового сигнала простейшей формы (гармонической или импульсной) - как своеобразный вариант прозвонки. Тест диодов - проверка целостности полупроводниковых диодов и нахождение их «прямого напряжения» . Тест транзисторов - проверка полупроводниковых транзисторов Измерение электрической ёмкости. Измерение индуктивности. Измерение температуры, с применением внешнего датчика. Измерение частоты гармонического сигнала.

Электрический счётчик Счётчик электрической энергии (электрический счётчик) - прибор для измерения расхода электроэнергии переменного или постоянного тока. По типу подключения все счетчики разделяют на приборы прямого включения в силовую цепь и приборы трансформаторного включения, подключаемые к силовой цепи через специальные измерительные трансформаторы. По измеряемым величинам электросчетчики разделяют на однофазные (измерение переменного тока 220 В, 50 Гц) и трехфазные (380 В, 50 Гц). Все современные электронные трехфазные счетчики поддерживают однофазный учет. По конструкции: Индукционным электросчетчик, в котором магнитное поле неподвижных токопроводящих катушек влияет на подвижный элемент из проводящего материала. Электронный электросчетчик, в котором переменный ток и напряжение воздействуют на твердотельные элементы для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой активной энергии. . Гибридные счётчики электроэнергии - редко используемый промежуточный вариант с цифровым интерфейсом, измерительной частью индукционного или электронного типа, механическим вычислительным устройством.

Устройства прибора магнитоэлектрической системы Измерительный прибор магнитоэлектрической системы устроен следующим образом. Берут лёгкую алюминиевую рамку 2 прямоугольной формы, наматывают на неё катушку из тонкого провода. Рамку крепят на двух полуосях О и О", к которым прикреплена также стрелка прибора 4. Ось удерживается двумя тонкими спиральными пружинами 3. Силы упругости пружин, возвращающие рамку к положению равновесия в отсутствие тока, подобраны такими, чтобы были пропорциональными углу отклонения стрелки от положения равновесия. Катушку помещают между полюсами постоянного магнита М с наконечниками формы полого цилиндра. Внутри катушки располагают цилиндр 1 из мягкого железа. Такая конструкция обеспечивает радиальное направление линий магнитной индукции в области нахождения витков катушки (см рисунок). В результате при любом положении катушки силы, действующие на неё со стороны магнитного поля, максимальны и при неизменной силе тока постоянны.

В результате при любом положении катушки силы, действующие на нее со стороны магнитного поля, максимальны и при неизменной силе тока постоянны. Векторы F и –F изображают силы, действующие на катушку со стороны магнитного поля и поворачивающие ее. Катушка с током поворачивается до тех пор, пока силы упругости со стороны пружины не уравновесят силы, действующие на рамку со стороны магнитного поля. Увеличивая силу тока в рамке в 2 раза, рамка повернётся на угол, вдвое больший. Это происходит потому, что Fm~I. Силы, действующие на рамку с током прямо пропорциональны силе тока, то есть можно, проградуировав прибор, измерять силу тока в рамке. Точно так же можно прибор настроить на измерение напряжения в цепи, если проградуировать шкалу в вольтах, причём сопротивление рамки с током должно быть выбрано очень большим по сравнению с сопротивлением участка цепи, на котором измеряем напряжение.

Заключение Измерение электрических величин, таких, как напряжение, сопротивление, сила тока и др. производятся с помощью различных средств – измерительных приборов, схем и специальных устройств. Тип измерительного прибора зависит от вида и размера (диапазона значений) измеряемой величины, а также от требуемой точности измерения.

Измерение силы тока Амперметр АМПЕРМЕТР – прибор для измерения тока, протекающего по участку цепи. Для уменьшения искажающего влияния на электрическую цепь должен обладать малым входным сопротивлением. Имеет чувствительный элемент, называемый гальванометром. Для уменьшения сопротивления амперметра параллельно его чувствительному элементу включают шунтирующее сопротивление (шунт).

Повышение пределов измерения амперметра ШУНТ – проводник, подключаемый параллельно амперметру для расширения пределов его измерений. При таком включении шунта часть измеряемого тока ответвляется и через амперметр будет идти ток силой в n раз меньше измеряемого тока.

Гальванометр Д"Арсонваля ГАЛЬВАНОМЕТР Д"АРСОНВАЛЯ - высокочувствительный электроизмерительный прибор для измерения слабых токов или напряжений. Принцип его работы основан на магнитном действии тока.

Измерение электрического напряжения Вольтметр ВОЛЬТМЕТР – прибор для измерения напряжения на участке электрической цепи. Для уменьшения влияния включенного вольтметра на режим цепи он должен обладать большим входным сопротивлением. Вольтметр имеет чувствительный элемент, называемый гальванометром. Для увеличения сопротивления вольтметра последовательно с его чувствительным элементом включают добавочное сопротивление.

Повышение пределов измерения вольтметра ДОБАВОЧНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ – дополнительный резистор, подключаемый последовательно с вольтметром для расширения его пределов измерения. При таком включении добавочного сопротивления напряжение на вольтметре будет в n раз меньше измеряемого.

Методы измерения сопротивления МОСТ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ (мост Уитстона) – измерительная цепь, применяемая для измерения методом сравнения с эталонным значением неизвестных значений сопротивления, индуктивности, ёмкости и др. величин. Измерительным мостом называют также измерительные приборы, содержащие эту цепь.

Измерение сопротивления Омметр ОММЕТР – прибор для измерения электрического сопротивления, позволяющий производить отсчёт измеряемого сопротивления непосредственно по шкале. В современных приборах для измерения сопротивления и других электрических величин используются другие принципы и выдаются результаты в цифровом виде.

Принцип действия омметра Простейший омметр состоит из источника тока, переменного резистора и чувствительного измерителя тока (микрометра), шкала которого проградуирована в омах. При подключении неизвестного сопротивления стрелка микроамперметра отклонится тем больше, чем меньше подключенное сопротивление. Поэтому на шкале омметра нулевое деление находится справа, а крайнее левое обозначено знаком «бесконечность». Принципиальная схема омметра

Заключение измерение электрических величин, таких, как напряжение, сопротивление, сила тока и др. производятся с помощью различных средств – измерительных приборов, схем и специальных устройств. Тип измерительного прибора зависит от вида и размера (диапазона значений) измеряемой величины, а также от требуемой точности измерения.