Меню

Все приборы классифицируют по признакам

3. Классификация приборов

В соответствии с ГОСТ — 22251 — 76 «Приборы электроизмерительные. Общие технические требования» приборы классифицируются по следующим признакам.

    По виду измеряемой величины, когда классификация производится по наименованию единицы измеряемой величины. На шкале прибора пишут ее полное наименование или его начальную латинскую букву, например: амперметр — A, вольтметр — V, ваттметр — W и т.д.

Для многофункциональных приборов эти обозначения указывают около переключающих устройств и сочетают с наименованием прибора, например, вольтамперметр. К условной букве наименования прибора может быть добавлено обозначение краткости основной единицы: миллиампер — , киловольт — , мегаватт — и т.д.

По физическому принципу действия измерительного механизма прибора. Такая классификация определяется способом преобразования электрической величины в механическое действие подвижной части прибора (см. плакат).

По роду тока. Эта классификация позволяет определить в цепях какого тока можно применять данный прибор. Это обозначают условными знаками (см. плакат) на шкале прибора.

На приборах переменного тока указывают номинальное значение частоты, или диапазон частот, при которых их применяют, например, 20 — 50 — 120 Гц; 45 — 550 Гц; при этом подчеркнутое значение является номинальным для данного прибора.

Если на приборе не указан диапазон рабочих частот, то он предназначен для работы в установках с частотой 50 Гц.

По классу точности. Класс точности прибора обозначают цифрой, равной допускаемой приведенной погрешности , выраженной в процентах. Выпускают приборы следующих классов точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Для счетчиков активной энергии шкала классов точности несколько иная : 0,5; 1,0; 2,0; 2,5. Цифра, обозначающая класс точности, указывается на шкале прибора.

По типу отсчетного устройства. Отсчетное устройство прибора состоит из шкалы и указателя. Шкалы могут быть проградуированные в единицах измеряемой величины (в однодиапазонных приборах) , или же условные, которые имеют 75, 100 или 150 делений (в многодиапазонных приборах).

В качестве указателя применяют стрелки или световое пятно с чертой. Во избежание параллакса, вызываемого неправильным положением глаза наблюдателя относительно шкалы и стрелки, шкалу дополняют зеркалом. При измерении необходимо добиться такого положения глаза, чтобы стрелка совпала со своим отображением в зеркале.

По исполнению в зависимости от условий эксплуатации. Класс прибора определяется пятью группами по диапазону рабочих температур и относительной влажности. В пределах диапазона рабочих температур дополнительная погрешность лежит в пределах класса точности приборов.

По устойчивости к механическим воздействиям приборы подразделяются на группы в зависимости от значения максимального ускорения при тряске и вибрации.

  • По степени защиты от внешних магнитных и электрических полей приборы делятся на категории I и II. От воздействия внешних полей приборы защищают экранированием измерительного механизма.
  • Источник

    Классификация измерительных приборов и список технических устройств

    Измерительные приборы прочно вошли в жизнь человека. За счет обширной классификации измерительных приборов можно определить именно тот аппарат, который понадобится для конкретных операций. Это могут быть как простейшие, по типу рулетки или амперметра, так и мультифункциональные измерительные приборы. При выборе устройства следует ориентироваться на его предназначение и основные характеристики.

    Общие сведения

    Измерительным прибором называют такое устройство, которое позволяет получить значение некоторой физической величины в заданном диапазоне. Последний задается с помощью приборной шкалы. А также технические приборы позволяют переводить величины в более понятную форму, которая доступна определенному оператору.

    В настоящее время список измерительных приборов довольно широк, но большинство из них предназначается для контроля за проведением технологического процесса. Таким может быть датчик температуры или охлаждения в кондиционерах, нагревательных печах и других устройствах со сложной конструкцией.

    Среди наименований измерительных инструментов есть как простые, так и сложные, в том числе и по конструкции. Причем сфера их применения может быть как узкоспециализированной, так и распространенной.

