Elektrik kəmiyyətlərinin ölçülməsi üçün texniki vasitələr və üsullar. Elektrik kəmiyyətlərinin ölçülməsi üçün vasitələrin xüsusiyyətləri İş zamanı elektrik kəmiyyətlərinin ölçülməsi

Cərəyanların və gərginliklərin ölçülməsi üsulları bu elektrik kəmiyyətlərinin böyüklüyündən və növündən asılıdır.

Müəyyən etmək üçün kiçik birbaşa cərəyanlar Həm birbaşa, həm də dolayı ölçmələrdən istifadə edilə bilər. Birinci halda, cərəyan güzgü galvanometrləri və göstərici maqnitoelektrik alətlərlə ölçülə bilər. Güzgü galvanometri ilə ölçülə bilən ən kiçik cərəyan təxminən 10 "pA-dır və bir göstərici maqnitoelektrik cihazı 10 6 A dəyərini ölçməyə imkan verir.

Dolayı olaraq, naməlum cərəyan yüksək müqavimətli bir rezistorda gərginliyin düşməsi və ya bir kondansatör tərəfindən yığılan yüklə müəyyən edilir. İstifadə olunan alətlər minimum ölçülə bilən cərəyanı 10‘ 12 A olan ballistik qalvanometrlər və minimum ölçülə bilən cərəyanı 10 17 A olan elektrometrlərdir.

Elektrometrlər, giriş müqaviməti 10 15 Ohm-a qədər olan yüksək gərginlikli həssaslığa malik cihazlardır. Elektrometr mexanizmi müxtəlif potensiallarda bir daşınan və bir neçə sabit elektroda malik elektrostatik cihaz mexanizminin bir növüdür.

Kvadrant elektrometri Şəkildə göstərilmişdir. 2.1.

düyü. 2.1.

Qurğunun asqıya 3 quraşdırılmış və kvadrant adlanan dörd sabit elektrodun 4 içərisində yerləşdiyi güzgü 2 ilə hərəkət edən hissə 1 var. Ölçülmüş gərginlik Onların hərəkət edən hissə ilə ümumi nöqtə arasında birləşdirilir və köməkçi mənbələrdən kvadrantlara sabit gərginliklər verilir. U, dəyərləri bərabərdir, lakin işarə baxımından əksdir. Bu vəziyyətdə hərəkət edən hissənin sapması bərabərdir

burada C daşınan elektrod və bir-birinə bağlı iki kvadrant arasındakı tutumdur, M- süspansiyonun dizaynından asılı olaraq xüsusi əks anı. Hərəkət edən hissənin əyilməsi və buna görə də elektrometrin həssaslığı köməkçi gərginliyə mütənasibdir. U, dəyəri adətən 200 V-ə qədər diapazonda seçilir. 200 V köməkçi gərginliyə malik kvadrant elektrometrlərinin həssaslığı 10 4 mm/V-ə çatır.

TO orta cərəyanlar və gərginliklərşərti olaraq 10 mA-dan 100 A-a qədər cərəyanları və 10 mV-dən gərginlikləri daxil edə bilərik.

600 V. Orta birbaşa cərəyanları ölçmək üçün birbaşa və dolayı ölçmələrdən istifadə edilə bilər. Gərginlikləri ölçmək üçün yalnız birbaşa ölçmələrdən istifadə olunur.

Birbaşa ölçmələrdə cərəyanı və gərginliyi maqnitoelektrik, elektromaqnit, elektrodinamik və ferrodinamik sistemlərin alətləri ilə, həmçinin elektron və rəqəmsal alətlərlə ölçmək olar.Gərginliyi elektrostatik sistemlərin alətləri və sabit cərəyan potensiometrləri ilə ölçmək olar.

Orta cərəyanları və gərginlikləri ölçmək üçün nəzərdə tutulmuş maqnitoelektrik sistemin ən dəqiq alətləri 0,1 dəqiqlik sinfinə malikdir.

Gərginliyi və ya cərəyanı yüksək dəqiqliklə ölçmək lazım olduğu hallarda DC potensiometrləri, rəqəmsal voltmetrlər və ampermetrlərdən istifadə olunur. Ən dəqiq potensiometrlərin dəqiqlik sinfi 0,001, rəqəmsal voltmetrlər - 0,002, rəqəmsal ampermetrlər isə 0,02-dir. Potensiometrdən istifadə edərək cari ölçmə dolayı yolla həyata keçirilir, istədiyiniz cərəyan isə istinad rezistorunda gərginliyin düşməsi ilə müəyyən edilir. Potensiometrlərin və rəqəmsal cihazların üstünlüyü onların aşağı enerji istehlakıdır.

Ölçmə yüksək cərəyanlar və gərginliklər attenuatorlardan istifadə etməklə həyata keçirilir. Manevr maqnitoelektrik cihazları bir neçə min amperə qədər olan birbaşa cərəyanları ölçməyə imkan verir. Tipik olaraq, böyük cərəyanların ölçülməsi üçün paralel bağlanan çoxsaylı şuntlar tez-tez istifadə olunur. Avtobus fasiləsinə bir neçə eyni şunt bağlanır və bütün şuntların potensial terminallarından olan keçiricilər eyni cihaza qoşulur.

Elektrostatik voltmetrlər 300 kV-a qədər gərginliyi ölçməyə imkan verir. Daha yüksək gərginlik dəyərlərini təyin etmək üçün alət transformatorları istifadə olunur.

Dərəcə üçün alternativ cərəyanlar və gərginliklər effektiv və ya orta-kvadrat dəyər, amplituda və ya maksimum dəyər və düzəldilmiş orta dəyər anlayışlarından istifadə edin.

Effektiv, amplituda və orta düzəldilmiş dəyərlər əyri forma əmsalı və amplituda əmsalı vasitəsilə bir-biri ilə əlaqələndirilir.

Dalğa forması amilidir

Harada Ua- siqnalın effektiv dəyəri, U cp - orta düzəldilmiş siqnal dəyəri.

Siqnalın amplituda faktoru kimi müəyyən edilir

Harada Uа- siqnalın amplituda dəyəri.

Bu əmsalların dəyərləri gərginlik və ya cərəyan əyrisinin formasından asılıdır. Sinus dalğası üçün = 1.11 və k a = l/2 = 1,41. Buradan, ölçülmüş kəmiyyətin yuxarıda göstərilən üç dəyərindən birini ölçməklə, qalanını təyin etmək olar.

Qeyri-sinusoidal siqnal ilə, düzbucaqlı formaya nə qədər yaxın olarsa, əmsallar birliyə bir o qədər yaxın olacaqdır. kf Və i.Ölçülmüş dəyərin dar və kəskin əyri forması üçün bu əmsallar daha əhəmiyyətli olacaqdır.

Elektrodinamik, ferrodinamik, elektromaqnit, elektrostatik və termoelektrik sistemlərin cihazları ölçülmüş kəmiyyətin effektiv dəyərinə cavab verir. Düzəldici sistem cihazları ölçülmüş dəyərin orta düzəldilmiş dəyərinə cavab verir. AC-dən DC-yə gərginlik ölçən çeviricinin növündən asılı olaraq həm analoq, həm də rəqəmsal elektron sistem cihazları ölçülmüş kəmiyyətin effektiv, orta düzəldilmiş və ya amplituda dəyərinə cavab verə bilər.

Bütün sistemlərin voltmetrləri və ampermetrləri adətən sinusoidal cərəyan dalğa forması ilə effektiv dəyərlərdə kalibrlənir. Qeyri-sinusoidal dalğa forması ilə cərəyanın və ya gərginliyin orta düzəldilmiş və ya amplituda dəyərinə cavab verən cihazlar əlavə xəta ilə qarşılaşacaq, çünki əmsallar kf Və a qeyri-sinusoidal əyri forması ilə onlar sinusoid üçün müvafiq dəyərlərdən fərqlənirlər.

(Sənəd)

Fırıldaq vərəqləri - Ölçmə, sınaq və nəzarət üsulları və vasitələri (Beşik vərəqi)

Evtixiyev N.N. və başqaları.Elektrik və qeyri-elektrik kəmiyyətlərin ölçülməsi. Universitetlər üçün dərslik (Sənəd)

n1.doc

Nəzarət sualları:

Elektromexaniki çevirici qurğular?
Elektromexaniki çeviricilər hansı prinsipə görə təsnif edilir?
Maqnitoelektrik çeviricilərin üstünlüklərini və çatışmazlıqlarını sadalayın?
Elektromaqnit çeviricilərin üstünlüklərini və mənfi cəhətlərini sadalayın?
Elektrodinamik çeviricilərin üstünlüklərini və çatışmazlıqlarını sadalayın?
Ferrodinamik çeviricilərin üstünlüklərini və çatışmazlıqlarını sadalayın?
Elektrostatik çeviricilərin üstünlüklərini və çatışmazlıqlarını sadalayın?
İnduksiya çeviricilərinin üstünlüklərini və çatışmazlıqlarını sadalayın?
Elektromexaniki cihazların tələb olunan funksional vahidlərini göstərin?

Mühazirə 8. Elektrik kəmiyyətlərinin körpüləri və kompensatorları ilə ölçülməsi: müqavimət, tutum, bucaq, itkilər, endüktans, EMF və gərginlik.

Körpülər

DC və AC körpüləri elektrik dövrələrinin parametrlərini ölçmək üçün geniş istifadə olunur. Onların əsas üstünlükləri nisbətən yüksək dəqiqlik, yüksək həssaslıq və çox yönlüdür, yəni. müxtəlif kəmiyyətləri ölçmək bacarığı.

Körpülər elektrik dövrələrinin (R, L, C) parametrlərini ölçmək, bu parametrləri elektrik siqnallarına çevirmək və s. Şəkildə. Şəkil 10-da ən sadə körpü diaqramı - dörd qollu körpü göstərilir. Dörd kompleks müqavimət Z1, Z2, Z3 və Z4 ehtiva edir. Diaqonallardan birinə güc mənbəyi, digərinə isə galvanometr kimi istifadə edilə bilən müqayisə cihazı birləşdirilir. Körpü dövrəsini təmin edən gərginliyin növündən asılı olaraq DC və AC körpüləri fərqləndirilir. DC körpüləri DC müqavimətini ölçmək üçün istifadə olunur və AC körpülər endüktansı, tutumu, keyfiyyət faktorunu və itki bucağını ölçmək üçün istifadə olunur.

Körpü sxemlərinin bir mühüm xüsusiyyəti var - körpü qollarının müqavimətinin müəyyən nisbətində cərəyan diaqonal olaraq axır.
yox, yəni.
. Bu vəziyyət körpü tarazlığı adlanır. Körpünün tarazlıq şərti formaya malikdir

(8.1)

Bütün qollarında yalnız aktiv müqavimətlər daxil olan DC körpüləri üçün tarazlıq şərtləri aşağıdakı kimi yazıla bilər.

(8.2)

AC körpülərində körpünün qollarına daxil olan kompleks müqavimətlər eksponensial formada yazıla bilər.
. Sonra AC körpüləri üçün (8.1) tənliyi kimi təqdim edilə bilər

Sonra AC körpüləri üçün tarazlıq şərti formasını alacaq

(8.3)

Beləliklə, AC körpüsünü balanslaşdırmaq üçün modulun böyüklüyünü və faza sürüşməsini dəyişdirən iki tənzimlənən elementə sahib olmaq lazımdır.

