Clasificación de instrumentos de medición eléctricos, símbolos de escala de instrumentos.

Con el fin de controlar el correcto funcionamiento de las instalaciones eléctricas, probarlas, determinar los parámetros de los circuitos eléctricos, registrar la energía eléctrica consumida, etc., se realizan diversas mediciones eléctricas. En la tecnología de la comunicación, como en la tecnología moderna, las mediciones eléctricas son esenciales. Los aparatos con los que se miden diversas magnitudes eléctricas: corriente, tensión, resistencia, potencia, etc., se denominan instrumentos de medida eléctrica.

Amperímetro de panel:

Hay una gran cantidad de diferentes medidores eléctricos. Los siguientes se utilizan con mayor frecuencia en la producción de mediciones eléctricas: amperímetros, voltímetros, galvanómetros, vatímetros, dispositivos de medición eléctrica, medidores de fase, indicadores de fase, sincronoscopios, medidores de frecuencia, ohmímetros, megaohmímetros, resistencias de tierra, medidores de capacitancia e inductancia, osciloscopios, puentes de medición, herramientas combinadas y juegos de medición.

Osciloscopio:

Equipo de medición eléctrica K540 (incluye voltímetro, amperímetro y vatímetro):

Clasificación de las herramientas eléctricas según el principio de funcionamiento.

De acuerdo con el principio de funcionamiento, los dispositivos de medición eléctrica se dividen en los siguientes tipos principales:

1. Dispositivos del sistema magnetoeléctrico basados ​​en el principio de interacción de la bobina con una corriente y un campo magnético externo creado por un imán permanente.

2. NStools para un sistema electrodinámico basado en el principio de interacción electrodinámica de dos bobinas con corrientes, una de las cuales es estacionaria y la otra móvil.

3. Dispositivos del sistema electromagnético, en los que se utiliza el principio de interacción del campo magnético de una bobina estacionaria con una corriente y una placa de hierro móvil magnetizada por este campo.

4. Dispositivos de termomedición que utilicen el efecto térmico de la corriente eléctrica. El cable calentado por la corriente se extiende, cuelga y, como resultado, la parte móvil del dispositivo puede girar bajo la acción del resorte, lo que elimina la holgura resultante en el cable.

5. Dispositivos del sistema de inducción, basados ​​en el principio de interacción de un campo magnético giratorio con corrientes inducidas por este campo en un cilindro metálico móvil.

6. Dispositivos de sistema electrostático basados ​​en el principio de interacción de placas metálicas móviles e inmóviles cargadas con cargas eléctricas opuestas.

7. Dispositivos de sistemas termoeléctricos que son una combinación de un termopar con algún dispositivo sensible como un sistema magnetoeléctrico. La corriente medida que pasa por el termopar contribuye a la aparición de una corriente térmica que actúa sobre el dispositivo magnetoeléctrico.

8.Dispositivos de sistema de vibración basados ​​en el principio de resonancia mecánica de cuerpos vibrantes. A una frecuencia de corriente dada, una de las armaduras del electroimán vibra más intensamente, cuyo período de oscilaciones naturales coincide con el período de oscilaciones impuestas.

9. Dispositivos electrónicos de medición: dispositivos cuyos circuitos de medición contienen componentes electrónicos. Se utilizan para medir casi todas las magnitudes eléctricas, así como magnitudes no eléctricas que se han convertido en eléctricas.

Según el tipo de dispositivo de lectura, se distinguen dispositivos analógicos y digitales. En los instrumentos analógicos, el valor medido o proporcional afecta directamente la posición de la parte móvil en la que se encuentra el dispositivo de lectura. En los dispositivos digitales, la parte móvil está ausente y el valor medido o proporcional se convierte en un equivalente numérico registrado con un indicador digital.

Medidor de inducción:

La desviación de la parte móvil en la mayoría de los mecanismos de medición eléctrica depende de los valores de las corrientes en sus devanados. Pero en los casos en que el mecanismo deba servir para medir una cantidad que no sea función directa de la corriente (resistencia, inductancia, capacitancia, desfase, frecuencia, etc.), es necesario que el par resultante dependa de la cantidad medida y independiente de la tensión de alimentación.

Para tales mediciones, se utiliza un mecanismo cuya desviación de la parte móvil está determinada solo por la relación de las corrientes en sus dos devanados y no depende de sus valores. Los dispositivos construidos de acuerdo con este principio general se denominan relaciones.Es posible construir un mecanismo radiométrico de cualquier sistema de medición eléctrico con un rasgo característico: la ausencia de un momento mecánico de compensación creado por la torsión de resortes o estrías.

Leyenda del voltímetro:

Las siguientes figuras muestran los símbolos de los contadores eléctricos según su principio de funcionamiento.

Determinación del principio de funcionamiento del dispositivo.

Designaciones de tipo actuales

Designaciones para clase de precisión, posición del dispositivo, fuerza de aislamiento, cantidades influyentes

Clasificación de los aparatos eléctricos de medida según el tipo de magnitud medida

Los medidores eléctricos también se clasifican según la naturaleza de la cantidad que miden, ya que los instrumentos con el mismo principio de funcionamiento, pero diseñados para medir diferentes cantidades, pueden diferir mucho entre sí en su construcción, sin mencionar la escala en el dispositivo.

La Tabla 1 muestra una lista de símbolos para los medidores eléctricos más comunes.

Tabla 1. Ejemplos de designación de unidades de medida, sus múltiplos y subconjuntos

Nombre Designación Nombre Designación Kiloamperio kA Factor de potencia cos φ Amperio A Factor de potencia reactiva sen φ Miliamperio mA Teraohmio TΩ Microamperio μA Megaohmio MΩ Kilovoltio kV Kilohmio kΩ Voltio V Ohm Ω Milivoltio mV Miliohmio mΩ Megavatio MW Microm μΩ Kilovatio Miliweber mWb Vatio W Microfaradio mF Megavar MVAR Picofaradio pF Kilovar kVAR Henry H Var VAR Milhenry mH Megahertz MHz Microhenry µH KHz kHz Escala de temperatura grados Celsius o° C Hertz Hz

Grado de ángulo de fase φo

Clasificación de los instrumentos eléctricos de medida según el grado de precisión

El error absoluto del dispositivo es la diferencia entre la lectura del dispositivo y el valor real del valor medido.

Por ejemplo, el error absoluto del amperímetro es

δ = I — aiH,

donde δ (léase "delta") — error absoluto en amperios, Az — lectura del medidor en amperios, Azd — el valor real de la corriente medida en amperios.

Si I > Azd, entonces el error absoluto del dispositivo es positivo, y si I < I, es negativo.

Una corrección del dispositivo es un valor que se debe sumar a la lectura del dispositivo para obtener el valor verdadero del valor medido.

Aze = yo — δ = yo + (-δ)

Por lo tanto, la corrección del dispositivo es el valor del error absoluto rabsoluto del dispositivo, pero de signo opuesto. Por ejemplo, si el amperímetro muestra 1 = 5 A y el error absoluto del dispositivo es δ = 0,1 a, entonces el valor real del valor medido es I = 5+ (-0,1) = 4,9 a.

El error reducido del dispositivo es la relación entre el error absoluto y la mayor desviación posible del indicador del dispositivo (lectura nominal del dispositivo).

Por ejemplo, para un amperímetro

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

donde β — error reducido en porcentaje, In es la lectura nominal del instrumento.

La precisión del dispositivo se caracteriza por el valor de su error máximo reducido. Según GOST 8.401-80, los dispositivos se dividen en 9 según el grado de sus clases de precisión: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 1,5, 2,5 y 4,0. Por ejemplo, si este dispositivo tiene una clase de precisión de 1,5, significa que su error máximo reducido es del 1,5 %.

Los medidores eléctricos con clases de precisión 0.02, 0.05, 0.1 y 0.2, como las más precisas, se utilizan donde se requiere una precisión de medición muy alta. Si el dispositivo tiene un error reducido de más del 4%, se considera fuera de clase.

Instrumento de medición del ángulo de fase con clase de precisión 2.5:

Sensibilidad y constante del dispositivo de medición.

La sensibilidad del dispositivo es la relación del movimiento angular o lineal del puntero del dispositivo por unidad del valor medido.Si la escala del dispositivo es la misma, entonces su sensibilidad en toda la escala es la misma.

Por ejemplo, la sensibilidad de un amperímetro con la misma escala está determinada por la fórmula

S = Δα / ΔI,

donde C — sensibilidad del amperímetro en divisiones de amperios, ΔAz — aumento de corriente en amperios o miliamperios, Δα — aumento en el desplazamiento angular del indicador del dispositivo en grados o milímetros.

Si la escala del dispositivo es desigual, entonces la sensibilidad del dispositivo en diferentes áreas de la escala es diferente, ya que el mismo aumento (por ejemplo, corriente) corresponderá a diferentes pasos del desplazamiento angular o lineal del indicador de un instrumento.

La sensibilidad recíproca del instrumento se llama constante del instrumento. La constante del dispositivo es, por tanto, el coste unitario del dispositivo, es decir, el valor por el que se debe multiplicar la lectura de la escala en divisiones para obtener el valor medido.

Por ejemplo, si la constante del dispositivo es 10 mA / div (diez miliamperios por división), entonces cuando su puntero se desvía de α = 10 divisiones, el valor de corriente medido es I = 10 · 10 = 100 mA.

Vatímetro:

Diagrama de conexión del vatímetro y designaciones del dispositivo (dispositivo ferrodinámico para medir potencia variable y constante con una posición horizontal de la escala, el circuito de medición está aislado de la caja y el voltaje probado es de 2 kV, la clase de precisión es 0.5):

Calibración de instrumentos de medición: determinación de errores o correcciones para un conjunto de valores de escala de un instrumento mediante la comparación de diferentes combinaciones de valores de escala individuales entre sí. La comparación se basa en uno de los valores de escala.La calibración es ampliamente utilizada en la práctica del trabajo de metrología de precisión.

La forma más sencilla de calibrar es comparar cada tamaño con un tamaño nominalmente igual (razonablemente correcto). Este concepto no debe confundirse (como se suele hacer) con la graduación (calibración) de los instrumentos de medida, que es una operación metrológica mediante la cual se dan valores a las divisiones de escala del instrumento de medida expresados ​​en determinadas unidades de medida.

Pérdida de energía en los dispositivos

Los dispositivos de medición eléctricos consumen energía durante su funcionamiento, que normalmente se convierte en energía térmica. La pérdida de energía depende del modo en el circuito, así como del diseño del sistema y del dispositivo.

Si la potencia medida es relativamente pequeña y, por lo tanto, la corriente o el voltaje en el circuito es relativamente pequeña, entonces la pérdida de energía en los dispositivos mismos puede afectar significativamente el modo del circuito en estudio, y las lecturas de los dispositivos pueden tener un error bastante grande. Para mediciones precisas en circuitos donde las potencias desarrolladas son relativamente pequeñas, es necesario conocer la fuerza de las pérdidas de energía en los dispositivos.

La Tabla 2 muestra los valores promedio de pérdidas de potencia de energía en diferentes sistemas de medidores eléctricos.

Sistema de instrumentación Voltímetros 100 V, W Amperímetros 5 A, W Magnetoeléctrico 0,1 — 1,0 0,2 — 0,4 Electromagnético 2,0 — 5,0 2,0 — 8,0 Inducción 2,0 — 5,0 1 ,0 — 4,0 Electrodinámico 3,0 — 6,0 3,5 — 10 Térmico 8,0 — 20,0 2,0 — 3. 0