    Чтобы узнать больше сведений о конкретном инструменте, необходимо рассмотреть определенную классификацию контрольно-измерительных устройств и приборов.

    Виды измерительных приборов

    В зависимости от того, какие бывают измерительные инструменты, их названия могут отличаться в разных классификациях.

    Обычно приборы могут быть следующего вида:

    • Аналоговые измерительные инструменты и устройства, в которых сигнал на выходе является некоторой функцией измеряемой величины.
    • Цифровые устройства, где сигнал на выходе представлен в соответствующем виде.
    • Приборы, которые непосредственно регистрируют результаты измерений снимаемых показаний.
    • Суммирующие и интегрирующие. Первые выдают показания в виде суммы нескольких величин, а вторые позволяют проинтегрировать значение измеряемой величины при помощи другого параметра.

    Вышеописанные приборы являются наиболее распространенными и применяются для измерения ряда физических величин. Сложность происходящих физических процессов требует применения нескольких приборов, причисляемых к разным классам.

    Классификация устройств

    В разных сферах применяется своя классификация устройств, предназначенных для измерения физических величин.

    Читайте также:  Почему прибор для измерения кислорода в крови не показывает

    Приборы могут делиться по таким критериям:

    1. Способ преобразования: прямое действие, сравнение, смешанное преобразование.
    2. По способу выдачи информации делятся на показывающие и регистрирующие.
    3. Вид выходной информации может быть представлен как аналоговым, так и цифровым сигналом.

    Регистрирующие устройства делятся на самопишущие и печатающие разновидности. Наиболее прогрессивным вариантом являются самопишущие аппараты, поскольку у них выше точность предоставления информации и шире возможности для измерения заданных ранее параметров.

    Аналоговые и цифровые

    Контрольно-цифровые инструменты могут быть как цифровыми, так и аналоговыми. Первые считаются более удобными. В них показатели силы, напряжения или тока переводятся в числа, затем выводятся на экран.

    Но при этом внутри каждого такого прибора находится аналоговый преобразователь. Зачастую он представляет собой датчик, снимающий и отправляющий показания с целью преобразования их в цифровой код.

    Хотя аналоговые инструменты менее точны, они обладают простотой и лучшей надежностью. А также существуют разновидности аналоговых инструментов и приборов, имеющих в своем составе усилители и преобразователи величин. По ряду причин они предпочтительнее механических устройств.

    Для давления и тока

    Каждому еще со школы или университета знакомы такие названия измерительных приборов, как барометры и амперметры. Первые предназначены для того, чтобы измерять атмосферное давление. Встречаются жидкостные и механические барометры.

    Жидкостные разновидности считаются профессиональными из-за сложности конструкции и особенностей работы с ними. Метеостанции применяют барометры, заполненные внутри ртутью. Они наиболее точные и надежные, позволяют работать при перепадах температур и иных обстоятельствах. Механические конструкции проще, но постепенно их вытесняют цифровые аналоги.

    Амперметры используются для измерения электрического тока в амперах. Шкала амперметра может градуироваться как в стандартных амперах, так и микро-, милли- и килоамперах. Лучше всего такие приборы подключать последовательно. В таком случае снижается сопротивление, а точность снимаемых показателей возрастает.

    Слесарные инструменты

    Достаточно часто можно встретить измерительные слесарные инструменты. Наиболее важная характеристика — точность измерений. За счет того, что слесарные инструменты механические, удается добиться точности до 0,005 или 0,1 мм.

    Если погрешность измерений превысит допустимый порог, то произойдет нарушение технологии работы инструмента. Тогда потребуется переточка некачественной детали или замена целого узла в устройстве. Поэтому для слесаря важно при подгонке вала под втулку использовать не линейку, а инструменты с большей точностью измерений.

    Наиболее популярным инструментом с высокой точностью измерений является штангенциркуль. Но и он не сможет дать гарантии точного результата с первого измерения. Опытные рабочие делают несколько измерений, которые затем преобразуют в некоторое среднее значение.

    Встречаются операции, требующие максимальной точности. Таких много в микромашинах и отдельных деталях устройств крупного размера. Тогда следует воспользоваться микрометром. С его помощью можно измерять с точностью до сотых долей миллиметров. Распространенное заблуждение о том, что он позволяет измерять микроны, является не совсем верным. Да и при проведении стандартных домашних работ такая точность может не пригодиться, поскольку достаточно действующих значений точности и погрешности.

    Специальные устройства

    Существует такое известное устройство для измерения под названием угломер.

    Его предназначение заключается в измерении углов деталей, а конструкция состоит из следующих элементов:

    • непосредственно устройство имеет полудиск с нанесенной измерительной шкалой;
    • линейка обладает собственным передвижным сектором, где нанесена шкала нониуса;
    • закрепление передвижного сектора линейки осуществляется стопорным винтом.

    Процесс измерения таким прибором простой. Деталь прикладывается одной из граней к линейке. Сдвинуть ее надо таким образом, чтобы образовался равномерный и достаточный просвет между гранями и линейками. Затем сектор закрепляется винтом. Снимаются показатели сначала с линейки, а затем с нониуса.

    Контрольно-измерительные устройства нашли довольно широкое применение в различных сферах производства, домашнего быта, слесарного дела и строительных работ. Они различаются как по сфере применения, так и по возможности измерения.

    Все приборы могут подразделяться по способу преобразования, выдачи информации и виду выходной информации, предназначения и другим критериям. Имея хорошую классификацию, можно отыскать конкретный инструмент для определенных задач и операций.

    Но главная цель у них состоит в измерении показаний, их записи и контроле технологических процессов производства. Рекомендуются использовать точные измерительные устройства, однако, устройство становится гораздо сложнее. Это потребует учета большого количества факторов и измерений параметров, чтобы вывести на экран точные показания.

    Читайте также:  Все приборы для диагностики автомобиля

    Источник

    Все приборы классифицируют по признакам

    Воропаев Е.Г.
    Электротехника

    3.1.ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

    Oпределение: Измерение — это процесс определения физической величины с помощью технических средств.
    Мера — это средство измерения физической величины заданного размера.
    Измерительный прибор — это средство измерения, в котором вырабатывается сигнал, доступный для восприятия наблюдателем.
    Меры и приборы подразделяются на образцовые и рабочие.
    Образцовые меры и приборы служат для поверки по ним рабочих средств измерений.
    Рабочие меры и приборы служат для практических измерений.

    З.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

    Электроизмерительные приборы можно классифицировать по следующим признакам:
    методу измерения;
    роду измеряемой величины;
    роду тока;
    степени точности;
    принципу действия
    .
    Существует два метода измерения: 1) метод непосредственной оценки, заключающийся в том, что в процессе измерения сразу оценивается измеряемая величина;
    2) метод сравнения, или нулевой метод, служащий основой действия приборов сравнения: мостов, компенсаторов.
    По роду измеряемой величины различают электроизмерительные приборы: для измерения напряжения (вольтметры, милливольтметры, гальванометры); для измерения тока (амперметры, миллиамперметры, гальванометры); для измерения мощности (ваттметры); для измерения энергии (электрические счетчики); для измерения угла сдвига фаз (фазометры); для измерения частоты тока (частотомеры); для измерения сопротивлений (омметры), и т.д.
    В зависимости от рода измеряемого тока различают приборы постоянного, переменного однофазного и переменного трехфазного тока.
    По степени точности приборы подразделяются на следующие классы точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; и 4,0. Класс точности не должен превышать приведенной относительной погрешности прибора, которая определяется по формуле:

    где А — показания поверяемого прибора; А — показания образцового прибора; Amax — максимальное значение измеряемой величины (предел измерения).
    В зависимости от принципа действия различают системы электроизмерительных приборов. Приборы одной системы обладают одинаковым принципом действия. Существуют следующие основные системы приборов: магнитоэлектрическая, электромагнитная, электродинамическая, индукционная.