DC körpüləri tək və ikili bölünür. Tək körpülər müqaviməti 10 ilə 10 8 - 10 10 Ohm arasında ölçür. Ölçülmüş müqavimətin dəyərləri digər üç müqavimətin məlum diaqonallarından istifadə edərək tarazlıq vəziyyətinə (9.1) əsasən hesablana bilər:

(8.4)

R3 rezistorlu qol müqayisə qolu, R2 və R4 olan qollar isə nisbət qolları adlanır.

Tək bir körpünün ölçülməsinin aşağı həddi, kiçik ölçülü bir müqavimət R x ilə, ölçülən obyektlə ardıcıl olaraq bağlanan birləşdirici tellərin və kontaktların müqaviməti ilə böyük bir səhv təqdim edildiyi ilə məhdudlaşır. Ölçmə dəqiqliyini artırmaq üçün dörd sıxaclı və ikiqat körpülərdən istifadə etmək lazımdır.

10 -8-dən 10 2 Ohm-a qədər kiçik müqavimətləri ölçmək üçün ikiqat körpülər istifadə olunur (şəkil 11, a). Qoşa körpülər üçün tarazlıq şərtləri R2, R3 və r rezistorlarından üçbucağı R a, R b və R c rezistorları olan ekvivalent ulduza çevirməklə əldə edilə bilər (şək. 11, b):

,
,

Sonra yaranan tək körpünün tarazlıq vəziyyəti formada yazılacaqdır

(8.5)

Bu tənliyi praktikada istifadə etmək çətindir, çünki birincisi, (9.5) tənliyinə daxil olan müqavimət r naməlumdur və onun dəyərini yalnız təxmini qiymətləndirmək olar, ikincisi, tənliyin özü çox çətin və hesablamalar üçün əlverişsizdir. Buna görə də, r-nin ölçmə nəticələrinə təsirini azaltmaq və (9.5) tənliyini sadələşdirmək üçün ikinci həddin qiymətini azaltmağa çalışırlar ki, ölçmə dəqiqliyinə xələl gətirmədən onu nəzərə almasınlar. Bu şərt yerinə yetirildiyi təqdirdə əldə edilir.

Bu məqsədlə, adətən, R1 = R2 və R3 = R4 olması üçün ikiqat körpülərdə edilir. Onda (8.5) tənliyi kimi təqdim edilə bilər

. (8.6)

Rezistorların istehsal dəqiqliyi məhdud olduğundan, real körpülərdə R1 və R2, R3 və R4 tam olaraq eyni edilə bilməz. Bundan əlavə, körpünün qolları, dəqiq hesablanması çətin olan birləşdirici tellərin müqavimətini də əhatə edir. Buna görə də, (7.5) tənliyində ikinci müddətin sıfırdan fərqli dəyərinin yaratdığı ölçmə xətası daha kiçik olacaq, müqavimət r nə qədər aşağı olarsa. Buna görə də, rezistor r qısa bir böyük hissəli teldən hazırlanır və R1-R4 rezistorları mümkün qədər böyük seçilir (ən azı 10 - 100 Ohm).

İkiqat körpülər yalnız 10 -8 ilə 10 2 Ohm arasında müqaviməti ölçmək üçün istifadə edildiyindən, R x və R N üzərindəki gərginlik düşməsi çox kiçikdir və birləşdirici keçiricilərin körpü qollarına qoşulduğu nöqtələrdə yaranan termo-EMF bu gərginlik düşmələri ilə mütənasib olur və ölçmə nəticəsində səhvə səbəb olur. Termo-EMF təsirini aradan qaldırmaq üçün körpü cərəyanın iki istiqamətində iki dəfə balanslaşdırılır. Bu iki ölçmənin nəticəsinin arifmetik ortası ölçmə nəticəsi kimi qəbul edilir.

Ölçmənin dəqiqliyi dövrənin həssaslığından asılı olan körpünün balanslaşdırılmasının düzgünlüyündən çox asılıdır. Ümumiyyətlə, körpünün həssaslığı dedikdə, əvvəlcədən balanslaşdırılmış körpünün hər hansı qolunun müqavimətinin dəyişməsi nəticəsində yaranan qalvanometr göstəricisinin sapmasının bu dəyişikliyin R böyüklüyünə nisbəti başa düşülür.

. (8.7)

Praktikada körpünün həssaslığı nisbi həssaslıqdan istifadə etməklə müəyyən edilir

, (8.8)

Harada
- faizlə ifadə olunan müqavimətin nisbi dəyişməsi.

AC körpüləri endüktansı, keyfiyyət amilini, tutumu və itki tangensini ölçmək üçün istifadə olunur. Onlar həmçinin birbaşa və alternativ cərəyana aktiv müqaviməti ölçmək üçün istifadə edilə bilər. Körpülərin parametrləri elə seçilir ki, tarazlıq şərtləri müstəqil və ya tezliklərdən asılı olsun. Birinci halda onlar tezlikdən müstəqil, ikincidə isə tezlikdən asılı adlanır. Şəkil 12 ən çox yayılmış AC körpü sxemlərini göstərir.

Körpülər Şəkildə göstərilmişdir. 4.3.a və 4.3.b kiçik (seriya ekvivalent dövrə) və böyük (paralel ekvivalent dövrə) itkiləri olan kondansatörlərin tutumunu və itki tangensini ölçmək üçün istifadə olunur. R4 rezistorundan istifadə edərək reaktiv komponentin və R2 istifadə edərək aktiv komponentin balanslaşdırılması. İnduktivliyi və keyfiyyət faktorunu ölçmək üçün Şəkil 12, c və 12, d-də göstərilən sxemlər istifadə olunur.Aktiv komponenti balanslaşdırmaq üçün rezistor R4, reaktiv komponent isə R2 istifadə olunur.

Yuxarıda göstərilən bütün dövrələr üçün, tutum və endüktansı ölçərkən, dörd dövrənin hamısının tezlikdən müstəqil olduğunu, itki tangensini və keyfiyyət amilini ölçərkən isə tezlikdən asılı olduğunu görmək asandır.

Ədəbiyyat 1 əsas, 3 əsas

Nəzarət sualları:

1. Körpülər hansı prinsipə görə təsnif edilir?

Kompensatorlar hansı prinsipə görə təsnif edilir?
Balanslı körpü ilə balanssız körpü arasındakı fərq nədir?
Nə üçün körpü sxemləri geniş istifadə olunur?
Körpülərdən istifadə edərək hansı fiziki kəmiyyətləri ölçmək olar?

Mühazirə 9. Cərəyanların və gərginliklərin ölçülməsi.Düz cərəyanların və gərginliklərin ölçülməsi.Müqavimətin ölçülməsi.

Cərəyan və gərginliyin ölçülməsi

Cərəyanlar və gərginliklər ölçülməsi lazım olan ən ümumi elektrik kəmiyyətləridir. Bu, sənaye tərəfindən istehsal olunan cərəyan və gərginlik ölçmə alətlərinin geniş çeşidini izah edir. Ölçmə alətinin seçimi amillərin birləşməsi ilə müəyyən edilə bilər: ölçülən dəyərin gözlənilən ölçüsü, cərəyanın növü (birbaşa və ya alternativ), tezlik, tələb olunan ölçmə dəqiqliyi, eksperimental şərait (laboratoriya, atelye, sahə və s.). ), xarici şəraitin təsiri (temperatur, maqnit sahələri, vibrasiya və s.) və s.

Gərginlik dəyərləri, bir qayda olaraq, birbaşa ölçmələrlə müəyyən edilir; cərəyanlar - birbaşa ölçmələrə əlavə olaraq, gərginliyin düşməsinin ölçüldüyü dolayı ölçmələr geniş istifadə olunur U müqaviməti məlum olan rezistorda R, ölçülmüş cərəyan dövrəsinə daxildir 1 X . Cari dəyər Ohm qanunundan istifadə edərək tapılır: I X = U/ R.

Cərəyanları və gərginlikləri ölçmək üçün istifadə olunan ölçü alətlərindən kompensatorlar (potentsiometrlər), elektron və rəqəmsal cihazlar ölçmə dövrəsindən ən az enerji sərfiyyatına malikdir.

Elektromexaniki cihazlar arasında maqnitoelektrik və elektrostatik qurğular ən az enerji istehlak edir. Kompensatorlar tərəfindən ölçmə dövrəsindən istehlak edilən çox aşağı güc onlara yalnız gərginlikləri deyil, həm də EMF-ni ölçməyə imkan verir.

Ölçülmüş cərəyanların və gərginliklərin diapazonu çox genişdir. Məsələn, bioloji tədqiqatlarda, kosmik tədqiqatlarda və vakuumda ölçmələrdə femtoamperlərin (10 -15 A) fraksiyalarını təşkil edən birbaşa cərəyanları ölçmək lazımdır, güclü elektrik stansiyalarında, əlvan metallurgiya müəssisələrində və kimya sənayesi - yüzlərlə kiloamperə çatan cərəyanlar. Belə geniş diapazonda cərəyanları və gərginlikləri ölçmək üçün müəyyən alt diapazonlarda ölçmə qabiliyyətini təmin edən müxtəlif ölçmə vasitələri istehsal olunur. Cərəyanların və gərginliyin ölçülməsi üçün alətlər, bir qayda olaraq, çox limitlidir. Cari ölçmələrin sərhədlərini genişləndirmək üçün şuntlar və DC ölçmə transformatorları istifadə olunur - DC sxemlərində və AC ölçmə transformatorlarında - AC dövrələrində. Gərginlik ölçmə hədlərini genişləndirmək üçün gərginlik bölücüləri, əlavə rezistorlar və gərginlik ölçən transformatorlar istifadə olunur.

Ölçülmüş cərəyanların və gərginliklərin bütün diapazonunu üç alt diapazona bölmək olar: kiçik, orta və böyük dəyərlər. Ən yaxşı mövcud ölçmə vasitələri orta dəyərlərin alt diapazonudur (təxminən: cərəyanlar üçün - milliamper vahidlərindən onlarla amperə qədər; gərginliklər üçün - millivolt vahidlərindən yüzlərlə volta qədər). Məhz bu alt diapazon üçün cərəyanların və gərginliyin ölçülməsində ən kiçik xəta ilə ölçü alətləri yaradılmışdır. Bu, təsadüfi deyil, çünki kiçik və böyük cərəyanların və gərginliyin ölçülməsi zamanı əlavə çətinliklər yaranır.

Kiçik cərəyanların və gərginliklərin ölçülməsi zamanı bu çətinliklər ölçmə dövrəsində termo-EMF, ölçü dövrəsinin kənar gərginlik mənbələri ilə rezistiv və tutumlu birləşmələri, xarici maqnit sahəsinin təsiri, ölçmə dövrəsinin elementlərinin səs-küyü və s. digər səbəblər. Termo-EMF, ölçü cihazının qeyri-bərabər temperatur sahəsinə görə fərqli metalların qovşağında (keçiricilərin lehimləmə və qaynaq yerlərində, açarların hərəkət edən və sabit kontaktları arasındakı təmas yerlərində və s.) yaranır.

Xarici dəyişən maqnit sahəsi də naqillərdə və kiçik ölçülmüş kəmiyyətin mənbəyini ölçmə aləti ilə birləşdirən dövrənin digər elementlərində yaranan EMF səbəbindən əhəmiyyətli təhriflərə səbəb ola bilər.

Qeyd olunan amillərin təsirini tamamilə aradan qaldırmaq mümkün deyil. Buna görə də kiçik cərəyanların və gərginliklərin ölçülməsi daha böyük səhvlə aparılır.

Böyük cərəyanların və gərginliyin ölçülməsi öz xüsusiyyətlərinə və çətinliklərinə malikdir. Məsələn, şuntlardan istifadə edərək böyük birbaşa cərəyanların ölçülməsi zamanı şuntlara böyük miqdarda güc yayılır, bu da şuntların əhəmiyyətli dərəcədə qızmasına və əlavə xətaların yaranmasına səbəb olur. Enerji itkisini azaltmaq və həddindən artıq istiləşməni aradan qaldırmaq üçün şuntların ölçüsünü artırmaq və ya süni soyutma üçün xüsusi əlavə tədbirlər tətbiq etmək lazımdır. Nəticə həcmli və bahalı şuntlardır. Böyük cərəyanları ölçərkən, cərəyanın axdığı kontakt əlaqələrinin keyfiyyətinə nəzarət etmək çox vacibdir. Kontakt bağlantısının keyfiyyətsizliyi yalnız dövrə rejimini və nəticədə ölçmə nəticəsini təhrif edə bilməz, həm də təmas müqavimətinə yayılan yüksək güc səbəbindən kontaktın tükənməsinə səbəb ola bilər. Böyük cərəyanların ölçülməsi zamanı axan cərəyanın şinlər ətrafında yaranan güclü maqnit sahəsinin ölçü alətlərinə təsirindən əlavə xətalar yarana bilər.

Yüksək gərginliklərin ölçülməsi zamanı həm izolyasiyadan keçən sızma cərəyanlarından yaranan xətaları azaltmaq, həm də istismar edən işçilərin təhlükəsizliyini təmin etmək üçün ölçü alətlərində istifadə olunan izolyasiya materiallarının keyfiyyətinə tələblər artır. Məsələn, ölçmə diapazonunu genişləndirmək üçün bir gərginlik bölücü istifadə edilərsə, ölçülmüş gərginlik artdıqca, bölücünün müqaviməti artırılmalıdır. Böyük gərginlikləri ölçərkən, bölücü müqaviməti izolyasiya müqaviməti ilə müqayisə edilə bilər ki, bu da gərginliyin bölünməsində səhvə və nəticədə ölçmə xətasına səbəb olacaqdır.

DC cərəyanı və gərginliyin ölçülməsi

Sabit cərəyanların və gərginliklərin ölçülməsinin ən yüksək dəqiqliyi birbaşa elektrik cərəyanı vahidinin (GOST 8.022-75) və elektromotor qüvvənin vahidinin (QOST 8.027-81) dövlət ilkin standartlarının düzgünlüyünə görə müəyyən edilir. Dövlət ilkin standartları ölçmə nəticəsinin standart sapması ilə (5 0), sabit cərəyan üçün 4-10 -6-dan və EMF üçün 5-10 -8-dən çox olmayan, istisna olunmayan sistematik xəta ilə (E) müvafiq vahidin təkrar istehsalını təmin edir. o) müvafiq olaraq 8 10 -6 və I -10 -6-dan çox olmayan. Doğru cərəyanların və gərginliklərin ölçülməsi üçün işləyən alətlər arasında birbaşa cərəyan kompensatorları ən kiçik ölçmə xətasını təmin edir. Məsələn, P332 tipli bir kompensator (potentiometer) 0,0005 dəqiqlik sinfinə malikdir və 10 nV-dən 2,1211111 V-ə qədər olan diapazonda sabit EMF və gərginlikləri ölçməyə imkan verir. Doğrudan cərəyanlar elektrik müqavimət rulonlarından istifadə edərək dolayı yolla kompensatorların köməyi ilə ölçülür. Dəqiqlik sinfi 0,002 olan P324 tipli elektrik müqavimət rulonlarından və P332 tipli kompensatordan istifadə edərkən cərəyanları ±0,0025-dən çox olmayan xəta ilə ölçmək mümkündür. %. Kompensatorlar birbaşa cərəyanların, EMF və gərginliklərin dəqiq ölçülməsi və daha az dəqiq ölçü alətlərinin yoxlanılması üçün istifadə olunur.

Sabit cərəyanları və gərginliyi ölçmək üçün ən çox yayılmış vasitələr ampermetrlər (mikro, milli, kilovolt-metr) və voltmetrlər (mikro, milli, kilovolt-metr), həmçinin universal və birləşdirilmiş alətlərdir (məsələn, mikrovolt-metrlər). nanoampermetrlər, nanovoltammetrlər və s.).

Çox kiçik birbaşa cərəyanları və gərginlikləri ölçmək üçün elektrometrlər və fotogalvanometrik alətlər istifadə olunur. Nümunə olaraq, DC ölçmə diapazonu 10 -17 ilə 10 -13 A arasında olan V7-29 tipli rəqəmsal universal mikrovoltmetr-elektrometrləri və cərəyan ölçmə diapazonu 10 -15 ilə 10 -7 arasında olan B7-30 tipini göstərə bilərik. A. Fotoqalvanometrik cihazların nümunəsi, 0,5-0-0,5 nA birbaşa cərəyanların ən kiçik ölçü diapazonuna və 50-0-50 nV sabit gərginliyə malik olan nanovoltammetr tipli P341-dir. Doğru cərəyanların və gərginliklərin kiçik və orta dəyərlərini ölçərkən rəqəmsal və maqnitoelektrik cihazlar ən çox istifadə olunur. Böyük birbaşa cərəyanlar, bir qayda olaraq, xarici şuntlardan istifadə edərək maqnitoelektrik kiloampermetrlər ilə ölçülür və çox yüksək cərəyanlar birbaşa cərəyan transformatorları ilə ölçülür.

Böyük DC gərginliklərini ölçmək üçün maqnitoelektrik və elektrostatik kilovoltmetrlərdən istifadə olunur. Sabit cərəyanların və gərginliklərin ölçülməsi digər alətlərlə də həyata keçirilə bilər. Nəzərə almaq lazımdır ki, elektrodinamik ampermetrlər və voltmetrlər DC dövrələrində cərəyanların və gərginliyin texniki ölçülməsi üçün nadir hallarda istifadə olunur. Onlar daha aşağı dəqiqlik sinfinin ölçmə vasitələrinin kalibrlənməsi üçün nümunəvi alətlər kimi (yüksək dəqiqlik siniflərinin rəqəmsal və maqnitoelektrik alətləri ilə birlikdə) daha çox istifadə olunur.

Termoelektrik cihazlar böyük birbaşa cərəyanları və gərginlikləri ölçmək üçün istifadə edilmir, çünki ölçmə dövrəsindən sərf etdikləri nisbətən böyük gücə görə birbaşa cərəyan dövrələrində istifadəsi qeyri-mümkündür.

AC cərəyanı və gərginliyin ölçülməsi

Dəyişən cərəyanların və gərginliklərin ölçülməsi 40-1 10 5 Hz tezlik diapazonunda 0,01 - 10 A cərəyanını əks etdirən dövlət xüsusi standartına (QOST 8.183-76) və 0,1 gərginliyi bərpa edən dövlət xüsusi standartına əsaslanır. - 20-3-10 7 Hz tezlik diapazonunda 10 V (GOST 8.184-76). Bu standartların düzgünlüyü təkrar istehsal olunan dəyərlərin ölçüsündən və tezliyindən asılıdır. Alternativ cərəyan standartı üçün ölçmə nəticəsinin standart sapması istisna olunmayan sistematik xəta ilə S o =1 10 -5 -1 10 -4-dür S o =3*10 - 4 -4.2*10 -4. gərginlik standartı bu xətalar bərabərdir , müvafiq olaraq, S o ==5* 10 -6 - 5*10 -5 və S o = 1 10 -5

Dəyişən cərəyanların və gərginliyin ölçülməsi üçün işçi alətlər ampermetrlər (mikro-, milli-, kiloampermetrlər), voltmetrlər (mikro-, milli-, kilovoltmetrlər), dəyişən cərəyan kompensatorları, universal və birləşdirilmiş alətlər, həmçinin qeyd cihazları və elektron osiloskoplardır.

Alternativ cərəyanların və gərginliklərin ölçülməsinin bir xüsusiyyəti, onların zamanla dəyişməsidir. Ümumiyyətlə, zamanla dəyişən kəmiyyət zamanın istənilən nöqtəsində ani dəyərlərlə tamamilə təmsil oluna bilər. Zamanla dəyişən kəmiyyətlər fərdi parametrləri (məsələn, amplituda) və ya inteqral parametrləri ilə də xarakterizə edilə bilər ki, bunlardan effektiv dəyər kimi istifadə olunur. x{ t) - zamanla dəyişən kəmiyyət. Beləliklə, alternativ cərəyanları və gərginlikləri ölçərkən onların effektiv, amplituda, orta düzəldilmiş, orta və ani dəyərləri ölçülə bilər. Elektrik ölçmələri praktikasında, adətən effektiv bir dəyər ilə xarakterizə olunan sinusoidal alternativ cərəyanları və gərginlikləri ölçmək ən çox lazımdır. Buna görə də, alternativ cərəyanlar və gərginliklər üçün ölçmə vasitələrinin böyük əksəriyyəti cərəyan və ya gərginlik əyrisinin sinusoidal forması üçün effektiv dəyərlərdə kalibrlənmişdir.

Dəyişən cərəyanların və gərginliklərin effektiv dəyərlərinin ölçülməsi müxtəlif ölçmə alətlərindən istifadə etməklə həyata keçirilir.

Kiçik dəyişən cərəyanlar rəqəmsal, elektron və düzəldici cihazlarla, kiçik alternativ gərginliklər elektron voltmetrlərlə ölçülür. Ölçmə vasitələrinə birbaşa qoşulduqda dəyişən cərəyanların ölçülərinin ən geniş diapazonu rektifikator cihazları tərəfindən təmin edilir. Alternativ gərginlikləri ölçərkən nisbətən geniş diapazona malikdirlər. Bu cihazlar adətən çox limitli edilir. Onu da nəzərə almaq lazımdır ki, rektifikator söndürüldükdə bu qurğular birbaşa cərəyanların və gərginliyin ölçülməsi üçün maqnitoelektrik cihazlar kimi istifadə olunur.

Bir kiloamperdən çox dəyişən cərəyanlar və kilovoltdan çox dəyişən gərginliklər elektromaqnit, rektifikator və elektrodinamik cihazlarla xarici ölçmə cərəyanı və ya gərginlik transformatorlarından istifadə etməklə ölçülür. Ölçmə vasitələrinin birbaşa əlaqəsi ilə yüksək alternativ gərginliklərin (75 kV-a qədər) ölçülməsi elektrostatik kilovoltmetrlər, məsələn, S100 tipli kilovoltmetr ilə həyata keçirilə bilər.

Termoelektrik və elektron cihazlar dəyişən cərəyanları ölçərkən ən geniş tezlik diapazonunda, alternativ gərginlikləri ölçərkən isə elektron və elektrostatik cihazlar işləyir. Termoelektrik voltmetrlər ölçmə dövrəsindən istehlak etdikləri yüksək gücə görə məhdud istifadəyə malikdirlər.

Elektrodinamik və elektromaqnit cihazları ən dar tezlik diapazonunda işləyir. Onların tezlik diapazonunun yuxarı həddi adətən bir neçə kilohertsdən çox deyil.

Forması sinusoidaldan fərqli olan alternativ cərəyanların və gərginliklərin effektiv dəyərlərini ölçərkən əlavə bir səhv yaranır. Geniş tezlik diapazonunda işləyən ölçmə alətləri üçün bu xəta minimaldır, bir şərtlə ki, bu alətlərin çıxış siqnalı giriş kəmiyyətinin effektiv dəyəri ilə müəyyən edilsin. Dəyişən cərəyanların və gərginliklərin əyri formasının dəyişməsinə ən az həssas olanlar termoelektrik, elektrostatik və elektron cihazlardır.

Sinusoidal cərəyanların və gərginliklərin effektiv dəyərlərinin ən dəqiq ölçülməsi elektrodinamik alətlər, rəqəmsal alətlər və alternativ cərəyan kompensatorlarından istifadə etməklə həyata keçirilə bilər. Bununla belə, dəyişən cərəyanların və gərginliklərin ölçü xətası sabit olanlardan daha böyükdür.

Üç fazalı dövrələrdə cərəyanların və gərginliyin ölçülməsinin bəzi xüsusiyyətlərini qeyd edək. Ümumiyyətlə, asimmetrik üç fazalı sxemlərdə cərəyanların və gərginliyin ölçülməsi üçün lazımi alətlərin sayı, əgər hər bir ölçülən kəmiyyət öz aləti ilə ölçülürsə, ölçülən kəmiyyətlərin sayına uyğun gəlir. Simmetrik üç fazalı sxemlərdə ölçmə apararkən, cərəyanı və ya gərginliyi yalnız bir xəttdə (fazada) ölçmək kifayətdir, çünki bu halda bütün xətti (faza) cərəyanlar və gərginliklər bir-birinə bərabərdir. Xətti və faza cərəyanları və gərginliklər arasındakı əlaqə yükün əlaqə sxemindən asılıdır. Məlumdur ki, simmetrik üçfazalı sxemlər üçün bu əlaqə aşağıdakı əlaqələrlə müəyyən edilir: I l = Iph və U l =
yükü bir ulduzla birləşdirərkən və I l =
Əgər və U l =U f yükü üçbucaqla birləşdirərkən.

Asimmetrik üç fazalı sxemlərdə, alət transformatorlarından istifadə edərək cərəyanları və gərginlikləri ölçərkən, istifadə olunan alət transformatorlarının sayına qənaət edə bilərsiniz.

Məsələn, Şek. 9.1, A iki ölçmə cərəyanı transformatorundan istifadə edərək üç xətt cərəyanının ölçülməsi üçün diaqramı göstərir və Şek. 9.1, b- xətti gərginliklərin ölçülməsi üçün oxşar sxem.

düyü. 9.1. Üç fazalı dövrədə cərəyanların (a) və gərginliklərin (b) ölçülməsi üçün dövrə

Bu sxemlər üç fazalı dövrələr üçün məlum əlaqələrə əsaslanır: I A + I in + I c = 0 və U AB + U günəş + U CA = 0.

Cari ölçmə dövrəsində cərəyanlar I A Və mən daxiləm ampermetrlərlə ölçülür A və transformasiya əmsalları nəzərə alınmaqla L2 TO\ Və Ki cərəyan transformatorlarının ölçülməsi, yəni. 1 A = K\1\ və mən = K 2 h- Ampermetr A 3 elə işə salınır ki, cərəyanların cəmi ondan keçsin, yəni Iз = = I 1 +I 2. Əgər /Ci = /C 2 olarsa X = KIi + X = i A + i B "=- i c- Mənfi işarə cərəyanın fazasının dəyişməsini ifadə etdiyindən və ampermetrlərin oxunuşları, məlum olduğu kimi, ölçülmüş cərəyanın fazasından asılı olmadığından, ampermetr oxunmasına görə Az cərəyanı təyin edə bilərsiniz 1 İLƏ =K1 3 . Nəzərə almaq lazımdır ki, cərəyanların düzgün cəmlənməsi üçün alət transformatorlarının generator terminallarının düzgün bağlanmasını təmin etmək lazımdır. Transformatorlardan birinin (birincil və ya ikincil dövrədə) generator terminallarının səhv bağlanması cəmlənmiş cərəyanlardan birinin fazasının dəyişməsinə səbəb olacaq və nəticə yanlış olacaqdır.

Xətt gərginliyini ölçmək üçün dövrə də eyni şəkildə işləyir. Oxşar sxemlər faza cərəyanlarını və gərginliklərini ölçmək üçün istifadə edilə bilər. Üç fazalı dövrələrdə cərəyanları və gərginlikləri ölçmək üçün bir fazalı dövrələr üçün nəzərdə tutulmuş bu kəmiyyətləri ölçmək üçün alətlərdən istifadə edə bilərsiniz. Bu alətlərə əlavə olaraq, sənaye üç fazalı sxemlərin ölçülməsi üçün xüsusi alətlər istehsal edir ki, bu da lazımi ölçmələri daha tez və rahat yerinə yetirməyə imkan verir.

Alternativ cərəyanın və ya gərginliyin orta dəyəri ölçülmüş cərəyan və ya gərginlikdə olan birbaşa komponenti xarakterizə edir. Maqnitoelektrik cihazlar ümumiyyətlə alternativ cərəyanların və gərginliklərin orta dəyərlərini ölçmək üçün istifadə olunur.

Nəzərə almaq lazımdır ki, dəyişən cərəyanları və gərginlikləri ölçərkən ölçülmüş dəyərin tezliyi böyük əhəmiyyət kəsb edir. Ölçülmüş cərəyanların və gərginliklərin tezlik diapazonu çox genişdir: herts fraksiyalarından (infra-aşağı tezliklər) yüzlərlə meqahers və daha çoxuna qədər.

Ohmmetrlərdən istifadə edərək müqavimətin ölçülməsi

Praktikada müqavimətin, tutumun və ya endüktansın yüksək dəqiqliklə ölçülməsi çox vaxt həmişə lazım olmur. Bu halda, göstərilən parametrləri ölçməyə imkan verən müxtəlif ölçmə sxemləri olan elektromexaniki cihazlardan istifadə etmək mümkündür.

Birbaşa müqavimətin ölçülməsi üçün cihazlarda - ohmmetrlərdə (şəkil 9.2) ölçmə mexanizmi kimi maqnitoelektrik mexanizm istifadə olunur.

Ölçmə müqavimətinin ardıcıl əlaqəsi olan dövrədə (Şəkil 9.2, a) cərəyan bərabərdir.

və paralel dövrə üçün

Əgər əvvəlcədən məlum olan gərginlikdən istifadə etsəniz, o zaman alət şkalasını Ohm-da qiymətləndirmək olar. Gərginlik zamanla dəyişə bildiyindən, bu tip ohmmetrlərdə rezistor R D tənzimlənməsi ilə həyata keçirilən bir düzəliş təqdim etmək lazımdır. Bir sıra ohmmetrin dövrəsində göstərici S açarı ilə sıfıra təyin olunur. bağlı və paralel ohmmetr üçün açar S açıq vəziyyətdə " " işarəsinə qədər Müqavimətləri ölçmək üçün 10 ilə 10 5 Ohm arasında, paralel dövrə ilə - 1 ilə 10-50 Ohm arasında bir sıra dövrəli Ohmmetrlər istifadə olunur.

Rasional ölçmə mexanizmi olan ohmmetrlərdə (Şəkil 9.2, c) göstəricilər təchizatı gərginliyindən asılı deyildir, çünki nisbətölçənin hərəkət edən hissəsinin sapması sarımın hər iki hissəsindən keçən cərəyanların nisbəti ilə mütənasibdir.

Ohmmetrlərin şkalaları qeyri-bərabər olduğundan, onların əsas azaldılmış xətasını təyin edərkən şkalanın uzunluğu normallaşdırıcı qiymət kimi qəbul edilir və dəqiqlik sinfini göstərən nömrənin altına “V” işarəsi qoyulur (məsələn, 1,5).

Şəkil 9.2. Ohmmetrlərlə müqavimətin ölçülməsi

Ampermetr və voltmetr üsulu ilə müqavimətin ölçülməsi

Ampermetr və voltmetr metodu dolayı ölçmə üsuludur və nisbətən kiçik müqavimətlərin təxmini ölçülməsi üçün istifadə olunur. Ölçülmüş müqavimətin dəyəri R X, əlaqə sxemindən asılı olmayaraq (şək. 9.2), R X-dən axan U gərginliyinin və I cərəyanının ölçülməsinin nəticələrinə əsasən hesablanır:

Ölçmənin düzgünlüyü istifadə olunan alətlərin düzgünlüyündən və ampermetr və voltmetrin öz istehlakı nəticəsində yaranan metodoloji xətadan asılıdır.

Dövrədə (Şəkil 9.3, a) voltmetr R X üzərindəki gərginliyin düşməsini və ampermetrin daxili müqavimətini r a, ampermetr isə R X ilə dövrədə cərəyan dəyərini göstərir.

Şəkil 9.3 Voltmetr və ampermetr üsulu ilə müqavimətin ölçülməsi

Ölçmə metodunun nisbi səhvi olacaq

Harada
- ölçülmüş müqavimətin faktiki dəyəri.

Şəkil 9.3, b-dəki dövrə üçün voltmetr R X terminallarında gərginliyin dəyərini, ampermetr isə R X və voltmetr sarğı r v vasitəsilə cərəyanların cəmini göstərir. Buna görə nisbi metodoloji səhv bərabər olacaqdır

Qurğuların diaqrama uyğun olaraq işə salınması (Şəkil 9.3, b) R X-də istifadə edilməlidir

.

Ədəbiyyat 1 əsas, 3 əsas

Nəzarət sualları:

1. Dəyişən cərəyanların və gərginliklərin ölçülməsinin xüsusiyyətləri hansılardır?

2. AC cərəyanlarını və gərginliklərini ölçmək üçün hansı üsullardan istifadə etmək olar?

3. Müqavimət dolayı yolla necə ölçülür?

Mühazirə 10. DC və AC dövrələrində gücün və enerjinin ölçülməsi.Gücün ölçülməsi.Reaktiv gücün ölçülməsi, alternativ cərəyan sxemlərində güc əmsalı.

DC və AC dövrələrində güc və enerjinin ölçülməsi

Hal-hazırda sabit cərəyan gücünü və enerjisini, bir fazalı və üç fazalı AC-nin aktiv gücünü və enerjisini, üç fazalı AC-nin reaktiv gücünü və enerjisini, ani gücü və elektrik enerjisinin miqdarını çox geniş diapazonda ölçmək lazımdır. Beləliklə, birbaşa və tək fazalı alternativ cərəyanın gücü 10 -18 ilə 10 10 Vt aralığında ölçülür və aşağı həddi radiotexniki qurğuların yüksək tezlikli alternativ cərəyan gücünə aiddir. DC və AC güc ölçmələrinin tələb olunan dəqiqliyi müxtəlif tezlik diapazonları üçün fərqlidir. Kommersiya tezliyinin birbaşa və alternativ bir fazalı və üç fazalı cərəyanı üçün xəta ± (0,01-0,1)% daxilində olmalıdır; ultra yüksək tezliklərdə xəta daha yüksək ola bilər ± (1 - 5 %).

Gücün ölçülməsi

Bir fazalı birbaşa və alternativ cərəyan sxemlərində gücü ölçmək üçün elektrodinamik və ferrodinamik vattmetrlərdən istifadə olunur.

Sənaye və yüksək tezliklərdə (5000 Hz-ə qədər) birbaşa və alternativ cərəyan gücünün dəqiq ölçülməsi üçün elektrodinamik vattmetrlər 0,1-0,5 dəqiqlik siniflərinin portativ cihazları şəklində istehsal olunur.

Sənaye və ya daha yüksək sabit tezliklərin (400, 500 Hz) alternativ cərəyan sxemlərində sənaye şəraitində gücü ölçmək üçün 1,5-2,5 dəqiqlik siniflərinin panelli ferrodinamik vattmetrləri istifadə olunur.

Yüksək tezliklərdə gücü ölçmək üçün termoelektrik və elektron vattmetrlərdən istifadə olunur.

Ultra yüksək tezliklərdə aşağı gücləri ölçərkən, elektrometrlərdən istifadə etmək mümkündür.

Yüksək cərəyanlarda və gərginliklərdə gücü ölçmək üçün vattmetrlər adətən ölçmə cərəyanı və gərginlik transformatorları vasitəsilə birləşdirilir.

Birbaşa və bir fazalı alternativ cərəyanın gücünü ölçmək üçün dolayı üsullar da istifadə olunur. DC gücü iki alətdən istifadə etməklə müəyyən edilə bilər: bir ampermetr və voltmetr və bir fazalı AC gücü üç alətdən istifadə etməklə müəyyən edilə bilər: ampermetr, voltmetr və faza sayğacı (və ya güc faktoru sayğacı). Qurğuları birləşdirən müxtəlif sxemlərlə, gücün ölçülməsində metodoloji səhvlərin dəyərləri cihazların müqavimətinin və yükün nisbətindən (vattmetrin səhvlərinə bənzər) fərqli olur. Gücü dolayı olaraq ölçərkən, iki və ya üç cihazdan eyni vaxtda oxunuşlar aparmaq lazımdır. Bundan əlavə, bu, alətlərin instrumental səhvlərinin cəminə görə ölçmə dəqiqliyini azaldır. Məsələn, birbaşa tək fazalı AC gücünün ölçülməsi ən kiçik ±0,1% xəta ilə aparıla bilər, dolayı güc ölçüləri isə yalnız ±0,5 ən kiçik xəta ilə güc amilini ölçə bilər. %, və buna görə də ümumi xəta ±0,5%-i keçəcək.

DC enerjisinin ölçülməsi DC sayğaclarından istifadə etməklə həyata keçirilir.

E
Bir fazalı alternativ cərəyanın enerjisi induksiya elektrik enerjisi sayğacları ilə ölçülür.

Şəkil 10. 1 - Elektrodinamik sistemin vattmetri üçün əlaqə diaqramı.

Elektrik enerjisi, hərəkət edən hissələri olmayan elektron elektrik sayğacları ilə də ölçülə bilər. Belə sayğaclar daha yaxşı metroloji xüsusiyyətlərə və daha yüksək etibarlılığa malikdir və elektrik enerjisini ölçmək üçün perspektivli vasitədir. Bir fazalı alternativ cərəyan sxemlərində reaktiv güc və enerji ölçmələri adətən yalnız laboratoriya tədqiqatlarında aparılır. Bu halda reaktiv güc kimi başa düşülür Q = UI günah f. Bir fazalı dövrənin reaktiv gücünü 90-a bərabər olan bu dövrənin cərəyan və gərginlik vektorları arasında faza sürüşməsini əldə etmək üçün ya üç alətdən (dolayı metod) və ya mürəkkəb paralel dövrə dövrə malik xüsusi vattmetrdən istifadə etməklə ölçmək olar. °.

AC dövrələrində güc ölçülə bilər:

1) dolayı yolla ampermetr, voltmetr, faza sayğacından istifadə etməklə:

P = U · I · cos ?

2) birbaşa elektrodinamik (ferrodinamik) sistemin vattmetrindən istifadə etməklə (Şəkil 1). Bir fazalı alternativ cərəyan dövrəsində aktiv gücün dəyərləri düsturla müəyyən edilir:

burada U qəbuledicinin gərginliyi, V; I – qəbuledicinin cərəyanı, A;  - gərginlik və cərəyan arasında faza sürüşməsi.

Formuladan aydın olur ki, bir fazalı alternativ cərəyan dövrəsindəki gücü üç cihazı işə salmaqla dolayı olaraq təyin etmək olar: ampermetr, voltmetr və faza sayğacı.

Üç fazalı dövrələrdə aktiv gücün və enerjinin ölçülməsi

Üç fazalı sistem üçün, yükə qoşulma diaqramından (üç və ya ulduz) asılı olmayaraq, ani güc dəyəri R sistem fərdi fazaların ani güc dəyərlərinin cəminə bərabərdir: p=p 1 +p 2 +p 3

Aktiv güc R və enerji W vaxt intervalına görə At müvafiq olaraq ifadələrlə müəyyən edilir:

düyü. 10.2. Bir ulduz (a) və üçbucaq (b) ilə yük açıldıqda bir vattmetr ilə üç fazalı bir dövrədə aktiv gücün ölçülməsi sxemi

Harada U f, I f - faza gərginlikləri və cərəyanları; cos?- - yük fazalarında cərəyan və gərginlik arasında faza sürüşmə bucağının kosinusu; T- alternativ gərginliyin dəyişmə müddəti.

Bütün faza və xətti gərginliklərin, cərəyanların və gərginliklər və cərəyanlar arasında faza sürüşmə bucaqlarının bərabər olduğu simmetrik üç fazalı sistem üçün bu tənliklər aşağıdakı formanı alacaq:

Р=3U f I f cos ? = cos ? L = U n l a cos ? ,

W=3 U f I f

Harada: U l , I l - xətti gərginliklər və cərəyanlar; cos? - yük fazasında cərəyan və gərginlik arasında faza sürüşmə bucağının kosinusu. Yükü bir ulduzla birləşdirərkən (Şəkil 10.2, a) ani güc səh = u AN i A + u BN i B + u CN i c , Harada u AN , u BN , u CN - faza gərginliklərinin ani dəyərləri; i A , i B , i c - faza cərəyanlarının ani dəyərləri. Nəzərə alsaq ki, i A + i B + i C = 0 və U B İLƏ = = u BN - u CN , u AB = u AN - u BN Və u SA = u CN - u AN , Üç fazalı sistemin ani güc dəyəri üçün tənlik üç formada təqdim edilə bilər: səh= u A.C. i A - u B.C. i B ; səh = u AB i A - u C.B. i c ; R= u B.A. i B - u C.A. i c .

Yuxarıdakı tənliklərdən aydın olur ki, gücü və buna görə də üç fazalı sistemin enerjisini ölçmək üçün bir cihaz, iki cihaz və ya üç cihaz istifadə edilə bilər. Bir cihaz metodu P = 3U f I f cos ifadələrinin istifadəsinə əsaslanır ? və simmetrik üç fazalı sistemlərdə istifadə olunur. Cərəyanların, gərginliklərin və faza sürüşmə açılarının dəyərləri eyni olmayan asimmetrik bir sistemdə iki alətli üsul istifadə olunur.

Nəhayət, ən ümumi vəziyyətdə, o cümlədən dörd telli asimmetrik sistemdə üç cihaz üsulu istifadə olunur.

Gücün ölçülməsi üsullarına baxaq, bu da enerjinin ölçülməsi üsulları haqqında fikir verir.

Bir cihaz üsulu.Üç fazalı sistem simmetrikdirsə və yük fazaları əlçatan sıfır nöqtəsi olan bir ulduzla bağlanırsa, Şəkil 1-dəki diaqrama uyğun olaraq bir fazalı vattmetr bağlanır. 10.2, A və bir fazanın gücünü ölçün. Bütün sistemin gücünü əldə etmək üçün vattmetr oxunuşları üç dəfə artır. Yük fazalarını üçbucaqla birləşdirərkən gücü də ölçə bilərsiniz, lakin bir şərtlə ki, vattmetrin seriyalı sarğı yük fazalarından birinə qoşula bilər (şəkil 10.2, b).

Yük əlçatmaz sıfır nöqtəsi olan bir üçbucaq və ya ulduzla birləşdirilirsə, onda aktiv müqaviməti olan iki əlavə rezistordan istifadə edərək yaradılan süni sıfır nöqtəsi olan bir vattmetrdən istifadə edin (Şəkil 10.3, a). Ri Və R.2. Bu halda lazımdır ki R l = R 2 = Ru(Mən və-vattmetrin paralel dövrəsinin müqaviməti). Şəkildə. 10.3, bŞəkildəki diaqrama uyğun vektor diaqramını göstərir. 10.3, A. Gərginliklər U AN , V BN və paralel sarğıda U cw və süni sıfır nöqtəsini təşkil edən rezistorlar faza gərginliklərinə bərabərdir, vattmetr oxunuşu P=U AN I A çünki?.

düyü. 10.3. Süni sıfır nöqtəsi (a) və vektor diaqramı (b) ilə üç fazalı dövrədə aktiv gücün ölçülməsi sxemi.
Vattmetr bir fazanın gücünü göstərdiyindən, bütün sistemin gücünü almaq üçün vattmetrin oxunuşu üç dəfə artırılmalıdır. Yükü bir ulduzla birləşdirərkən də eyni şey olacaq.

Bu sxem sayğacın paralel dövrəsinin yüksək endüktansına görə enerjini ölçmək üçün istifadə edilmir.

İki cihaz üsulu. Bu üsul asimmetrik üç telli üç fazalı cərəyan dövrələrində istifadə olunur. İki cihazı birləşdirmək üçün üç variant var (Şəkil 10.4, a - c). Bu sxemlərdən istifadə edərək vattmetrlərin işinin təhlili göstərir ki, faza yükünün xarakterindən asılı olaraq, vattmetrlərin hər birinin oxunuşunun işarəsi dəyişə bilər. Bu vəziyyətdə üç fazalı sistemin aktiv gücü hər iki vattmetrin oxunuşlarının cəbri cəmi kimi müəyyən edilməlidir.

düyü. 10.4. Üç fazalı şəbəkənin aktiv gücünü ölçmək üçün iki vattmetri birləşdirmək üçün sxemlər.

Üç alətli üsul. Bu vəziyyətdə, asimmetrik bir yük neytral naqilli bir ulduz tərəfindən işə salındıqda, yəni asimmetrik üç fazalı dörd telli sistem olduqda, Şekil 1-dəki diaqrama uyğun olaraq birləşdirilən üç vattmetr istifadə olunur. 10.5. Bu əlaqə ilə vattmetrlərin hər biri bir fazanın gücünü ölçür. Sistemin ümumi gücü vattmetr oxunuşlarının arifmetik cəmi kimi müəyyən edilir.

düyü. 10.5. Üç vattmetr ilə aktiv gücün ölçülməsi sxemi.

Laboratoriya praktikasında əsasən bir, iki və üç alətli üsullardan istifadə olunur. Sənaye şəraitində ümumi hərəkət edən hissəyə malik iki (iki elementli) və ya üç (üç elementli) birfazalı ölçmə mexanizmlərinin bir cihazında birləşmə olan iki və üç fazalı vattmetrlər və sayğaclar istifadə olunur. bütün elementlərin ümumi fırlanma momenti ilə hərəkət edir.

düyü. 10.6. Simmetrik üç fazalı şəbəkədə reaktiv gücün ölçülməsi üçün vattmetrin (a) əlaqə diaqramı və vektor diaqramı (b).

Üç fazada reaktiv gücün və enerjinin ölçülməsizəncirlər

Üç fazalı şəbəkənin reaktiv gücünü (enerjisini) müxtəlif yollarla ölçmək olar: xüsusi sxemlərə uyğun olaraq qoşulmuş şərti vattmetrlərdən (metrlərdən) istifadə etməklə və reaktiv vattmetrlərdən (metrlər) istifadə etməklə.

Üç fazalı şəbəkənin tam simmetriyası ilə reaktiv gücü Şəkil 1-dəki diaqrama uyğun olaraq qoşulmuş bir vattmetr ilə ölçmək olar. 10.6, A. Vattmetr oxunuşları (Şəkil 10.6-dakı vektor diaqramını nəzərə alaraq, b) P= U B.C. I A çünki? 1 = U l I l cos (90°-ph 1) = U l I l sin? 1

Bütün sistemin reaktiv gücünü müəyyən etmək üçün vattmetr oxunuşları vurulur.

Bir vattmetr olan bir dövrə, sistemin cüzi asimmetriyası ilə belə, böyük səhvlər yaradır. Ən yaxşı nəticələr reaktiv gücü iki vattmetrlə (şək. 10.7) və vattmetrin oxunuşlarının cəmini ölçərkən əldə edilir. P 1 + P 2 = U B.C. I A cos ? 1 + U AB I c çünki? 2

düyü. 10.7. Asimmetrik üç fazalı dövrədə reaktiv gücü ölçərkən iki vattmetrin birləşdirilməsi sxemi.

Üç fazalı sistemin gücünü əldə etmək üçün vattmetr oxunuşlarının cəminə vurulur. .

Üçbucaqlı dövrə görə yük açıldıqda, cihazlar (vatmetrlər və ya metrlər) Şəkil 1-də göstərildiyi kimi açılır. 10.6, A və 10.7.

Üç telli və dörd telli asimmetrik şəbəkələrdə reaktiv gücü və enerjini ölçərkən bir üç elementli cihaz və ya üç cihaz (vatmetr və ya sayğac) istifadə edilə bilər - Şəkil 2. 10.8, A. Xüsusi bir hal üçün ölçmə imkanının sübutunu nəzərdən keçirəcəyik. Şəkildə göstərildiyi kimi paralel sarımlar qoşulduqda faza fırlanma nəzərə alınmaqla alət oxunuşlarının cəmi. 10.8, a P 1 + P 2 + P 3 = U B.C. I A cos y 1 + + U C.A. I B cos y 2 + U AB I C cos y 3 .

Vektor diaqramından (şək. 15-15.6) tapırıq? 1 = 90°- ? 1 ; ? 2 = 90°-? 2 ; ? z = 90°-? 3.

Çünki U AB = U B.C. = U C.A. = sən onda R 1 + R 2 + Rz=i l (I A günah ? 1 + I B günah? 2 + Iс günah? 3 .

Sistemin reaktiv gücünü tapmaq üçün vattmetr oxunuşlarının cəmini bölmək lazımdır
.

düyü. 10.8. Üç fazalı (dörd telli) şəbəkənin reaktiv gücünü ölçmək üçün üç vattmetrin (a) əlaqə diaqramı və vektor diaqramı (b).

Ədəbiyyat 1 baza, 3 baza,

Nəzarət sualları:

1. Üç fazalı dövrədə aktiv gücü hansı üsullarla ölçmək olar?

2. İnduksiya elektrik sayğacının cihazları və iş prinsipi?

3. Elektrodinamik sistemin vattmetrinin cihazları və iş prinsipi?

4. cos dəyərini necə təyin etmək olar üç fazalı dövrədə?
Mühazirə11. Ölçməelektrikmiqdarlarosiloskop.Elektron şüasıosiloskoplar

Katod şüa osiloskopları

Katod şüa osiloskopları tədqiq olunan elektrik siqnallarının formalarının vizual müşahidəsi üçün nəzərdə tutulmuş alətlərdir. Bundan əlavə, osiloskoplar tezliyi, dövrü və amplitudu ölçmək üçün istifadə edilə bilər.

Elektron osiloskopun əsas hissəsi televiziya kineskopunu xatırladan katod şüa borusudur (Şəkil 11.1-ə baxın).

Boru ekranı (8) içəridən fosforla örtülmüşdür - elektronların təsiri altında parlaya bilən bir maddə. Elektronların axını nə qədər çox olarsa, ekranın düşdüyü hissənin parıltısı bir o qədər parlaq olar. Elektronlar, ekranın qarşısındakı borunun sonunda yerləşən sözdə elektron silah tərəfindən buraxılır. O, qızdırıcıdan (filament) (1) və katoddan (2) ibarətdir. “Silah” və ekran arasında ekrana doğru uçan elektronların axını tənzimləyən modulyator (3), elektron şüasının lazımi sürətləndirilməsini və onun fokuslanmasını yaradan iki anod (4 və 5) və iki elektronların üfüqi Y ( 6) və şaquli X (7) oxları boyunca əyilməsinin köməyi ilə cüt plitələr.

Şəkil 11.1. Katod şüa boru cihazları.

Katod şüa borusu aşağıdakı kimi işləyir:

Filamana alternativ bir gərginlik verilir, modulyatora sabit bir gərginlik verilir, polarite katoda nisbətən mənfi və anodlar müsbətdir və birinci anoddakı gərginlik (fokuslama) ikincidən əhəmiyyətli dərəcədə azdır. (sürətləndirici). Bükülmə plitələri həm elektron şüasının ekranın mərkəzinə nisbətən istənilən istiqamətə sürüşməsinə imkan verən sabit gərginliklə, həm də bu və ya digər uzunluqda skan xəttini yaradan alternativ gərginliklə təmin edilir (Px lövhələri), eləcə də tədqiq olunan vibrasiyaların formasını ekranda “çəkmək” (Pu plitələr) .

Ekranda təsvirin necə alındığını təsəvvür etmək üçün boru ekranını dairə şəklində təsəvvür edək (baxmayaraq ki, boru düzbucaqlı ola bilər) və onun içərisinə əyilmə lövhələri yerləşdirək (bax Şəkil 11.2). Px üfüqi plitələrinə mişar dişi gərginliyi tətbiq etsəniz, ekranda parlaq bir üfüqi xətt görünəcək - bu, tarama xətti və ya sadəcə tarama adlanır. Onun uzunluğu mişar dişinin gərginliyinin amplitudasından asılıdır.

İndi Px plitələrinə tətbiq olunan mişar dişi gərginliyi ilə eyni vaxtda sinusoidal formanın alternativ gərginliyi, məsələn, başqa bir cüt plitə (şaquli - Pu) tətbiq edilərsə, tarama xətti formaya uyğun olaraq tam olaraq "əyilir". salınımları yoxlayın və ekranda bir şəkil "çəkin".

Sinusoidal və mişar dişi salınımlarının dövrləri bərabər olarsa, ekranda sinusoidin bir dövrünün şəkli göstərilir. Əgər dövrlər qeyri-bərabərdirsə, onların dövrləri mişar dişi süpürmə gərginliyinin salınma dövrünə uyğun gələn qədər tam rəqslər ekranda görünəcək. Osiloskopda süpürmə tezliyinin tənzimlənməsi var, onun köməyi ilə ekranda öyrənilən siqnalın istənilən salınım sayı əldə edilir.

Şəkil 11.2. Osiloskopun blok diaqramı.

Şəkildə osiloskopun blok diaqramı göstərilir. Bu gün müxtəlif dizayn və təyinatlı çoxlu sayda osiloskoplar mövcuddur. Onların ön panelləri (idarəetmə panelləri) fərqli görünür, idarəetmə düymələrinin və açarların adları bir qədər fərqlidir. Ancaq hər hansı bir osiloskopda minimum tələb olunan komponentlər dəsti var, onsuz işləyə bilməz. Bu əsas komponentlərin məqsədini nəzərdən keçirək (bax Şəkil 11.3.). C 1-68 osiloskopunun nümunəsindən istifadə etməklə.

Sxem aşağıdakı kimi işləyir.

güc qurğusu

Enerji təchizatı elektron osiloskopun bütün komponentlərinin işləməsi üçün enerji təmin edir. Enerji təchizatının girişi alternativ gərginlik alır, adətən 220 V. Onda müxtəlif ölçülü gərginliklərə çevrilir: katod şüa borusunun filamentini gücləndirmək üçün alternativ 6,3 V, gücləndiriciləri gücləndirmək üçün birbaşa gərginlik 12-24 V. və generator, son üfüqi və şaquli şüa əyilmə gücləndiricilərini gücləndirmək üçün təxminən 150 V, elektron şüasını fokuslamaq üçün bir neçə yüz volt və elektron şüasını sürətləndirmək üçün bir neçə min volt.

Enerji təchizatından, güc açarına əlavə olaraq, osiloskopun ön panelində aşağıdakı tənzimləyicilər yerləşir: "FOCUS" və "PARLAKLIK." Bu düymələri çevirməklə, birinci anoda və modulyatora verilən gərginlik dəyişir. Birinci anodda gərginlik dəyişdikdə, elektrostatik sahənin konfiqurasiyası dəyişir, bu da elektron şüasının eninin dəyişməsinə səbəb olur. Modulyatorda gərginlik dəyişdikdə elektron şüasının cərəyanı dəyişir (elektronların kinetik enerjisi dəyişir), bu da ekranın fosforunun parlaqlığının dəyişməsinə səbəb olur.

Skan generatoru

Tezliyi təxminən (addımlarla) və hamar bir şəkildə dəyişdirilə bilən bir mişar dişi gərginliyi istehsal edir. Osiloskopun ön panelində onlar “KOA TEZLİK” (və ya “MƏRQƏLƏ DURATION”) və “SOFT TEQUENCY” adlanır. Generatorun tezlik diapazonu çox genişdir - herts vahidlərindən megahertz vahidlərinə qədər. Aralıq açarının yaxınlığında mişar dişi salınımlarının müddəti (müddəti) üçün dəyərlər var.

Şəkil 11.3. Osiloskopun dizaynı C 1-68.

Şəkildə: VA - giriş attenuatoru; VK - gücləndiricinin giriş mərhələsi; PU - əvvəlcədən gücləndirici; LZ - gecikmə xətti; VU - çıxış gücləndiricisi; K - kalibrator; SB - bloklama sxemi; UP - arxa işıq gücləndiricisi; SS - sinxronizasiya sxemi; GR - süpürmə generatoru; CRT - katod şüa borusu.

Üfüqi kanal gücləndiricisi

Skan generatorundan siqnal üfüqi əyilmə kanalının (X kanalı) gücləndiricisinə verilir. Bu gücləndirici elektron şüasının bütün ekran boyunca əyildiyi belə bir mişar dişi gərginlik amplitüdünü əldə etmək üçün lazımdır. Gücləndiricidə tarama xəttinin uzunluğuna nəzarət var, osiloskopun ön panelində "GAIN X" və ya "AMPLITUDE X" adlanır və skan xəttinin üfüqi yerdəyişməsi üçün idarəetmə var.

Şaquli kanal

O, bir giriş zəiflədicisindən (giriş siqnalı bölücü) və iki gücləndiricidən ibarətdir - ilkin və yekun. Attenuator, tədqiq olunan vibrasiyaların amplitudasından asılı olaraq nəzərdən keçirilən təsvirin istədiyiniz amplitudasını seçməyə imkan verir. Giriş zəiflədici açarından istifadə etməklə siqnalın amplitüdünü azaltmaq olar. Bundan əlavə, şaquli əyilmə kanalının girişində açar 1 var, onun köməyi ilə tədqiq olunan siqnalın DC komponentini gücləndiriciyə verə bilərsiniz və ya izolyasiya kondansatörünü yandıraraq ondan xilas ola bilərsiniz. Bu, öz növbəsində, osiloskopdan DC gərginliklərini ölçməyə qadir olan DC voltmetr kimi istifadə etməyə imkan verir. Üstəlik, Y kanalının giriş empedansı olduqca yüksəkdir - 1 MOhm-dən çox.

Süpürmə generatorunda başqa bir keçid var - süpürmə rejimi açarı. O, həmçinin osiloskopun ön panelində göstərilir (blok diaqramda göstərilmir). Süpürgə generatoru iki rejimdə işləyə bilər: avtomatik rejimdə - müəyyən bir müddətdə mişar dişi gərginliyi yaradır və gözləmə rejimində - giriş siqnalının gəlməsini "gözləyir" və görünəndə işə başlayır. Bu rejim təsadüfi görünən siqnalları öyrənərkən və ya nəbzin parametrlərini öyrənərkən, onun qabaqcıl kənarı taramanın əvvəlində olmalıdır. Avtomatik rejimdə süpürgənin istənilən yerində təsadüfi siqnal görünə bilər ki, bu da müşahidə etməyi çətinləşdirir. Nəbz ölçmələri zamanı gözləmə rejimindən istifadə etmək məsləhətdir.

Sinxronizasiya.

Süpürgə generatoru ilə siqnal arasında heç bir əlaqə yoxdursa, o zaman süpürmə başlayacaq və siqnal müxtəlif vaxtlarda görünəcək, osiloskopun ekranındakı siqnalın təsviri ya bir istiqamətdə, ya da digər istiqamətdə hərəkət edəcək - fərqdən asılı olaraq siqnalın və süpürmənin tezliklərində. Görünüşü dayandırmaq üçün generatoru "sinxronlaşdırmaq" lazımdır, yəni. süpürmə başlanğıcının Y girişində (məsələn, sinusoidal) dövri siqnalın görünməsinin başlanğıcı ilə üst-üstə düşəcəyi bir iş rejimi təmin edin. Üstəlik, generator həm daxili siqnaldan (şaquli əyilmə gücləndiricisindən götürülür), həm də "SYNC INPUT" rozetkalarına verilən xarici siqnaldan sinxronlaşdırıla bilər. S2 - INTERNAL - EXTERNAL açarından istifadə edərək bu və ya digər rejimi seçin. sinxronizasiya (blok diaqramda keçid “daxili sinxronizasiya” mövqeyindədir).

Sinxronizasiya prinsipi 11.4-cü diaqramda izah olunur.

Yüksək tezlikli siqnalları müşahidə etmək üçün, onların tezliyi osiloskop gücləndirmə kanallarının əsas mümkün tezliyindən dəfələrlə yüksək olduqda, stroboskopik osiloskoplardan istifadə olunur.

Aşağıdakı diaqram stroboskopik osiloskopun iş prinsipini izah edir.

Osiloskop aşağıdakı kimi işləyir: Yoxlanılan u(t) gərginliyinin hər dövründə, süpürmə generatorunu işə salan sinxronizasiya impulsu Uc yaranır. Skan generatoru mişar dişi gərginliyi yaradır, bu gərginlik pilləli artan (U ilə) gərginliklə müqayisə edilir (diaqram Şəkil 11.4-ə baxın). Gərginlik bərabərliyi anında bir strobe nəbzi əmələ gəlir və strobe nəbzinin hər bir sonrakı dövrü əvvəlkinə nisbətən t dəyəri ilə artır. Strob nəbzinin gəlişi anında nümunə götürmə nəbzi əmələ gəlir. Onun amplitudası tədqiq olunan siqnalın amplitudasına bərabərdir və osiloskopun ekranında göstərilir. Beləliklə, ekranda impulslar şəklində bir görüntü əldə edilir, amplituda zərfi tədqiq olunan siqnala uyğundur, yalnız zamanla "uzanır". Stroboskopik osiloskoplar televiziya, radar və digər yüksək tezlikli avadanlıqlarda istifadə olunur.

Şəkil 11.4. Sinxronizasiya prinsipinin diaqramı.
Ədəbiyyat 1 əsas, 3 əsas, 3 əlavə

Nəzarət sualları:

1. Osiloskoplar hansı prinsipə görə təsnif edilir?

Katod şüa osiloskopunun əsas funksional hissələri?
Niyə osiloskoplardan geniş istifadə olunur?
Katod şüa borusu necə işləyir?
Osiloskop hansı elektrik kəmiyyətlərini ölçmək üçün istifadə edilə bilər?
ELO istifadə edərək elektrik kəmiyyətlərini ölçərkən tezlik sinxronizasiyası nə adlanır?

Mühazirə 12. Qeyri-elektrik kəmiyyətlərin ölçülməsi.Qeyri-elektrik kəmiyyətlərin sensorları.Qeyri-elektrik kəmiyyətləri elektrik kəmiyyətlərinə çevirənlər və onların təsnifatı.

Qeyri-elektrik kəmiyyətlərin ölçülməsi

Qeyri-elektrik kəmiyyətlər elmi tədqiqatlar zamanı, məsələn, yeni fiziki hadisələrin, kosmosun, okeanın, yerin dibinin öyrənilməsi zamanı, maddələrin və yeni materialların tərkibi və xassələri müəyyən edilərkən, texnoloji istehsalın monitorinqi və idarə olunması zamanı ölçülməlidir. proseslər, məhsulların keyfiyyətinə nəzarət zamanı və s.

Kənd təsərrüfatı, tibb və ətraf mühitin mühafizəsi xidmətləri çoxlu sayda qeyri-elektrik kəmiyyətləri ölçməlidir.

Sənaye tərəfindən istehsal olunan və qeyri-elektrik kəmiyyətlərin ölçülməsi üçün nəzərdə tutulmuş müxtəlif elektrik ölçmə vasitələrinin siyahısı çox genişdir.

Həm istehsal olunan ölçmə vasitələrinin müxtəlifliyi, həm də ölçülməsi lazım olan qeyri-elektrik kəmiyyətlərin çoxluğu səbəbindən bu kəmiyyətlərin hamısının, hətta əhəmiyyətli bir hissəsinin ölçülməsini nəzərə almaq mümkün deyil. Buna görə də burada sənaye və elmi tədqiqatlarda ən çox rast gəlinən kəmiyyətlərin yalnız bəzilərinin ölçülməsi nəzərdə tutulur. Məsələn, temperaturun ölçülməsi, qaz və maye mühitin konsentrasiyasının, maye və qazların təzyiqinin müəyyən edilməsi zərurəti kimya sənayesində, qaz və neft sənayesində, metallurgiyada, istilik energetikasında, qida sənayesində, kənd təsərrüfatında, tibbdə, ətraf mühitin mühafizəsində rast gəlinir. xidmətlər və s..

Qeyri-elektrik kəmiyyətlərin sensorları

Qeyri-elektrik kəmiyyətlərin elektrik ölçüləri üçün xüsusi sensorlar istifadə olunur. Onların fəaliyyət prinsipi müxtəlif fiziki hadisələrə əsaslanır. Əsas ixtisas xarakteristikası sensorların ölçülməsi və qurulmasının əsas fiziki prinsipidir.

R
davamlı sensorlar– ölçülmüş dəyəri ohmik müqavimətə çevirin. Çox vaxt belə sensorlar yerdəyişmələri ölçmək, maye səviyyəsini ölçmək və s. üçün istifadə olunur. Birinci mərhələdə ölçülmüş dəyər dəyişən rezistor mühərrikinin hərəkətinə çevrilir. Rezistiv sensorun ümumi görünüşü və işləmə xüsusiyyətləri şəkildə göstərilmişdir.

Bu halda, R1+R2=R 0.

Əgər X-i mühərrikin bucaq və ya xətti hərəkəti kimi təyin etsək, onda: .

Rezistiv çeviricilər tətbiq olunan qüvvənin 10 -2 N olduğu sistemlərdə istifadə olunur. Hərəkətin miqdarı 2 mm-dir. Güc tezliyi 5 Hz.

Hüceyrələri yükləyin– mexaniki gərginlikləri öyrənmək üçün istifadə olunur.

Ən sadə gərginlikölçən, üzərinə çox kiçik diametrli 0,02...0,03 mm tel yapışdırılmış plyonkadır. Etiket eni – a; Tel uzunluğu - l. Sensor tədqiq olunan səthə bərkidilir. Deformasiya edildikdə, telin uzunluğu dəyişir və nəticədə onun müqaviməti. Bu dəyişikliklər obyektin deformasiyasını qiymətləndirmək üçün istifadə olunur. Sensorun şəkli aşağıda göstərilmişdir.

Piezo müqavimətli çeviricilər təzyiq və deformasiya qüvvələri.

Sensor quruluşu belədir: metallaşdırılmış plitələr arasında piezo-həssas element var. Plitələrə güc tətbiq etsəniz, elementin müqaviməti dəyişəcək (praktikada bu dəyişikliklər bir neçə dəfə baş verir). Müqavimətdəki dəyişiklik tətbiq olunan qüvvə və ya deformasiyanı qiymətləndirmək üçün istifadə olunur. Sensor quruluşu şəkildə göstərilmişdir.

Sensor ölçüləri: hündürlük
Statik müqavimət Rstat=10…10 8 Ohm.

Maqnetoelastik sensorlar– böyük qüvvələri ölçmək üçün istifadə olunur (F=10 5 ...10 6 N). Sensor aşağıdakı kimi dizayn edilmişdir: İki qarşılıqlı perpendikulyar rulon yüksək sərtliyə malik dielektrik materiala daxil edilmişdir. Birinci bobinə alternativ bir gərginlik tətbiq edilərsə, ikinci bobdə sıfıra bərabər bir emf induksiya ediləcək. Sensora bir qüvvə tətbiq edildikdə, material deformasiya olunur, bunun nəticəsində rulonların məkan mövqeyi dəyişir və ikinci rulonda sıfırdan fərqli bir emf görünür. Sensor quruluşu şəkildə göstərilmişdir.

Elektromaqnit yerdəyişmə və gərginlik sensorları

Bu sensorların iş prinsipi maqnit axınının qarşılıqlı təsirinə əsaslanır. Yerdəyişmə və ya deformasiyanın miqdarı induktor bobinindəki cərəyanın dəyişməsi ilə mühakimə olunur. Şəkildə elektromaqnit sensorların müxtəlif diaqramları göstərilmişdir.

Şəkil a xətti yerdəyişmə sensorunu göstərir. Şəkil b açısal yerdəyişmələri göstərir. Ölçmələrin dəqiqliyini artırmaq üçün transformatorun əlaqə sxemi (şəkil 12.1, c) və diferensial sxem (şəkil 12.1, d) istifadə olunur.

Şəkil 12.1. Elektromaqnit yerdəyişmə və gərginlik sensorları

Qeyri-elektrik kəmiyyətləri elektrik kəmiyyətlərinə çevirənlər və onların təsnifatı

Təyinatlarına görə enerji təchizatı mexaniki, istilik, kimyəvi, maqnit, bioloji və digər fiziki kəmiyyətlərin çeviricilərinə bölünür.

Generator çeviricisinin işləmə prinsipi müvafiq ölçülmüş kəmiyyətin enerjinin elektrik formasına çevrilməsini təmin edən bu və ya digər fiziki hadisəyə əsaslanır. Generator çeviricilərinin qurulması üçün istifadə edilən bu fiziki təsirlərdən ən mühümləri Cədvəl 12.1-də, onların texniki həyata keçirilməsinin prinsipləri isə Şəkil 12.1-də göstərilən sxemlərlə təsvir edilmişdir.

İş prinsipinə görə, enerji təchizatı generator və parametrik bölünür.

Konvertorun həyata keçirilməsi termoelektrik effekt(termocüt), müxtəlif kimyəvi təbiətli iki keçirici M1 və M2 ehtiva edir (Şəkil 1.3,a). Keçiricilərin bir 01 qovşağının (qovşağının) temperaturu digərinin 02 temperaturundan fərqli edilirsə, dövrədə bir termoEMF meydana çıxacaq, bu da birləşmə temperaturlarının funksiyalarında fərqdir. ThermoEMF E sabit temperaturda 02 ölçülmüş temperatur 01 ilə mütənasib olacaq (termocütün müvafiq işləməyən qovşağı, məsələn, 0 ° C-ə bərabər sabit temperaturu olan bir mühitdə yerləşdirilir).

Cədvəl 12.1

Konvertorda piroelektrik effekti ilə piroelektriklər adlanan bəzi kristallar (məsələn, triglisin sulfat) temperaturlarından asılı olaraq kortəbii elektrik qütbləşməsinə məruz qalırlar. Bu halda, çeviricinin iki əks səthində bu qütbləşməyə mütənasib olaraq əks işarəli elektrik yükləri görünür (Şəkil 12.3b).

Kristal tərəfindən udulmuş radiasiya axını onun temperaturunun artmasına və kondansatör terminallarında gərginliyin dəyişməsi ilə müəyyən edilən polarizasiyanın müvafiq dəyişməsinə səbəb olur. Konvertorda iləpiroelektriktəsiri piroelektrik kristalda, məsələn, kvarsda mexaniki gərginliyin dəyişməsi deformasiyaya gətirib çıxarır, kristalın əks üzlərində əks işarəli bərabər ölçülü elektrik yüklərinin görünməsinə səbəb olur (Şəkil 12.3c). Beləliklə, güc və ya ona azaldılmış kəmiyyətlərin ölçülməsi (təzyiq, sürətlənmə) piroelektrik terminalları arasında gərginliyin ölçülməsi ilə həyata keçirilir.

Bir çevirici istifadə edərək elektromaqnit induksiyası fenomeni, Dirijor sabit bir maqnit sahəsində hərəkət edərkən, onun hərəkət sürəti və maqnit axınının dəyəri ilə mütənasib bir EMF görünür (Şəkil 12.3d). Dəyişən bir maqnit sahəsi stasionar qapalı döngəyə məruz qaldıqda, onda maqnit axınının dəyişmə sürətinə bərabər dəyərdə (və işarənin əksinə) bir emf induksiya edilir. Bir maqnit sahəsinin mənbəyi (məsələn, bir maqnit) stasionar bir dövrəyə nisbətən hərəkət etdikdə, bir EMF də həyəcanlanacaq. Beləliklə, elektromaqnit induksiyanın EMF-nin ölçülməsi elektromaqnit çeviricinin hərəkət edən elementinə mexaniki olaraq qoşulmuş obyektin hərəkət sürətini təyin etməyə imkan verir.

Şəkil 12.2 - Qeyri-elektrik kəmiyyətlərin ölçü çeviricilərinin elektrikə təsnifatı.

Dönüştürücülər, həmçinin təzahürlərində fərqli olan, lakin onların meydana gəlməsinin ümumi səbəbi ilə birləşən fotoelektrik effektlərdən istifadə edirlər - işığın təsiri altında bir maddədə elektrik yüklərinin buraxılması və ya daha çox dalğa uzunluğu birdən az olan elektromaqnit şüalanması. həssas materialın xarakterik xüsusiyyəti olan müəyyən hədd dəyəri (Şəkil 12.3, d).

Fotoelektromaqnit effektinə əsaslanan çevirici. Düşən şüalanmaya perpendikulyar maqnit sahəsinin tətbiqi işıqlandırılan yarımkeçiricidə sahəyə və düşən şüalanmaya normal istiqamətdə elektrik gərginliyinin yaranmasına səbəb olur.

Fotoelektrik effektlər fotometriyanın əsasını təşkil edir və daşıyıcısı yüngül olan informasiyanın ötürülməsini təmin edir.

Hall effektinə əsaslanan çevirici. Elektrik cərəyanı vahid maqnit sahəsində (maqnit induksiya vektoru) yerləşən yarımkeçirici nümunədən (vafli) keçdikdə B bucaq yaradır cərəyanın istiqaməti ilə I), sahəyə perpendikulyar istiqamətdə bir emf U x meydana gəlir

burada KH - keçiriciliyin növündən və plitənin ölçüsündən asılıdır (Şəkil 12.3, e).

Hall çeviricisi cisimlərin hərəkətini, həmçinin təzyiq kimi hərəkətə çevrilən kəmiyyətləri ölçmək üçün istifadə olunur. Dönüştürücünün daimi maqniti obyektə mexaniki olaraq bağlıdır və maqnit yerdəyişdikdə, çeviricinin çıxış gərginliyi mütənasib olaraq dəyişir (cərəyan sabit olduqda).

Parametrik çeviricilər

Parametrik çeviricilərdə ölçülmüş kəmiyyətin təsiri altında çıxış kompleksinin müqavimətinin bəzi parametrləri dəyişə bilər. Konvertorun kompleks müqaviməti, bir tərəfdən, onun elementlərinin həndəsəsi və ölçüləri, digər tərəfdən, materialların xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilir: müqavimət, maqnit keçiriciliyi və dielektrik sabitliyi.

Beləliklə, mürəkkəb müqavimətdə dəyişikliklər ölçülmüş kəmiyyətin ya çeviricinin elementlərinin həndəsəsinə və ölçülərinə, ya da onun materialının elektrik və maqnit xassələrinə və ya daha az yaygın olaraq hər ikisinə eyni vaxtda təsiri ilə baş verə bilər. . Konvertorun həndəsi ölçüləri və mürəkkəb müqavimətinin parametrləri, əgər çeviricidə hərəkət edən və ya deformasiya olunan element varsa, dəyişə bilər.

Konvertorun hərəkət edən elementinin hər bir mövqeyi müəyyən bir mürəkkəb müqavimətə uyğundur və onun parametrlərinin ölçülməsi elementin mövqeyini öyrənməyə imkan verir. Cisimlərin mövqeyi və hərəkəti üçün çox sayda çevirici bu prinsiplə işləyir: potensiometrik, hərəkət edən nüvəli induktiv, tutumlu.

effektləri:A- termoelektrik;b -piroelektrik;V -piezoelektrik;G -elektromaqnit induksiyası;d- fotoelektrik;e –Zal

Şəkil 12.3 - Jeneratör çeviricilərinin qurulması üçün fiziki hadisələrdən istifadə nümunələri

Deformasiya çeviricinin həssas elementinə qüvvənin (və ya onunla əlaqəli kəmiyyətin - təzyiq, sürətlənmə) təsirinin nəticəsidir.

Ötürücü elementin deformasiyası nəticəsində yaranan çeviricinin kompleks müqavimətindəki dəyişiklik, bu çeviricinin daxil olduğu xüsusi ölçmə dövrəsində müvafiq elektrik siqnalının dəyişməsinə səbəb olur.

Materialın elektrik xassələri və çeviricinin həssas elementinin vəziyyəti dəyişən fiziki kəmiyyətlərdən asılıdır: temperatur, təzyiq, rütubət, işıqlandırma və s. Kəmiyyətlərdən yalnız biri dəyişirsə və qalanları sabit saxlanılırsa, bu kəmiyyətin dəyərləri ilə çeviricinin kompleks müqaviməti arasında mövcud bir-bir uyğunluğu qiymətləndirmək mümkündür. Bu uyğunluq kalibrləmə əyrisi ilə təsvir olunur. Kalibrləmə əyrisini bilməklə, kompleks müqavimətin ölçülməsinin nəticələrinə əsasən, ölçülmüş kəmiyyətin müvafiq dəyərini təyin etmək mümkündür.

Cədvəl 12.2-də parametrik çeviricilərdən istifadə etməklə qeyri-elektrik kəmiyyətlərin çevrilməsi ilə bağlı bir sıra fiziki təsirlər göstərilir. Onların arasında rezistiv çeviriciləri xüsusi qeyd etmək lazımdır.

Parametrik çeviricinin empedansı və onun dəyişiklikləri çeviricini enerji mənbəyi və siqnal kondisioner sxemi olan xüsusi elektrik dövrəsinə qoşmaqla ölçülə bilər. Ən çox istifadə edilən ölçmə sxemləri aşağıdakı növlərdir:

Gərginlik mənbəyi və paralel bağlanmış konvertor-potentsiometrdən ibarət potensiometrik dövrə;

Balanssızlığı çeviricinin kompleks müqavimətinin dəyişməsini xarakterizə edən körpü dövrəsi;

Dönüştürücünün empedansını ehtiva edən salınım dövrəsi (bu halda dövrə osilatorun bir hissəsidir və onun tezliyini müəyyən edir);

Konvertor müqavimətinin qazancını təyin edən elementlərdən biri olduğu əməliyyat gücləndiricisi.

Kombinə edilmiş çeviricilər

Bəzi qeyri-elektrik kəmiyyətləri ölçərkən onları birbaşa elektrik kəmiyyətinə çevirmək həmişə mümkün olmur. Bu hallarda, ilkin (əsas) ölçülən kəmiyyətin ikiqat çevrilməsi aralıq qeyri-elektrik kəmiyyətə aparılır, sonra isə çıxış elektrik kəmiyyətinə çevrilir. İki uyğun ölçmə çeviricisinin birləşməsi birləşmiş çevirici əmələ gətirir (Şəkil 12.4).

Şəkil 12.4 - