Classificação de instrumentos elétricos de medição, símbolos de escala de instrumentos

Para controlar o correto funcionamento das instalações elétricas, testá-las, determinar os parâmetros dos circuitos elétricos, registrar a energia elétrica consumida, etc., são feitas várias medições elétricas. Na tecnologia de comunicação, como na tecnologia moderna, as medições elétricas são essenciais. Os dispositivos com os quais várias grandezas elétricas são medidas: corrente, tensão, resistência, potência, etc., são chamados de instrumentos elétricos de medição.

Amperímetro do painel:

Há um grande número de medidores elétricos diferentes. Os seguintes são usados ​​com mais frequência na produção de medições elétricas: amperímetros, voltímetros, galvanômetros, wattímetros, dispositivos de medição elétrica, medidores de fase, indicadores de fase, sincroscópios, medidores de frequência, ohmímetros, megômetros, resistências de terra, medidores de capacitância e indutância, osciloscópios, pontes de medição, ferramentas de combinação e conjuntos de medição.

Osciloscópio:

Conjunto de medição elétrica K540 (inclui voltímetro, amperímetro e wattímetro):

Classificação das ferramentas elétricas de acordo com o princípio de funcionamento

De acordo com o princípio de operação, os dispositivos de medição elétrica são divididos nos seguintes tipos principais:

1. Dispositivos do sistema magnetoelétrico baseados no princípio da interação da bobina com uma corrente e um campo magnético externo criado por um ímã permanente.

2. NSferramentas para um sistema eletrodinâmico baseado no princípio da interação eletrodinâmica de duas bobinas com correntes, sendo uma estacionária e a outra móvel.

3. Dispositivos do sistema eletromagnético, nos quais é utilizado o princípio da interação do campo magnético de uma bobina estacionária com uma corrente e uma placa de ferro móvel magnetizada por este campo.

4. Dispositivos de termomedição que utilizam o efeito térmico da corrente elétrica. O fio aquecido pela corrente se estende, fica pendurado e, com isso, a parte móvel do aparelho pode ser girada sob a ação da mola, que remove a folga resultante no fio.

5. Dispositivos do sistema de indução, baseados no princípio da interação de um campo magnético rotativo com correntes induzidas por este campo em um cilindro metálico móvel.

6. Dispositivos de sistemas eletrostáticos baseados no princípio de interação de placas metálicas móveis e imóveis carregadas com cargas elétricas opostas.

7. Dispositivos do sistema termoelétrico que são uma combinação de um termopar com algum dispositivo sensível, como um sistema magnetoelétrico. A corrente medida que passa pelo termopar contribui para o aparecimento de uma corrente térmica atuando no dispositivo magnetoelétrico.

8.Dispositivos de sistema de vibração baseados no princípio da ressonância mecânica de corpos vibrantes. A uma dada frequência de corrente, uma das armaduras do eletroímã vibra mais intensamente, cujo período de oscilações naturais coincide com o período de oscilações impostas.

9. Dispositivos eletrônicos de medição - dispositivos cujos circuitos de medição contêm componentes eletrônicos. Eles são usados ​​para medir quase todas as grandezas elétricas, bem como grandezas não elétricas que foram convertidas em elétricas.

De acordo com o tipo de dispositivo de leitura, os dispositivos analógicos e digitais são diferenciados. Em instrumentos analógicos, o valor medido ou proporcional afeta diretamente a posição da parte móvel na qual o dispositivo de leitura está localizado. Em dispositivos digitais, a parte móvel está ausente e o valor medido ou proporcional é convertido em um equivalente numérico registrado com um indicador digital.

Medidor de indução:

A deflexão da parte móvel na maioria dos mecanismos elétricos de medição depende dos valores das correntes em seus enrolamentos. Mas nos casos em que o mecanismo deve servir para medir uma grandeza que não seja função direta da corrente (resistência, indutância, capacitância, defasagem, frequência, etc.), é necessário que o torque resultante dependa da grandeza medida e independente da tensão de alimentação.

Para tais medições, é utilizado um mecanismo cujo desvio da parte móvel é determinado apenas pela razão das correntes em seus dois enrolamentos e não depende de seus valores. Dispositivos construídos de acordo com este princípio geral são chamados de razões.É possível construir um mecanismo raciométrico de qualquer sistema de medição elétrica com uma característica - a ausência de um momento mecânico contrário criado pela torção de molas ou estrias.

Legenda do voltímetro:

As figuras abaixo mostram a simbologia dos medidores elétricos de acordo com seu princípio de funcionamento.

Determinação do princípio de operação do dispositivo

Designações de tipo atuais

Designações para classe de precisão, posição do dispositivo, resistência do isolamento, grandezas influentes

Classificação de dispositivos elétricos de medição de acordo com o tipo de grandeza medida

Os medidores elétricos também são classificados de acordo com a natureza da grandeza que medem, pois instrumentos com o mesmo princípio de funcionamento, mas projetados para medir grandezas diferentes, podem diferir muito entre si em sua construção, sem falar na escala do aparelho.

A Tabela 1 mostra uma lista de símbolos para os medidores elétricos mais comuns.

Tabela 1. Exemplos de designação de unidades de medida, seus múltiplos e subconjuntos

Nome Designação Nome Designação Quiloampere kA Fator de potência cos φ Ampere A Fator de potência reativa sin φ Miliampere mA Theraohm TΩ Microampere μA Megaohm MΩ Kilovolt kV Quiloohm kΩ Volt V Ohm Ω Millivolt mV Milliohm mΩ Megawatt MW Microm μΩ Kilowatt Milliweber mWb Watt W Microfarad mF Megavar MVAR Picofarad pF Kilovar kVAR Henry H Var VAR Milhenry mH Megahertz MHz Microhenry µH KHz kHz Escala de temperatura graus Celsius o° C Hertz Hz

Grau do ângulo de fase φo

Classificação de instrumentos elétricos de medição de acordo com o grau de precisão

O erro absoluto do dispositivo é a diferença entre a leitura do dispositivo e o valor real do valor medido.