    3.3. МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

    Приборы этой системы (рис. 3.3.1) содержат постоянный магнит — 1, к которому крепятся полюса — 2. В межполюсном пространстве расположен стальной цилиндр — 3 с наклеенной на него рамкой — 4. Ток в рамку подается через две спиральные пружины -5. Принцип действия прибора основан на взаимодействии тока в рамке с магнитным полем полюсов.

    Это взаимодействие вызывает вращающий момент , под действием которого рамка и вместе с ней цилиндр повернутся на угол .
    Спиральная пружина, в свою очередь, вызывает противодействующий момент .
    Так как вращающий момент пропорционален току, , а противодействующий момент пропорционален углу закручивания пружин , то можно написать:

    где k и D — коэффициенты пропорциональности. Из написанного следует, что угол поворота рамки

    где — чувствительность прибора к току, определяемая числом делений шкалы, соответствующая единице тока; CI — постоянная по току, известная для каждого прибора.
    Следовательно, измеряемый ток можно определить произведением угла поворота (отсчитывается по шкале) и постоянной по току CI.
    К достоинствам этой системы относят высокую точность и чувствительность, малое потребление энергии.
    Из недостатков следует отметить сложность конструкции, чувствительность к перегрузкам, возможность измерять только постоянный ток (без дополнительных средств).

    3.4. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СИСТЕМА

    Приборы этой системы (рис. 3.4.1) имеют неподвижную катушку — 1 и подвижную часть в виде стального сердечника — 2, связанного с индикаторной стрелкой — 3 противодействующей пружины — 4.
    Измеряемый ток, проходя по катушке, намагничивает сердечник и втягивает его в катушку.
    При равенстве вращающего и тормозящего моментов система успокоится. По углу поворота подвижной части определяют измеряемый ток.
    Среднее значение вращающего момента пропорционально квадрату измеряемого тока:

    Так как тормозящий момент, создаваемый спиральными пружинами, пропорцио-нален углу поворота подвижной части , уравнение шкалы прибора запишем в виде:

    Другими словами, угол отклонения подвижной части прибора пропорционален квадрату действующего значения переменного тока.

    К главным достоинствам электромагнитной силы относятся: простота конструкции, надежность в работе, стойкость к перегрузкам.
    Из недостатков отмечаются: низкая чувствительность, большое потребление энергии, небольшая точность измерения, неравномерная шкала.

    3.5. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

    Эта система представляет собой две катушки (рис. 3.5.1), одна из которых неподвижная, а другая — подвижная. Обе катушки подключаются к сети, и взаимодействие их магнитных полей приводит к повороту подвижной катушки относительно неподвижной.

    Из уравнения видно, что шкала электродинамической системы имеет квадратичный характер. Для устранения этого недостатка подбирают геометрические размеры катушек таким образом, чтобы подучить шкалу, близкую к равномерной.
    Эти системы чаще всего используются для измерения мощности, т.е. в качестве ваттметров, тогда:

    Читайте также:  Приборы для диагностики форсунок

    В этом случае шкала ваттметра равномерная.
    Основным достоинством прибора является высокая точность измерения.
    К недостаткам относятся малая перегрузочная способность, низкая чувствительность к малым сигналам, заметное влияние внешних магнитных полей.

    3.6. ИНДУКЦИОННАЯ СИСТЕМА

    Приборы индукционной системы получили широкое распространение для измерения электрической энергии. Принципиальная схема прибора приведена на рис. 3.6.1. Электрический счетчик содержит магнитопровод — 1 сложной конфигурации, на котором размещены две катушки; напряжения — 2 и тока — 3. Между полюсами электромагнита помещен алюминиевый диск — 4 с осью вращения — 5. Принцип действия индукционной системы основан на взаимодействии магнитных потоков, создаваемых катушками тока и напряжения с вихревыми токами, наводимыми магнитным полем в алюминиевом диске.

    Вращающий момент, действующий на диск, определяется выражением:

    где ФU — часть магнитного потока, созданного обмоткой напряжения и проходящего через диск счетчика; ФI — магнитный поток, созданный обмоткой тока; — угол сдвига между ФU и ФI. Магнитный поток ФU пропорционален напряжению Магнитный поток ФI пропорционален току:
    Для того чтобы счетчик реагировал на активную энергию, необходимо выполнить условие:

    т.е. вращающий момент пропорционален активной мощности нагрузки.
    Противодействующий момент создается тормозным магнитом — 6 и пропорционален скорости вращения диска:

    В установившемся режиме и диск вращается с постоянной скоростью. Приравнивая два последних уравнения и решив полученное уравнение относительно угла поворота диска

    Таким образом, угол поворота диска счетчика пропорционален активной энергии. Следовательно, число оборотов диска n тоже пропорционально активной энергии.

    3.7. ИЗМЕРЕНИЕ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

    Измерение тока производится прибором, называемым амперметром.
    Существуют четыре схемы включения амперметра в цепь. Первые две (рис. 3.7.1) предназначены для измерения постоянного тока, а две вторые схемы — для измерения переменного тока.

    Вторая и четвертая схемы применяются в тех случаях, когда номинальные данные амперметра меньше измеряемой величины тока. В этом случае при определении истинного значения тока нужно учитывать коэффициент преобразования:

    где Iист — истинное значение тока,
    Iизм — измеренное значение тока,
    kпр — коэффициент преобразования.
    Измерение напряжения производится вольтметром. Здесь также возможны четыре различных схемы подключения прибора (рис. 3.7.2).

    В этих схемах также используются методы расширения пределов измерения напряжения (вторая и четвертая схемы).

    3.8. ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ

    Для измерения мощности постоянного тока достаточно измерить напряжение и ток. Результат определяется по формуле:

    Метод амперметра и вольтметра пригоден и для измерения полной мощности, а также активной мощности переменного тока, если cos j = 1.
    Чаще всего измерение мощности осуществляется одним прибором — ваттметром.
    Как было сказано ранее, для измерения мощности лучшей является электродинамическая система.
    Ваттметр снабжен двумя измерительными элементами в виде двух катушек: последовательной и параллельной. По первой катушке течет ток, пропорциональный нагрузке, а по второй — пропорциональный напряжению в сети.
    Угол поворота подвижной части электродинамического ваттметра пропорционален произведению тока и напряжения в измерительных катушках:

    На рис. 3.8.1 показана схема включения ваттметра в однофазную сеть.

    В трехфазных сетях для измерения мощности используют один, два и три ваттметра.
    Если нагрузка симметричная и включена «звездой», то достаточно одного ваттметра (рис. 3.8.2, а). Если в этой же схеме нагрузка несимметрична по фазам, то используются три ваттметра (рис. 3.8.2, б). В схеме соединения потребителей «треугольником» измерение мощности производится двумя ваттметрами (рис. 3.8.2, в).

    3.9. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ

    Электрическое сопротивление в цепях постоянного тока может быть определено косвенным методом при помощи вольтметра и амперметра. В этом случае:

    Можно использовать омметр — прибор непосредственного отсчета. Существуют две схемы омметра: а) последовательная; б) параллельная (рис. 3.9.1).

    Уравнение шкалы последовательной схемы намерения:

    где г — сопротивление цепи гальванометра. При угол поворота подвижной части прибора определяется величиной измеряемого сопротивления Rx. Поэтому шкала прибора может быть непосредственно проградуирована в Омах. Ключ K используется для установки стрелки прибора в нулевое положение. Омметры параллельного типа удобнее применять для измерения небольших сопротивлений
    Измерение сопротивлений можно также осуществлять логометрами. На рис. 3.9.2 приведена принципиальная схема логометра.

    Отклонение подвижной части логометра:

    Таким образом, показание прибора не зависит от напряжения источника питания и определяется величиной измеряемого сопротивления Rx.

    Источник

    Adblock
    detector