Plan

Wstęp

Metry bieżące

Pomiar napięcia

Połączone urządzenia układu magnetoelektrycznego

Uniwersalna elektronika urządzenia pomiarowe

Boczniki pomiarowe

Przyrządy do pomiaru rezystancji

Wyznaczanie rezystancji uziemienia

strumień magnetyczny

Wprowadzenie

Bibliografia

Wstęp

Pomiar nazywa się znalezieniem wartości wielkość fizyczna empirycznie, przy pomocy specjalnych środki techniczne- narzędzia miernicze.

Tak więc pomiar jest procesem informacyjnym uzyskiwania przez doświadczenie liczbowego związku między daną wielkością fizyczną a niektórymi jej wartościami, traktowanymi jako jednostka porównania.

Wynikiem pomiaru jest nazwana liczba znaleziona poprzez pomiar wielkości fizycznej. Jednym z głównych zadań pomiaru jest oszacowanie stopnia przybliżenia lub różnicy między wartościami rzeczywistymi a rzeczywistymi mierzonej wielkości fizycznej – błędu pomiaru.

Główne parametry obwodów elektrycznych to: natężenie prądu, napięcie, rezystancja, moc prądu. Do pomiaru tych parametrów stosuje się elektryczne przyrządy pomiarowe.

Pomiar parametrów obwodów elektrycznych przeprowadza się na dwa sposoby: pierwszy to metoda pomiaru bezpośredniego, drugi to metoda pomiaru pośredniego.

Metoda pomiaru bezpośredniego polega na uzyskaniu wyniku bezpośrednio z doświadczenia. Pomiar pośredni to pomiar, w którym poszukiwana wartość jest znajdowana na podstawie znanego związku między tą wartością a wartością uzyskaną w wyniku pomiaru bezpośredniego.

Elektryczne przyrządy pomiarowe – klasa przyrządów służących do pomiaru różnych wielkości elektrycznych. Do grupy elektrycznych przyrządów pomiarowych, oprócz właściwych przyrządów pomiarowych, należą również inne przyrządy pomiarowe - miary, przetworniki, instalacje złożone.

Elektryczne przyrządy pomiarowe klasyfikuje się w następujący sposób: według mierzonej i odtwarzalnej wielkości fizycznej (amperomierz, woltomierz, omomierz, miernik częstotliwości itp.); według przeznaczenia (przyrządy pomiarowe, miary, przetworniki pomiarowe, instalacje i systemy pomiarowe, urządzenia pomocnicze); zgodnie ze sposobem udostępniania wyników pomiarów (wyświetlanie i rejestracja); według metody pomiarowej (urządzenia do bezpośredniej oceny i porównania); zgodnie z metodą aplikacji i projektowania (panelowe, przenośne i stacjonarne); zgodnie z zasadą działania (elektromechaniczny - magnetoelektryczny, elektromagnetyczny, elektrodynamiczny, elektrostatyczny, ferrodynamiczny, indukcyjny, magnetodynamiczny; elektroniczny; termoelektryczny; elektrochemiczny).

W tym eseju postaram się porozmawiać o urządzeniu, zasadzie działania, podać opis i krótki opis elektryczne przyrządy pomiarowe klasy elektromechanicznej.

Bieżący pomiar

Amperomierz - urządzenie do pomiaru natężenia prądu w amperach (ryc. 1). Skala amperomierzy jest wyskalowana w mikroamperach, miliamperach, amperach lub kiloamperach zgodnie z granicami pomiarowymi urządzenia. Amperomierz jest podłączony do obwodu elektrycznego szeregowo z tym odcinkiem obwodu elektrycznego (ryc. 2), w którym mierzona jest siła prądu; w celu zwiększenia limitu pomiaru - za pomocą bocznika lub przez transformator.

Najczęściej spotykane amperomierze, w których ruchoma część przyrządu ze strzałką obraca się o kąt proporcjonalny do wartości mierzonego prądu.

Amperomierze są magnetoelektryczne, elektromagnetyczne, elektrodynamiczne, termiczne, indukcyjne, detektorowe, termoelektryczne i fotoelektryczne.

Amperomierze magnetoelektryczne mierzą natężenie prądu stałego; indukcja i detektor - zasilanie AC; amperomierze innych systemów mierzą siłę dowolnego prądu. Najbardziej dokładne i czułe są amperomierze magnetoelektryczne i elektrodynamiczne.

Zasada działania urządzenia magnetoelektrycznego polega na wytworzeniu momentu obrotowego w wyniku oddziaływania pola trwały magnes oraz prąd przepływający przez uzwojenie ramy. Strzałka jest połączona z ramką, która porusza się wzdłuż skali. Kąt obrotu strzałki jest proporcjonalny do siły prądu.

Amperomierze elektrodynamiczne składają się z cewki nieruchomej i cewki ruchomej połączonych równolegle lub szeregowo. Interakcja między prądami przepływającymi przez cewki powoduje, że poruszająca się cewka i połączona z nią strzała odchylają się. W obwodzie elektrycznym amperomierz jest połączony szeregowo z obciążeniem i przy wysokim napięciu lub dużym prądzie przez transformator.

Dane techniczne niektórych typów domowych amperomierzy, miliamperomierzy, mikroamperomierzy, systemów magnetoelektrycznych, elektromagnetycznych, elektrodynamicznych, a także systemów termicznych podano w tabeli 1.

Tabela 1. Amperomierze, miliamperomierze, mikroamperomierze

Pomiar napięcia

Woltomierz - urządzenie pomiarowe z bezpośrednim odczytem do określania napięcia lub pola elektromagnetycznego w obwodach elektrycznych (ryc. 3). Podłącza się go równolegle do obciążenia lub źródła energii elektrycznej (rys. 4).

Zgodnie z zasadą działania woltomierze dzielą się na: elektromechaniczne - magnetoelektryczne, elektromagnetyczne, elektrodynamiczne, elektrostatyczne, prostownikowe, termoelektryczne; elektroniczny - analogowy i cyfrowy. Po uzgodnieniu: prąd stały; prąd przemienny; impuls; wrażliwy na fazę; selektywny; uniwersalny. Według projektu i metody aplikacji: panel; przenośny; stacjonarny. Dane techniczne niektórych domowych woltomierzy, miliwoltomierzy systemów magnetoelektrycznych, elektrodynamicznych, elektromagnetycznych, a także termicznych przedstawiono w tabeli 2.

Tabela 2. Woltomierze i miliwoltomierze

Do pomiaru w obwodach prądu stałego stosuje się połączone urządzenia układu magnetoelektrycznego, amperomierze. Dane techniczne niektórych typów urządzeń podano w tabeli 3.

Tabela 3 Połączone urządzenia układu magnetoelektrycznego .

Dane techniczne przyrządów kombinowanych - amperomierzy i amperomierzy do pomiaru napięcia i prądu oraz mocy w obwodach prądu przemiennego.

Kombinowane przyrządy przenośne do pomiarów w obwodach prądu stałego i przemiennego umożliwiają pomiar prądów stałych i przemiennych oraz rezystancji, a niektóre także pojemności elementów w bardzo szerokim zakresie, są kompaktowe, posiadają autonomiczne zasilanie, co zapewnia ich szerokie zastosowanie. Klasa dokładności tego typu urządzeń przy prądzie stałym wynosi 2,5; na zmiennej - 4,0.

Uniwersalne elektroniczne przyrządy pomiarowe

Uniwersalne przyrządy pomiarowe (woltomierze uniwersalne) są szeroko stosowane do pomiaru wielkości elektrycznych. Urządzenia te umożliwiają z reguły pomiar napięć i prądów przemiennych i stałych, rezystancji, aw niektórych przypadkach częstotliwości sygnałów w bardzo szerokim zakresie. W literaturze często nazywane są woltomierzami uniwersalnymi, ze względu na fakt, że każda wartość mierzona przez przyrządy jest w jakiś sposób przetwarzana na napięcie, wzmacniane przez wzmacniacz szerokopasmowy. Urządzenia posiadają skalę strzałkową (urządzenie typu elektromechanicznego) lub wyświetlacz ze wskaźnikiem ciekłokrystalicznym, niektóre urządzenia mają wbudowane programy i zapewnione jest matematyczne przetwarzanie wyników.

Informacje o niektórych typach nowoczesnych domowych urządzeń uniwersalnych podano w tabeli 4.

Tabela 4 Uniwersalne przyrządy pomiarowe

Do przyrządów uniwersalnych dołączone są następujące akcesoria:

1. Sonda napięcia AC 50KHz-1GHz do przedłużania napięcia AC ze wszystkimi uniwersalnymi woltomierzami i multimetrami.

2. Wysokonapięciowy dzielnik napięcia stałego do 30 kV 1:1000. W tabeli 5 przedstawiono dane techniczne uniwersalnego V3-38V.

Tabela 5. Dane techniczne miliwoltomierza cyfrowego B3-38V

Woltomierze uniwersalne z ciekłokrystalicznym wskazaniem wyników pomiarów prądów i napięć stałych i przemiennych, rezystancji w obwodzie 2/4-przewodowym, częstotliwości i okresów, pomiar wartości skutecznej prądu przemiennego i dowolnego napięcia.

Ponadto, w obecności wymiennych czujników termicznych, urządzenia zapewniają pomiar temperatury od -200 do +1110 0 С, pomiar mocy, poziomów względnych (dB), rejestrację / odczyt do 200 wyników pomiarów, automatyczny lub ręczny wybór granic pomiarowych , wbudowany program kontroli testów, kontrola dźwięku muzycznego.

Boczniki pomiarowe

Boczniki mają na celu rozszerzenie granic pomiaru prądu. Bocznik to skalibrowany, zwykle płaski przewodnik (rezystor) o specjalnej konstrukcji wykonany z manganu, przez który przepływa mierzony prąd. Spadek napięcia na boczniku wynosi funkcja liniowa aktualny. Napięcie znamionowe odpowiada prądowi znamionowemu bocznika. Stosowane są głównie w obwodach prądu stałego wraz z magnetoelektrycznymi przyrządami pomiarowymi. Podczas pomiaru małych prądów (do 30 A) boczniki są wbudowane w obudowę przyrządu. Podczas pomiaru dużych prądów (do 7500 A) stosuje się zewnętrzne boczniki. Boczniki są podzielone według klas dokładności: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2 i 0,5.

Aby rozszerzyć granice pomiarowe urządzeń napięciowych, stosuje się skalibrowane rezystory, zwane dodatkowymi rezystancjami. Dodatkowe rezystory wykonane są z drutu w izolacji manganowej i również podzielone są na klasy dokładności. Szczegóły boczników przedstawiono w tabeli 6.

Tabela 6 Boczniki pomiarowe

Przyrządy do pomiaru rezystancji

Przyrządy do pomiaru rezystancji elektrycznej, w zależności od zakresu rezystancji mierzonej przez przyrządy, nazywane są omomierzami, mikroomomierzami, magomomierzami. Do pomiaru rezystancji prądowej urządzeń uziemiających stosuje się mierniki uziemienia. Informacje o niektórych typach tych urządzeń zawiera tabela 7.

Tabela 7. Omomierze, mikroomomierze, megaomomierze, mierniki uziemienia

Wyznaczanie rezystancji uziemienia

Termin uziemienie oznacza połączenie elektryczne jakikolwiek obwód lub sprzęt do uziemienia. Uziemienie służy do ustawiania i utrzymywania potencjału podłączonego obwodu lub sprzętu tak blisko potencjału uziemienia, jak to tylko możliwe. Obwód uziemiający jest utworzony przez przewodnik, zacisk, za pomocą którego przewodnik jest połączony z elektrodą, elektrodę i uziemienie wokół elektrody. Uziemienie jest szeroko stosowane w celu ochrony elektrycznej. Na przykład w sprzęcie oświetleniowym uziemienie służy do zwarcia prądu zwarciowego do uziemienia w celu ochrony personelu i komponentów sprzętu przed narażeniem na wysokie napięcie. Niska rezystancja obwodu uziemiającego zapewnia przepływ prądu zwarciowego do ziemi i szybkie zadziałanie przekaźników ochronnych. W rezultacie obce napięcie jest eliminowane tak szybko, jak to możliwe, aby nie narażać na nie personelu i sprzętu. Aby jak najlepiej ustalić potencjał odniesienia sprzętu do celów ochrony ESD i ograniczyć napięcia na obudowie sprzętu do ochrony personelu, idealna rezystancja obwodu uziemienia powinna wynosić zero.

ZASADA POMIARU REZYSTANCJI UZIEMIENIA

Woltomierz mierzy napięcie między pinami X i Y, a amperomierz mierzy prąd płynący między pinami X i Z (rys. 5).

Zauważ, że punkty X, Y i Z odpowiadają punkty X, P i C instrumentu 3-punktowego lub punkty C1, P2 i C2 instrumentu 4-punktowego.

Korzystając ze wzorów prawa Ohma E \u003d R I lub R \u003d E / I, możemy określić rezystancję uziemienia elektrody R. Na przykład, jeśli E \u003d 20 V i I \u003d 1 A, to:

R = E / I = 20 / 1 = 20 omów

Korzystając z testera uziemienia, nie trzeba wykonywać tych obliczeń. Urządzenie samo wygeneruje prąd niezbędny do pomiaru i bezpośrednio wskaże wartość rezystancji uziemienia.

Weźmy na przykład miernik zagranicznego producenta marki 1820 ER (ryc. 6 i tabela 8).

Tabela 8 Dane techniczne Miernik typu 1820 ostry dyżur

strumień magnetyczny

Informacje ogólne.

strumień magnetyczny- strumień jako całka wektora indukcji magnetycznej przechodzącej przez powierzchnię skończoną. Zdefiniowane przez całkę po powierzchni

w tym przypadku element wektora pola powierzchni jest zdefiniowany jako

gdzie jest wektorem jednostkowym normalnym do powierzchni.

gdzie α jest kątem między wektorem indukcji magnetycznej a normalną do płaszczyzny pola.

Strumień magnetyczny przepływający przez obwód można również wyrazić za pomocą cyrkulacji potencjału wektorowego pole magnetyczne wzdłuż tego obwodu:

Jednostki

W układzie SI jednostką strumienia magnetycznego jest weber (Wb, wymiar - V s \u003d kg m² s −2 A −1), w układzie CGS - maxwell (Mks); 1 Wb = 10 8 µs.

Nazywa się urządzenie do pomiaru strumienia magnetycznego Fluksomierz(z łac. fluxus - przepływ i ... miernik) lub webermeter.

Wprowadzenie

Indukcja magnetyczna- wielkość wektorową, która jest charakterystyką mocy pola magnetycznego w danym punkcie przestrzeni. Pokazuje siłę, z jaką pole magnetyczne działa na ładunek poruszający się z określoną prędkością.

Dokładniej, czy wektor jest taki, że siła Lorentza działająca na ładunek poruszający się z prędkością jest równa

gdzie α jest kątem między wektorami prędkości i indukcji magnetycznej.

Również indukcję magnetyczną można zdefiniować jako stosunek maksymalnego momentu mechanicznego sił działających na pętlę z prądem umieszczoną w jednorodnym polu do iloczynu natężenia prądu w pętli i jej powierzchni.

Jest to główna charakterystyka pola magnetycznego, podobna do wektora natężenia pola elektrycznego.

W układzie CGS indukcję magnetyczną pola mierzy się w gausach (Gs), w układzie SI – w teslach (Tl)

1 T = 10 4 gr

Magnetometry używane do pomiaru indukcji magnetycznej nazywane są teslametrami.

Bibliografia

1. Podręcznik elektrotechniki i sprzętu elektrycznego, Aliev I.I.

2. Elektrotechnika, Ryabov V.I.

3. Nowoczesny pomiarowy sprzęt elektryczny, Zhuravlev A.

Pomiary parametrów elektrycznych kablowych linii komunikacyjnych

1. Pomiary parametrów elektrycznych kablowych linii komunikacyjnych

1.1 Postanowienia ogólne

Właściwości elektryczne kablowych linii komunikacyjnych charakteryzują się parametrami transmisyjnymi i parametrami wpływu.

Parametry transmisji oceniają propagację energii elektromagnetycznej wzdłuż łańcucha kablowego. Parametry wpływu charakteryzują zjawiska przenoszenia energii z jednego obwodu do drugiego oraz stopień ochrony przed wzajemnymi i zewnętrznymi zakłóceniami.

Parametry transferu obejmują parametry podstawowe:

R - opór,

L - indukcyjność,

C - pojemność,

G - przewodność izolacji i parametry wtórne,

Z - odporność na fale,

A - współczynnik tłumienia,

β - współczynnik fazy.

Parametry wpływu obejmują parametry podstawowe;

K - przyłącze elektryczne,

M - połączenie magnetyczne i parametry wtórne,

V-przesłuch na bliskim końcu,

Bℓ - przesłuch na drugim końcu.

W obszarze niskich częstotliwości o jakości i zasięgu komunikacji decydują głównie parametry transmisyjne, aw przypadku torów o wysokiej częstotliwości najważniejsze są parametry wpływu.

Podczas eksploatacji kablowych linii komunikacyjnych przeprowadza się pomiary ich parametrów elektrycznych, które dzieli się na prewencyjne, kontrolne i awaryjne. W określonych odstępach czasu przeprowadzane są pomiary prewencyjne w celu oceny stanu linii komunikacyjnych i doprowadzenia ich parametrów do norm. Pomiary kontrolne przeprowadza się po Konserwacja oraz innych rodzajów prac w celu oceny jakości ich wykonania. Pomiary awaryjne przeprowadzane są w celu ustalenia charakteru i miejsca uszkodzenia linii komunikacyjnej.

1.2 Pomiar rezystancji obwodu

Rozróżnia się rezystancję obwodu (Rö) na prąd stały i rezystancję obwodu na prąd przemienny. Oporność 1 km drutu na prąd stały zależy od materiału drutu ( oporność- p), średnicę drutu i temperaturę. Rezystancja dowolnego drutu wzrasta wraz ze wzrostem temperatury i maleje wraz ze wzrostem średnicy.

Dla dowolnej odporności temperaturowej od 20°C odporność można obliczyć ze wzoru:

Rt=Rt=20 [1+a (t -20) ]om/km ,

gdzie Rt jest rezystancją w danej temperaturze,

A- współczynnik temperatury opór.

W przypadku obwodów dwuprzewodowych wynikową wartość rezystancji należy pomnożyć przez dwa.

Odporność 1 km przewodu na prąd przemienny zależy oprócz tych czynników również od częstotliwości prądu. Rezystancja AC jest zawsze większa niż rezystancja DC z powodu efektu naskórkowości.

Zależność rezystancji drutu od prądu przemiennego od częstotliwości określa wzór:

R=K1 × Rt Ohm/km ,

gdzie K1 jest współczynnikiem uwzględniającym częstotliwość prądu (wraz ze wzrostem częstotliwości prądu K1 rośnie)

Na zamontowanych odcinkach wzmacniających mierzona jest rezystancja obwodu kablowego oraz poszczególnych żył. Do pomiaru rezystancji używany jest obwód mostka prądu stałego ze stałym stosunkiem zrównoważonych ramion. Schemat ten zapewniają urządzenia pomiarowe PKP-3M, PKP-4M, P-324. Schematy pomiarowe z wykorzystaniem tych przyrządów przedstawiono na rys. 1 i ryc. 2.

Ryż. 1. Schemat pomiaru rezystancji obwodu z urządzeniem PKP

Ryż. 2. Schemat pomiaru rezystancji obwodu z przyrządem P-324

Zmierzona rezystancja jest przeliczana na 1 km obwodu i porównywana ze standardami dla tego kabla. Wskaźniki rezystancji dla niektórych typów kabli lekkich i symetrycznych podano w tabeli. 1.

Tabela 1

ParametrKabelP-274 P-274MP-270TG TBTZB TZGP-296MKB MKGMKSB MKSGDC Rezystancja obwodu ( ¦ = 800Hz), przy +20 °С, Ohm/km115 ÷ 12536,0d=0,4 £ 148d=0,8 £ 56.155.5d=1,2 £ 31,9d=0,9 £ 28,5d=0,75 £ 95d=0,9 £ 28,5d=1,4 £ 23,8d=1,2 £ 15,85d=0,6 £ 65,8d=1,0 £ 23,5d=0,7 £ 48d=1,2 £ 16,4d=1,4 £ 11,9

Rezystancja prądu stałego d jest równa, a rezystancja czynna kabli komunikacyjnych pola świetlnego (P-274, P-274M, P-275) nie zależy od sposobu układania linii i warunków atmosferycznych („suchy”, „mokry”) i ma tylko zależność od temperatury, rosnącą wraz ze wzrostem temperatury otoczenia (powietrza, gleby itp.).

Jeśli w wyniku porównania zmierzona wartość rezystancji jest większa niż norma, może to oznaczać słaby styk w splotach kabli lub w półzłączach łączących.

1.3 Pomiar pojemności

Pojemność (Cx) jest jednym z najważniejszych podstawowych parametrów transmisyjnych w przewodowych obwodach komunikacyjnych. Po jego wartości można ocenić stan kabla, określić charakter i lokalizację jego uszkodzenia.

W rzeczywistości pojemność kabla jest podobna do pojemności kondensatora, gdzie rolę okładek pełnią powierzchnie drutów, a znajdujący się pomiędzy nimi materiał izolacyjny (papier, styroflex itp.) dielektryk.

Pojemność obwodów kablowych linii komunikacyjnych zależy od długości linii komunikacyjnej, konstrukcji kabla, materiały izolacyjne, typ skrętu.

Na wartość pojemności obwodów kabli symetrycznych mają wpływ sąsiednie rdzenie, powłoki kabli, ponieważ wszystkie znajdują się blisko siebie.

Pomiary pojemności kabli wykonywane są przyrządami pomiarowymi typu PKP-3M, PKP-4M, P-324. Podczas pomiaru urządzenia PKP stosowana jest metoda pomiaru balistycznego, a urządzenie P-324 mierzy według obwodu mostka prądu przemiennego ze zmiennym przełożeniem zrównoważonych ramion.

Na przewodowych liniach komunikacyjnych można wykonać:

pomiar pojemności pary rdzeni;

pomiar pojemności rdzenia (względem ziemi).

1.3.1 Pomiar pojemności pary przewodów przyrządem P-324

Pomiar pojemności pary przewodów przeprowadza się zgodnie ze schematem pokazanym na ryc. 3.

Ryż. 3. Schemat pomiaru pojemności pary rdzeni

Jednym ze zrównoważonych ramion jest zestaw rezystorów nR, trzykrotnie - magazyn rezystancji - Rms. Pozostałe dwa ramiona to pojemność odniesienia Co i zmierzona Cx.

Dla zapewnienia równości kątów strat ramion oraz potencjometry BALANCE Сх Rough i BALANCE Сх SMOOTH. Równowagę mostu zapewnia skrzynka oporowa Rms. Jeśli kąty utraty ramion i równowaga mostu są równe, prawdziwa jest następująca równość:

Ponieważ Co i R są stałe dla danego obwodu pomiarowego, zmierzona pojemność jest odwrotnie proporcjonalna do rezystancji magazynu. Dlatego skrzynka rezystancyjna jest kalibrowana bezpośrednio w jednostkach pojemności (nF), a wynik pomiaru jest określany na podstawie wyrażenia:

Cx \u003d n SMS.

1.3.2 Pomiar pojemności przewodu względem ziemi

Pomiar pojemności rdzenia względem ziemi przeprowadza się według schematu na rys. 4.

Ryż. 4. Schemat pomiaru pojemności rdzenia względem ziemi

Normy średniej wartości pojemności roboczej pary rdzeni dla niektórych rodzajów linii kablowych podano w tabeli. 2.

Tabela 2

ParametrKabelP-274 P-274MP-270TG TBTZB TZGP-296MKB MKGMKSB MKSGAśrednia wartość pojemności roboczej, nF/km32,6 ÷ 38.340.45d=0,4 d=0,5 C=50d=0,8 C=3836,0d=1,2 C=27 d=1,4 C=3624,0 ÷ 25d =0,9 C=33,5d =0,6 C=40d =1,0 C=34d =0,7 C=41d =1,2 C=34,5d =1,4 C=35,5

Notatka:

. Wydajność kabli komunikacyjnych pola świetlnego zmienia się w zależności od metody instalacji, warunków pogodowych i temperatury otoczenia. Największy wpływ ma zawilgocenie lub pokrycie powłoki kabla warstwami półprzewodzącymi (gleba, opady atmosferyczne, sadza itp.).

Wydajność robocza kabla MKSB, MKSG zależy od liczby czwórek (jeden-, cztero- i siedmioczteroosobowy) oraz liczby rdzeni sygnałowych.

1.4 Pomiar rezystancji izolacji

Przy ocenie jakości izolacji obwodu zwykle stosuje się pojęcie „rezystancji izolacji” (Riz). Rezystancja izolacji jest odwrotnością przewodności izolacji.

Przewodność izolacji obwodu zależy od materiału i stanu izolacji, warunków atmosferycznych i częstotliwości prądu. Przewodność izolacji znacznie wzrasta, gdy izolacja jest zanieczyszczona, jeśli występują w niej pęknięcia lub jeśli naruszona jest integralność warstwy osłony izolacyjnej kabla. Przy deszczowej pogodzie przewodnictwo izolacji jest większe niż przy suchej pogodzie. Wraz ze wzrostem częstotliwości prądu wzrasta przewodność izolacji.

Pomiar rezystancji izolacji można wykonać przyrządami PKP-3, PKP-4, P-324 podczas badań profilaktycznych i kontrolnych. Rezystancja izolacji jest mierzona między rdzeniami oraz między rdzeniem a uziemieniem.

Aby zmierzyć rezystancję izolacji Riz, uzwojenie sterujące MU jest połączone szeregowo ze źródłem napięcia i zmierzoną rezystancją izolacji. Im mniejsza wartość zmierzonego Riz, tym większy prąd w uzwojeniu sterującym MU, a co za tym idzie, większa siła elektromotoryczna w uzwojeniu wyjściowym MU. Wzmocniony sygnał jest wykrywany i rejestrowany przez urządzenie IP. Skala urządzenia jest skalibrowana bezpośrednio w megaomach, więc odczyt mierzonej wartości Riz. dokonywana jest na skali górnej lub środkowej z uwzględnieniem położenia przełącznika LIMIT Rmohm.

Przy pomiarze rezystancji izolacji przyrządem PKP wykorzystuje się obwód omomierza, który składa się z szeregowo połączonego mikroamperomierza oraz zasilacza 220V. Skala mikroamperomierza jest wyskalowana od 3 do 1000 MΩ.

Normy rezystancji izolacji dla niektórych typów kabli komunikacyjnych podano w tabeli. 3.

Tabela 3

Kabel parametrów P-274 P-274MP-270TG TBTZB TZGP-296MKB MKGMKSB MKSG 100÷1000 250÷2500 500050001000050001000010000

Rezystancja izolacji kabli komunikacyjnych z lekkim polem w dużym stopniu zależy od metody układania, warunków pracy i temperatury otoczenia.

1.5 Pomiar wtórnych parametrów transmisji

1.5.1 Impedancja charakterystyczna

Impedancja charakterystyczna (Zc) to opór, jaki napotyka fala elektromagnetyczna rozchodząca się po jednorodnym obwodzie bez odbicia. Jest to charakterystyczne dla tego typu kabla i zależy tylko od parametrów pierwotnych oraz częstotliwości przesyłanego prądu. Wartość oporu fali charakteryzuje obwód, ponieważ pokazuje zależność między napięciem (U) a prądem ( I ) w dowolnym punkcie dla jednorodnego łańcucha wartość jest stała, niezależna od jego długości.

Ponieważ wszystkie podstawowe parametry, z wyjątkiem pojemności, zależą od częstotliwości prądu, wraz ze wzrostem częstotliwości prądu zmniejsza się opór fali.

Pomiar i ocenę wielkości oporu fali można przeprowadzić za pomocą urządzenia P5-5. W tym celu prace prowadzone są z obu końców kablowej linii komunikacyjnej. Z jednej strony mierzony obwód jest zakłócany przez rezystancję czynną, do czego zaleca się stosowanie rezystancji mastyksowych wysokiej częstotliwości SP, SPO lub bezprzewodowego magazynu rezystancji, z drugiej strony podłączone jest urządzenie R5-5. Regulując rezystancję na drugim końcu obwodu i zwiększając wzmocnienie urządzenia na bliższym końcu obwodu, przy użyciu urządzenia P5-5 uzyskuje się minimalne odbicie od drugiego końca linii. Wartość rezystancji wybrana na drugim końcu obwodu będzie w tym przypadku odpowiadać impedancji charakterystycznej obwodu.

Normy dotyczące wartości średniej wartości oporu fali podano w tabeli. 4.

Tabela 4

Godzina, kHz ÷1085 368 ÷648 43548749010,0230155258181146231 ÷308 147 ÷200 160190,519616,0205135222158139133 ÷174 15218218660131142 ÷147 130174174,6120129142 ÷146 171168,4200128169,2167,3300126168,2166,3

1.5.2 Tłumienie pracy

Kiedy energia elektryczna rozchodzi się przez przewody, amplitudy prądu i napięcia zmniejszają się lub, jak mówią, ulegają tłumieniu. Spadek energii na długości łańcucha 1 km jest uwzględniany przez współczynnik tłumienia, który jest inaczej nazywany tłumieniem kilometrowym. Współczynnik tłumienia jest oznaczony literą A i jest mierzony w neperach na 1 km. Współczynnik tłumienia zależy od podstawowych parametrów obwodu i wynika z dwóch rodzajów strat:

tłumienie spowodowane stratami energii na ogrzewanie metalu drutu;

tłumienie spowodowane stratami wynikającymi z niedoskonałości izolacji oraz stratami dielektrycznymi.

Straty w metalu dominują w obszarze niższych częstotliwości, a straty w dielektryku zaczynają wpływać powyżej.

Ponieważ podstawowe parametry zależą od częstotliwości, to A zależne od częstotliwości: wraz ze wzrostem częstotliwości prądu A wzrasta. Wzrost tłumienia tłumaczy się tym, że wraz ze wzrostem częstotliwości prądu wzrasta rezystancja czynna i przewodność izolacji.

Znając współczynnik tłumienia obwodu ( A ) i długości łańcucha (ℓ), to możemy wyznaczyć tłumienie własne całego łańcucha (a):

a= A × ℓ, np

Dla czteropasm tworzących kanał komunikacyjny zwykle nie jest możliwe pełne zapewnienie warunków do spójnego włączenia. Dlatego, aby uwzględnić niespójność zarówno w obwodach wejściowych, jak i wyjściowych utworzonego kanału komunikacyjnego w rzeczywistych (rzeczywistych) warunkach, nie wystarczy znać tylko tłumienie wewnętrzne.

Tłumienie robocze (ap) to tłumienie obwodu kabla w warunkach rzeczywistych, tj. pod jakimkolwiek obciążeniem na jego końcach.

Z reguły w rzeczywistych warunkach tłumienie operacyjne jest większe niż tłumienie własne (ar >A).

Jedną z metod pomiaru tłumienia działania jest metoda różnicy poziomów.

Podczas pomiaru tą metodą wymagany jest generator o znanym polu elektromagnetycznym i znanej rezystancji wewnętrznej Zo. Bezwzględny poziom napięcia przy dopasowanym obciążeniu generatora Zo jest mierzony przez wskaźnik poziomu stacji A i jest określany przez:

oraz bezwzględny poziom napięcia przy obciążeniu Z I mierzone przez wskaźnik poziomu stacji B.

Normy dotyczące współczynnika tłumienia obwodów niektórych typów linii kablowych przedstawiono w tabeli. 5.

Parametry drugorzędne kabli komunikacyjnych pola świetlnego w dużym stopniu zależą od sposobu ułożenia linii (zawieszenie, na gruncie, w gruncie, w wodzie).

1.6 Pomiar parametrów wpływu

Stopień wpływu między obwodami linii kablowej jest zwykle szacowany na podstawie wartości tłumienia przesłuchu. Tłumienie przesłuchu charakteryzuje tłumienie prądów wpływających podczas ich przejścia z obwodu wpływającego do obwodu podlegającego wpływowi. Kiedy prąd przemienny przepływa przez obwód wpływający, wokół niego powstaje zmienne pole magnetyczne, które przecina dotknięty obwód.

Rozróżnia się przesłuch bliski końca Ao i przesłuch daleki Aℓ.

Tłumienie prądów przejściowych, które pojawiają się na końcu obwodu, w którym znajduje się generator obwodu wpływającego, nazywane jest tłumieniem przesłuchu bliskiego końca.

Tłumienie prądów przejściowych płynących do przeciwnego końca drugiego obwodu nazywane jest tłumieniem przejściowym na drugim końcu.

Tabela 5. Normy dotyczące współczynnika tłumienia obwodów, Np / km.

Częstotliwość, kHz 0,04÷0,670,043÷0,066 0,0440,043100,2840,3980,2680,3740,1160,344÷0,6440,091÷0,170 0,200,0910,087160,3200,4450,3040,4210,1360,103÷0,1 820,230,0960,092300,1740,129÷0,220 0,240,1110,114600,2290,189÷0,275 0,280,1500,1451200,3110,299÷0,383 0,380,2180,2102000,3920,460,2940,2743000,4740,3720,3325520,81

1.6.1 przesłuch bliski końca

Pomiar i ocena przesłuchu bliskiego końca jest ważna dla systemów czteroprzewodowych z różnymi kierunkami nadawania i odbioru. Do takich systemów należą jednoprzewodowe systemy transmisyjne (P-303, P-302, P-301, P-330-6, P-330-24) pracujące na pojedynczym kablu poczwórnym (P-296, R-270).

Najbardziej powszechną metodą pomiaru tłumienia przesłuchu jest metoda porównawcza stosowana przy użyciu zestawu przyrządów VIZ-600, P-322. Przy pomiarze przyrządem P-324 stosowana jest metoda mieszana (porównań i uzupełnień).

Istota metody porównania i dodawania polega na tym, że w pozycji 2 tłumienie przesłuchu (Ao) jest uzupełniane tłumieniem magazynka (amz) do wartości mniejszej niż 10 Np. Zmieniając tłumienie sklepu, warunek Ao + amz ≥10 Np jest spełniony.

Dla wygody odczytu mierzonej wartości przełącznik NP pokazuje liczby nie tłumienia amz faktycznie wprowadzonego przez sklep, ale różnicy 10 - amz.

Ponieważ tłumienie magazynka nie zmienia się płynnie, ale w krokach co 1 Np, reszta tłumienia w Np jest mierzona na skali przyrządu wskaźnikowego (PI) w zakresie od 0 do 1 Np.

Przed pomiarem przyrząd (IP) jest kalibrowany, dla którego przełącznik obwodu LP jest ustawiony w pozycji GRAD (pozycja 1 na rys. 9). W tym przypadku wyjście generatora jest podłączone do miernika za pomocą referencyjnego przedłużacza (EU) z tłumieniem 10 Np.

Współczynniki tłumienia przesłuchu podano w tabeli. 6.

Tabela 6

Typ kabla Częstotliwość, kHz Długość linii, km Tłumienie przesłuchuP-27060106.0P-29660108.8MKB MKG100 2000,850 0,8506,8 6,8MKSB, MKSGACały zakres częstotliwości 0,6507,2

W przypadku kabla P-296 tłumienie przesłuchów sprawdzane jest również przy częstotliwościach 10 kHz i 30 kHz.

1.6.2 Przesłuch na dalekim końcu

Pomiar i ocena przesłuchu na dalekim końcu jest ważna także dla systemów czteroprzewodowych, ale z tymi samymi kierunkami odbioru i nadawania. Do systemów tych należą dwuprzewodowe systemy transmisyjne takie jak P-300, P-330-60.

Aby zmierzyć przesłuch na drugim końcu Aℓ, konieczne jest zainstalowanie dwóch urządzeń P-324 na przeciwległych końcach mierzonych obwodów. Pomiar przeprowadzany jest w trzech etapach.

Również za pomocą przyrządu P-324 można zmierzyć tłumienia co najmniej 5 Np, na wejściu przyrządu włączony jest przedłużacz UD 5 Np, który jest częścią przyrządu do sprawdzania działania przyrządu .

Otrzymany wynik pomiaru dzieli się na pół i określa się tłumienie jednego obwodu.

Następnie obwód jest montowany i kalibrowany jest tor pomiarowy przyrządu stanowiska B, podłączonego do obwodu wpływającego. W takim przypadku suma tłumienia obwodu, rozszerzenia UD 5Np i magazynu tłumienia musi wynosić co najmniej 10 Np, pozostałość tłumienia przekraczająca 10Np jest ustawiona na urządzeniu wskaźnikowym.

W trzecim kroku mierzony jest przesłuch na drugim końcu. Wynik pomiaru jest sumą odczytów przełącznika NP i urządzenia wskazującego.

Zmierzona wartość przesłuchu na drugim końcu jest porównywana z normą. Szybkość przesłuchu na drugim końcu podano w tabeli. 7.

Tabela 7

Typ kabla Częstotliwość, kHz Długość linii, km Tłumienie przesłuchu P-27060105.5P-29660105.0MKB MKG100 2000,850 0,8507,8 7,8MKSB, MKSGACały zakres częstotliwości 0,6508,2

We wszystkich symetrycznych obwodach kablowych przesłuch zmniejsza się wraz ze wzrostem częstotliwości w przybliżeniu zgodnie z prawem logarytmicznym. Aby zwiększyć tłumienie przesłuchów między obwodami, przewody przewodzące prąd są skręcane podczas produkcji w grupy (pary, czwórki, ósemki), grupy są skręcane w rdzeń kabla, obwody są ekranowane, a podczas układania linii komunikacyjnych kabel kabel jest zrównoważony. Równoważenie na kablach niskiej częstotliwości polega na ich dodatkowym skrzyżowaniu podczas rozkładania i włączeniu kondensatorów. Równoważenie na kablach HF to skrzyżowanie i włączenie obwodów przeciwsprzęgających. Konieczność bilansowania może powstać w przypadku pogorszenia parametrów oddziaływania kabla podczas jego długotrwałej eksploatacji lub w trakcie budowy dalekobieżnej linii komunikacyjnej. Potrzebę zbalansowania kabli należy określić w każdym konkretnym przypadku, na podstawie rzeczywistej wartości tłumienia przesłuchów obwodów, która zależy od systemu komunikacyjnego (system wykorzystujący obwody kablowe i urządzenia uszczelniające) oraz długości linii.

2. Ustalenie charakteru i lokalizacji uszkodzeń linii komunikacji kablowej

2.1 Ogólne

Kable komunikacyjne mogą mieć następujące rodzaje uszkodzeń:

zmniejszenie rezystancji izolacji między żyłami kabla lub między żyłami a ziemią;

obniżenie rezystancji izolacji „powłoka – masa” lub „pancerz – masa”;

całkowite zerwanie kabla;

przebicie dielektryczne;

asymetria rezystancji rdzeni;

zerwanie par w kablu symetrycznym.

2.2 Badania mające na celu określenie charakteru uszkodzeń

Określenie charakteru uszkodzenia („doziemienie”, „przerwa”, „krótki” spadek rezystancji izolacji) przeprowadza się poprzez badanie każdej żyły kabla za pomocą obwodów miernika lub omomierza różnych przyrządów pomiarowych (np. P-324, PKP-3 , PKP-4, KM-61C itp.). Jako omomierz możesz użyć „testera” połączonego instrumentu.

Testy przeprowadza się w następującej kolejności:

Rezystancja izolacji jest sprawdzana między jednym rdzeniem a resztą podłączoną do uziemionego ekranu.

Na stanowisku A, gdzie przeprowadzane są testy, wszystkie przewody z wyjątkiem jednego są połączone ze sobą oraz z ekranem i uziemione. Na stanowisku B rdzenie układane są na izolacji. Rezystancja izolacji jest mierzona i porównywana z normą dla tego typu kabel. Testy i analizy są przeprowadzane dla każdego rdzenia kabla. Jeżeli zmierzona wartość rezystancji izolacji jest poniżej normy, wówczas określa się charakter uszkodzenia:

uszkodzenie izolacji w stosunku do „gruntu”;

uszkodzenie izolacji względem ekranu kabla;

uszkodzenia izolacji w stosunku do innych żył kabla.

Aby określić charakter uszkodzenia na stacji A, naprzemiennie usuwa się „masę” z żył kabla i przeprowadza się analizę:

a) jeżeli usunięcie „masy” z jakiegoś rdzenia (np. z żyły 2 na rys. 13) prowadzi do gwałtownego wzrostu rezystancji izolacji, to izolacja między badaną żyłą (żyłą 1) a żyłą z z którego usunięto „grunt” jest uszkodzony ( żyła 2);

b) jeżeli usunięcie „uziemienia” ze wszystkich przewodów nie prowadzi do zwiększenia rezystancji izolacji do normy, to izolacja badanego przewodu (żyła 1) jest uszkodzona w stosunku do ekranu kabla (uziemienie).

Jeśli podczas kolejnego testu okaże się, że rezystancja izolacji wynosi setki omów lub jednostek kOhm, oznacza to możliwe zwarcie między żyłami testowanego kabla (np. „zwarcie” jest pokazane między żyłami 3 i 4);

Sprawdzana jest integralność żył kabla, dla której wszystkie żyły na stacji B są połączone razem z ekranem. Na stacji A każdy rdzeń jest sprawdzany pod kątem ciągłości za pomocą omomierza.

Ustalenie charakteru uszkodzenia pozwala na wybór jednej z metod ustalenia lokalizacji uszkodzenia.

2.3 Określenie miejsca uszkodzenia izolacji żył drutowych

Aby określić miejsce uszkodzenia izolacji rdzenia, stosuje się obwody mostkowe, których wybór zależy od tego, czy w tym kablu występują rdzenie nadające się do użytku, czy nie.

W przypadku dobrego przewodu, równego rezystancji uszkodzonemu, a rezystancja izolacji uszkodzonego przewodu wynosi do 10 mΩ, pomiary wykonuje się metodą mostkową ze zmiennym przełożeniem ramion balansu.

Wartości rezystancji ramion mostka Ra i Rm podczas pomiarów dobierane są w taki sposób, aby w przekątnej mostka, do którego podłączony jest IP, nie płynął prąd.

Przyrządy PKP-3, PKP-4, KM-61S służą do określania miejsca uszkodzenia izolacji metodą mostkową ze zmiennym przełożeniem ramion równoważących. W tych urządzeniach rezystancja Rm jest zmienna i jest wyznaczana podczas pomiarów w momencie równowagi mostka, a rezystancja Ra jest stała i dla urządzeń PKP wybiera się równą 990 Ω, dla urządzenia KM-61S jest to 1000 Ω.

Jeśli dobre i uszkodzone przewody mają różne rezystancje, to pomiary wykonuje się z obu końców kablowej linii komunikacyjnej.

Przy zastosowaniu przyrządów PKP-3, PKP-4 można zastosować inne metody pomiaru rezystancji izolacji w celu określenia miejsca uszkodzenia kabla:

1. Metoda pomostowa ze zmiennym przełożeniem ramion równoważących z linką pomocniczą. Stosowany jest w obecności przewodów sprawnych, które nie dorównują rezystancją uszkodzonemu, a rezystancja izolacji uszkodzonego przewodu wynosi do 10 MΩ, a przewodu pomocniczego ponad 5000 MΩ,
2. Metoda mostkowa ze stałym stosunkiem ramion równoważących w metodzie podwójnej pętli. Stosowany jest w przypadku występowania znacznych prądów zakłócających i rezystancji izolacji uszkodzonego przewodu do 10 M0 m, a przewodu pomocniczego powyżej 5000 MΩ.
3. Metoda mostkowa ze stałym stosunkiem ramion równoważących przy wysokich rezystancjach przejściowych. Stosuje się go w obecności sprawnego przewodu o rezystancji równej uszkodzonemu i rezystancji przejściowej w miejscu uszkodzenia izolacji do 10 MΩ.
4. Metoda dwustronnych pomiarów rezystancji pętli uszkodzonych przewodów. Jest stosowany w przypadku braku sprawnych przewodów i rezystancji przejściowej rzędu rezystancji pętli.

5. Metoda biegu jałowego i zwarcie przy użyciu mostka ze stałym stosunkiem ramion równoważących. Stosowany jest w przypadku braku sprawnych przewodów i rezystancji styku w miejscu uszkodzenia izolacji do 10 kOhm.

Metoda obwodu otwartego i zwarciowego z wykorzystaniem mostka ze zmiennym przełożeniem ramion równoważących. Stosowany jest przy braku sprawnych przewodów i rezystancji przejściowej w miejscu uszkodzenia izolacji od 0,1 do 10 MΩ.

W przypadku braku sprawnych przewodów określenie miejsca uszkodzenia izolacji metodami mostkowymi z dostateczną dokładnością nastręcza pewne trudności. W tym przypadku można zastosować metodę impulsową i indukcyjną. Do pomiarów metodą impulsową wykorzystywane są przyrządy P5-5, P5-10, których zasięg może sięgać 20-25 km na symetrycznych przewodach komunikacyjnych.

2.4 Lokalizowanie pękniętych przewodów

Określenie lokalizacji przerwy w przewodzie można przeprowadzić następującymi metodami:

Metoda mostka z prądem pulsującym. Jest używany w obecności nadającego się do użytku drutu, równego oporowi z uszkodzonym.

Metoda porównania pojemności (metoda balistyczna). Stosuje się go z równą pojemnością właściwą przewodów sprawnych i uszkodzonych.

Metoda porównania pojemności dla pomiaru dwustronnego. Stosowany jest w przypadku nierównej pojemności właściwej przewodów uszkodzonych i sprawnych, aw szczególności w przypadku braku możliwości uziemienia nieprzemierzonych przewodów linii.

Aby określić lokalizację przerwy w przewodzie, można zastosować urządzenia PKP-3, PKP-4, KM-61C, P-324.

Jeżeli w kablu znajduje się dobra żyła i możliwość uziemienia wszystkich pozostałych żył kabla, mierzona jest kolejno pojemność robocza dobrej żyły (Сℓ), a następnie uszkodzonej żyły (Cx).

Jeżeli zgodnie z warunkami pracy kabla uziemienie pozostałych niezmierzonych żył jest niemożliwe, to aby uzyskać wiarygodny wynik, zerwany rdzeń mierzy się z obu stron, odległość do punktu przerwania oblicza się ze wzoru:

Plan

Wstęp

Metry bieżące

Pomiar napięcia

Połączone urządzenia układu magnetoelektrycznego

Uniwersalne elektroniczne przyrządy pomiarowe

Boczniki pomiarowe

Przyrządy do pomiaru rezystancji

Wyznaczanie rezystancji uziemienia

strumień magnetyczny

Wprowadzenie

Bibliografia

Wstęp

Pomiar nazywa się znajdowaniem wartości wielkości fizycznej empirycznie za pomocą specjalnych środków technicznych - przyrządów pomiarowych.

Tak więc pomiar jest procesem informacyjnym uzyskiwania przez doświadczenie liczbowego związku między daną wielkością fizyczną a niektórymi jej wartościami, traktowanymi jako jednostka porównania.

Wynikiem pomiaru jest nazwana liczba znaleziona poprzez pomiar wielkości fizycznej. Jednym z głównych zadań pomiaru jest oszacowanie stopnia przybliżenia lub różnicy między wartościami rzeczywistymi a rzeczywistymi mierzonej wielkości fizycznej – błędu pomiaru.

Główne parametry obwodów elektrycznych to: natężenie prądu, napięcie, rezystancja, moc prądu. Do pomiaru tych parametrów stosuje się elektryczne przyrządy pomiarowe.

Pomiar parametrów obwodów elektrycznych przeprowadza się na dwa sposoby: pierwszy to metoda pomiaru bezpośredniego, drugi to metoda pomiaru pośredniego.

Metoda pomiaru bezpośredniego polega na uzyskaniu wyniku bezpośrednio z doświadczenia. Pomiar pośredni to pomiar, w którym poszukiwana wartość jest znajdowana na podstawie znanego związku między tą wartością a wartością uzyskaną w wyniku pomiaru bezpośredniego.

Elektryczne przyrządy pomiarowe – klasa przyrządów służących do pomiaru różnych wielkości elektrycznych. Do grupy elektrycznych przyrządów pomiarowych, oprócz właściwych przyrządów pomiarowych, należą również inne przyrządy pomiarowe - miary, przetworniki, instalacje złożone.

Elektryczne przyrządy pomiarowe klasyfikuje się w następujący sposób: według mierzonej i odtwarzalnej wielkości fizycznej (amperomierz, woltomierz, omomierz, miernik częstotliwości itp.); według przeznaczenia (przyrządy pomiarowe, miary, przetworniki pomiarowe, instalacje i systemy pomiarowe, urządzenia pomocnicze); zgodnie ze sposobem udostępniania wyników pomiarów (wyświetlanie i rejestracja); według metody pomiarowej (urządzenia do bezpośredniej oceny i porównania); zgodnie z metodą aplikacji i projektowania (panelowe, przenośne i stacjonarne); zgodnie z zasadą działania (elektromechaniczny - magnetoelektryczny, elektromagnetyczny, elektrodynamiczny, elektrostatyczny, ferrodynamiczny, indukcyjny, magnetodynamiczny; elektroniczny; termoelektryczny; elektrochemiczny).

W tym eseju postaram się porozmawiać o urządzeniu, zasadzie działania, podać opis i krótki opis elektrycznych przyrządów pomiarowych klasy elektromechanicznej.

Bieżący pomiar

Amperomierz - urządzenie do pomiaru natężenia prądu w amperach (ryc. 1). Skala amperomierzy jest wyskalowana w mikroamperach, miliamperach, amperach lub kiloamperach zgodnie z granicami pomiarowymi urządzenia. Amperomierz jest podłączony do obwodu elektrycznego szeregowo z tym odcinkiem obwodu elektrycznego (ryc. 2), w którym mierzona jest siła prądu; w celu zwiększenia limitu pomiaru - za pomocą bocznika lub przez transformator.

Najczęściej spotykane amperomierze, w których ruchoma część przyrządu ze strzałką obraca się o kąt proporcjonalny do wartości mierzonego prądu.

Amperomierze są magnetoelektryczne, elektromagnetyczne, elektrodynamiczne, termiczne, indukcyjne, detektorowe, termoelektryczne i fotoelektryczne.

Amperomierze magnetoelektryczne mierzą natężenie prądu stałego; indukcja i detektor - zasilanie AC; amperomierze innych systemów mierzą siłę dowolnego prądu. Najbardziej dokładne i czułe są amperomierze magnetoelektryczne i elektrodynamiczne.

Zasada działania urządzenia magnetoelektrycznego opiera się na wytwarzaniu momentu obrotowego w wyniku oddziaływania pola magnesu trwałego z prądem przepływającym przez uzwojenie ramy. Strzałka jest połączona z ramką, która porusza się wzdłuż skali. Kąt obrotu strzałki jest proporcjonalny do siły prądu.

Amperomierze elektrodynamiczne składają się z cewki nieruchomej i cewki ruchomej połączonych równolegle lub szeregowo. Interakcja między prądami przepływającymi przez cewki powoduje, że poruszająca się cewka i połączona z nią strzała odchylają się. W obwodzie elektrycznym amperomierz jest połączony szeregowo z obciążeniem i przy wysokim napięciu lub dużym prądzie przez transformator.

Dane techniczne niektórych typów domowych amperomierzy, miliamperomierzy, mikroamperomierzy, systemów magnetoelektrycznych, elektromagnetycznych, elektrodynamicznych, a także systemów termicznych podano w tabeli 1.

Tabela 1. Amperomierze, miliamperomierze, mikroamperomierze

Pomiar napięcia

Woltomierz - urządzenie pomiarowe z bezpośrednim odczytem do określania napięcia lub pola elektromagnetycznego w obwodach elektrycznych (ryc. 3). Podłącza się go równolegle do obciążenia lub źródła energii elektrycznej (rys. 4).

Zgodnie z zasadą działania woltomierze dzielą się na: elektromechaniczne - magnetoelektryczne, elektromagnetyczne, elektrodynamiczne, elektrostatyczne, prostownikowe, termoelektryczne; elektroniczny - analogowy i cyfrowy. Po uzgodnieniu: prąd stały; prąd przemienny; impuls; wrażliwy na fazę; selektywny; uniwersalny. Według projektu i metody aplikacji: panel; przenośny; stacjonarny. Dane techniczne niektórych domowych woltomierzy, miliwoltomierzy systemów magnetoelektrycznych, elektrodynamicznych, elektromagnetycznych, a także termicznych przedstawiono w tabeli 2.

Tabela 2. Woltomierze i miliwoltomierze

Do pomiaru w obwodach prądu stałego stosuje się połączone urządzenia układu magnetoelektrycznego, amperomierze. Dane techniczne niektórych typów urządzeń podano w tabeli 3.

Tabela 3 Połączone urządzenia układu magnetoelektrycznego.

Dane techniczne przyrządów kombinowanych - amperomierzy i amperomierzy do pomiaru napięcia i prądu oraz mocy w obwodach prądu przemiennego.

Kombinowane przyrządy przenośne do pomiarów w obwodach prądu stałego i przemiennego mierzą prądy stałe i przemienne oraz rezystancje, a niektóre mierzą również pojemność elementów w bardzo szerokim zakresie, są kompaktowe, posiadają własne zasilanie, co zapewnia ich szerokie zastosowanie. Klasa dokładności tego typu urządzeń przy prądzie stałym wynosi 2,5; na zmiennej - 4,0.

Uniwersalne elektroniczne przyrządy pomiarowe

Obiekty pomiary elektryczne są to wszystkie wielkości elektryczne i magnetyczne: prąd, napięcie, moc, energia, strumień magnetyczny itp. Wyznaczenie wartości tych wielkości jest niezbędne do oceny działania wszystkich urządzeń elektrycznych, co decyduje o wyjątkowej wadze pomiarów w elektrotechnice.

Elektryczne urządzenia pomiarowe są również szeroko stosowane do pomiaru wielkości nieelektrycznych (temperatura, ciśnienie itp.), Które w tym celu są konwertowane na proporcjonalne. wielkości elektryczne. Takie metody pomiarowe są zbiorczo określane jako elektryczne pomiary wielkości nieelektrycznych. Zastosowanie elektrycznych metod pomiarowych umożliwia stosunkowo proste przesyłanie wskazań przyrządów na duże odległości (telemetria), sterowanie maszynami i aparaturą (sterowanie automatyczne), wykonywanie automatycznych operacji matematycznych na mierzonych wielkościach, proste rejestrowanie (np. na taśmie) postępu kontrolowanych procesów itp. Dlatego pomiary elektryczne są niezbędne w automatyzacji szerokiej gamy procesów przemysłowych.

W Związku Radzieckim rozwój oprzyrządowania elektrycznego idzie w parze z rozwojem elektryfikacji kraju, a szczególnie szybko po Wielkiej Wojnie Ojczyźnianej. Wysoką jakość sprzętu i niezbędną dokładność pracujących urządzeń pomiarowych gwarantuje państwowy nadzór nad wszystkimi miernikami i urządzeniami pomiarowymi.

12.2 Miary, przyrządy pomiarowe i metody pomiaru

Pomiar dowolnej wielkości fizycznej polega na porównaniu jej za pomocą eksperymentu fizycznego z wartością odpowiedniej wielkości fizycznej przyjmowanej jako jednostka. W ogólnym przypadku do takiego porównania wielkości mierzonej z miarą - rzeczywistego odwzorowania jednostki miary - potrzeba urządzenie porównujące. Na przykład przykładowa cewka rezystancyjna służy jako miara rezystancji w połączeniu z urządzeniem porównawczym - mostkiem pomiarowym.

Pomiar jest znacznie uproszczony, jeśli istnieje przyrząd do bezpośredniego czytania(zwany także przyrządem wskazującym), pokazujący wartość liczbową mierzonej wielkości bezpośrednio na skali lub tarczy. Przykładami są amperomierz, woltomierz, watomierz, licznik energii elektrycznej. Przy pomiarze takim przyrządem miara (np. przykładowa cewka oporowa) nie jest potrzebna, ale miara była potrzebna przy podziałce skali tego przyrządu. Z reguły urządzenia porównawcze mają większą dokładność i czułość, ale pomiar za pomocą urządzeń do bezpośredniego odczytu jest łatwiejszy, szybszy i tańszy.

W zależności od sposobu uzyskiwania wyników pomiarów wyróżnia się pomiary bezpośrednie, pośrednie i skumulowane.

Jeżeli wynik pomiaru bezpośrednio daje pożądaną wartość badanej wielkości, to taki pomiar należy do liczby pomiarów bezpośrednich, np. pomiaru prądu amperomierzem.

Jeżeli wielkość mierzona musi być wyznaczona na podstawie bezpośrednich pomiarów innych wielkości fizycznych, z którymi wielkość mierzona jest powiązana pewną zależnością, wówczas pomiar zalicza się do pośrednich. Na przykład pomiar rezystancji elementu obwodu elektrycznego podczas pomiaru napięcia za pomocą woltomierza i prądu za pomocą amperomierza będzie pośredni.

Należy mieć na uwadze, że przy pomiarze pośrednim możliwe jest znaczne zmniejszenie dokładności w stosunku do dokładności przy pomiarze bezpośrednim ze względu na dodanie błędów w pomiarach bezpośrednich wielkości zawartych w równaniach obliczeniowych.

W wielu przypadkach ostateczny wynik pomiaru pochodził z wyników kilku grup bezpośrednich lub pośrednich pomiarów poszczególnych wielkości, a badana wielkość zależy od mierzonych wielkości. Taki pomiar nazywa się łączny. Na przykład pomiary skumulowane obejmują określenie współczynnika temperaturowego oporu elektrycznego materiału na podstawie pomiarów oporu materiału w różnych temperaturach. Pomiary skumulowane są typowe dla badań laboratoryjnych.

W zależności od metody zastosowania przyrządów i miar zwyczajowo wyróżnia się następujące główne metody pomiaru: pomiar bezpośredni, zero i różnica.

Podczas używania poprzez bezpośredni pomiar(lub bezpośredni odczyt) mierzona wartość jest określana przez

bezpośredni odczyt odczytu przyrządu pomiarowego lub bezpośrednie porównanie z miarą danej wielkości fizycznej (pomiar prądu amperomierzem, pomiar długości miernikiem). W tym przypadku górną granicą dokładności pomiaru jest dokładność przyrządu pomiarowego, która nie może być bardzo wysoka.

Podczas pomiaru metoda zerowa wzorcowa (znana) wartość (lub efekt jej działania) jest regulowana i jej wartość jest zrównywana z wartością wartości mierzonej (lub skutku jej działania). W tym przypadku za pomocą urządzenia pomiarowego osiąga się tylko równość. Urządzenie musi mieć wysoką czułość i nazywa się instrument zerowy Lub wskaźnik zerowy. Jako przyrządy zerowe dla prądu stałego zwykle stosuje się galwanometry magnetoelektryczne (patrz § 12.7), a dla prądu przemiennego elektroniczne wskaźniki zerowe. Dokładność pomiaru metodą zerową jest bardzo wysoka i zależy głównie od dokładności pomiarów referencyjnych oraz czułości przyrządów zerowych. Wśród zerowych metod pomiarów elektrycznych najważniejsze są metody mostkowe i kompensacyjne.

Jeszcze większą dokładność można osiągnąć za pomocą metody różnicowe pomiary. W takich przypadkach zmierzona wartość jest równoważona przez znaną wartość, ale obwód pomiarowy nie jest doprowadzony do pełnej równowagi, a różnica między zmierzonymi a znanymi wartościami jest mierzona przez bezpośredni odczyt. Metody różniczkowe służą do porównywania dwóch wielkości, których wartości niewiele różnią się od siebie.

Główne parametry obwodów elektrycznych to: dla obwodu prądu stałego rezystancja R, dla rezystancji czynnej obwodu prądu przemiennego , indukcyjność , pojemność , złożony opór .

Najczęściej do pomiaru tych parametrów stosuje się następujące metody: omomierz, amperomierz - woltomierz, mostek. Zastosowanie kompensatorów do pomiaru rezystancji już omówione w 4.1.8. Rozważ inne metody.

Omomierze. Rezystancję elementów obwodu prądu stałego można zmierzyć bezpośrednio i szybko za pomocą omomierza. Na schematach przedstawionych na ryc. 16 ICH- magnetoelektryczny mechanizm pomiarowy.

Przy stałej wartości napięcia zasilania
odczyty mechanizmu pomiarowego zależą tylko od wartości mierzonej rezystancji
. Dlatego skala może być wyskalowana w jednostkach oporu.

Dla obwodu połączenia szeregowego elementu z rezystancją
(Rysunek 4.16, ) kąt odchylenia wskazówki

,

Dla obwodu połączenia równoległego (ryc. 4.16, )

Gdzie - czułość magnetoelektrycznego mechanizmu pomiarowego; - rezystancja mechanizmu pomiarowego;
- rezystancja dodatkowego rezystora. Ponieważ wartości wszystkich wielkości po prawej stronie powyższych równań, z wyjątkiem
, wtedy kąt odchylenia jest określany przez wartość
.

Skale omomierza dla obu obwodów przełączających są nierówne. W obwodzie szeregowym, w przeciwieństwie do obwodu równoległego, zero skali pokrywa się z maksymalnym kątem obrotu części ruchomej. Omomierze z obwodem szeregowym są bardziej odpowiednie do pomiaru wysokich rezystancji, a z obwodem równoległym - małych. Zwykle omomierze są wykonywane w postaci przenośnych przyrządów o klasach dokładności 1,5 i 2,5. Jako źródło zasilania używany jest akumulator. Konieczność zerowania za pomocą korektora jest istotną wadą rozważanych omomierzy. Ta wada jest nieobecna w omomierzach z ratiometrem magnetoelektrycznym.

Schemat włączania logometru w omomierzu pokazano na ryc. 4.17. W tym schemacie 1 i 2 - cewki ratiometru (ich rezystancje I );
I
- dodatkowe rezystory włączone na stałe w obwód.

,

następnie odchylenie strzałki ratiometru

,

tj. kąt odchylenia jest określony przez wartość
i nie zależy od napięcia .

Omomierze z ratiometrem mają różne konstrukcje w zależności od wymaganego limitu pomiarowego, przeznaczenia (tablica rozdzielcza lub urządzenie przenośne) itp.

Amperomierz - metoda woltomierza. Metoda ta jest pośrednią metodą pomiaru rezystancji elementów obwodów prądu stałego i przemiennego. Amperomierz i woltomierz mierzą odpowiednio prąd i napięcie na rezystancji.
którego wartość jest następnie obliczana zgodnie z prawem Ohma:
. Dokładność określenia rezystancji tą metodą zależy zarówno od dokładności przyrządów, jak i od zastosowanego obwodu przełączającego (ryc. 4.18, I ).

Podczas pomiaru stosunkowo małych rezystancji (mniej niż 1 om) obwód na ryc. 4.18, preferowane, ponieważ woltomierz jest podłączony bezpośrednio do mierzonej rezystancji
i prąd , mierzone amperomierzem, jest równe sumie prądu w zmierzonej rezystancji i prąd w woltomierzu , tj.
. Ponieważ >>, To
.

Podczas pomiaru stosunkowo dużych rezystancji (ponad 1 om) obwód na ryc. 4.18, , ponieważ amperomierz bezpośrednio mierzy prąd w rezystancji
, i napięcie , zmierzone woltomierzem jest równe sumie napięć na amperomierzu
i zmierzoną rezystancję
, tj.
. Ponieważ
>>
, To
.

Schematyczne schematy włączania urządzeń do pomiaru impedancji elementów
Obwody prądu przemiennego wykorzystujące metodę amperomierzowo-woltomierzową są takie same jak do pomiaru rezystancji
. W tym przypadku zgodnie ze zmierzonymi wartościami napięcia i aktualne określić impedancję
.

Jest oczywiste, że ta metoda nie może zmierzyć argumentu weryfikowanej rezystancji. Dlatego za pomocą metody amperomierza - woltomierza można zmierzyć indukcyjność cewek i pojemność kondensatorów, których straty są dość małe. W tym przypadku

;
.