Por exemplo, o erro absoluto do amperímetro é

δ = I — aiH,

onde δ (leia "delta") — erro absoluto em amperes, Az — leitura do medidor em amperes, Azd — o valor real da corrente medida em amperes.

Se I > Azd, então o erro absoluto do dispositivo é positivo, e se I < I, é negativo.

Uma correção do dispositivo é um valor que deve ser adicionado à leitura do dispositivo para obter o valor real do valor medido.

Aze = I — δ = I + (-δ)

Portanto, a correção do dispositivo é o valor do erro absoluto absoluto do dispositivo, mas oposto a ele em sinal. Por exemplo, se o amperímetro mostrar 1 = 5 A e o erro absoluto do dispositivo for δ = 0,1 a, o valor real do valor medido será I = 5+ (-0,1) = 4,9 a.

O erro reduzido do dispositivo é a relação entre o erro absoluto e o maior desvio possível do indicador do dispositivo (leitura nominal do dispositivo).

Por exemplo, para um amperímetro

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

onde β — erro reduzido em porcentagem, In é a leitura nominal do instrumento.

A precisão do dispositivo é caracterizada pelo valor de seu erro máximo reduzido. De acordo com GOST 8.401-80, os dispositivos são divididos em 9 de acordo com o grau de suas classes de precisão: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 1,5, 2,5 e 4,0. Por exemplo, se este dispositivo tiver uma classe de precisão de 1,5, significa que seu erro máximo reduzido é de 1,5%.

Medidores elétricos com classes de precisão 0,02, 0,05, 0,1 e 0,2, como os mais precisos, são usados ​​onde é necessária uma precisão de medição muito alta. Se o dispositivo tiver um erro reduzido de mais de 4%, ele é considerado fora de classe.

Instrumento de medição de ângulo de fase com classe de precisão 2.5:

Sensibilidade e constante do dispositivo de medição

A sensibilidade do dispositivo é a razão do movimento angular ou linear do ponteiro do dispositivo por unidade do valor medido.Se a escala do dispositivo é a mesma, então sua sensibilidade em toda a escala é a mesma.

Por exemplo, a sensibilidade de um amperímetro com a mesma escala é determinada pela fórmula

S = Δα / ΔI,

onde C — sensibilidade do amperímetro em divisões de amperes, ΔAz — aumento de corrente em amperes ou miliamperes, Δα — aumento no deslocamento angular do indicador do dispositivo em graus ou milímetros.

Se a escala do dispositivo for irregular, a sensibilidade do dispositivo em diferentes áreas da escala é diferente, pois o mesmo aumento (por exemplo, corrente) corresponderá a diferentes etapas do deslocamento angular ou linear do indicador de um instrumento.

A sensibilidade recíproca do instrumento é chamada de constante do instrumento. A constante do dispositivo é, portanto, o custo unitário do dispositivo, ou seja, o valor pelo qual a leitura da escala em divisões deve ser multiplicada para obter o valor medido.

Por exemplo, se a constante do dispositivo for 10 mA / div (dez miliamperes por divisão), quando seu ponteiro se desviar de α = 10 divisões, o valor da corrente medida será I = 10 · 10 = 100 mA.

Wattímetro:

Diagrama de conexão do wattímetro e designações do dispositivo (dispositivo ferrodinâmico para medir potência variável e constante com uma posição horizontal da escala, o circuito de medição é isolado da caixa e a tensão testada é de 2 kV, classe de precisão é 0,5):

Calibrar instrumentos de medição — determinar erros ou correções para um conjunto de valores de escala de um instrumento, comparando diferentes combinações de valores de escala individuais entre si. A comparação é baseada em um dos valores da escala.A calibração é amplamente utilizada na prática do trabalho de metrologia de precisão.

A maneira mais simples de calibrar é comparar cada tamanho com um tamanho nominalmente igual (razoavelmente correto). Este conceito não deve ser confundido (como muitas vezes é feito) com a graduação (calibração) de instrumentos de medição, que é uma operação metrológica pela qual as divisões de escala do instrumento de medição recebem valores expressos em determinadas unidades de medida.

Perda de energia em dispositivos

Dispositivos de medição elétrica consomem energia durante a operação, que geralmente é convertida em energia térmica. A perda de energia depende do modo no circuito, bem como do design do sistema e do dispositivo.

Se a potência medida for relativamente pequena e, portanto, a corrente ou tensão no circuito for relativamente pequena, a perda de energia nos próprios dispositivos pode afetar significativamente o modo do circuito em estudo e as leituras dos dispositivos podem ter um erro bem grande. Para medições precisas em circuitos onde as potências desenvolvidas são relativamente pequenas, é necessário conhecer a intensidade das perdas de energia nos dispositivos.

A Tabela 2 mostra os valores médios das perdas de potência de energia em diferentes sistemas de medidores elétricos.

Sistema de instrumentação Voltímetros 100 V, W Amperímetros 5A, W Magnetoelétrico 0,1 — 1,0 0,2 — 0,4 Eletromagnético 2,0 — 5,0 2,0 — 8,0 Indução 2,0 — 5,0 1 ,0 — 4,0 Eletrodinâmico 3,0 — 6,0 3,5 — 10 Térmico 8,0 — 20,0 2,0 — 3.0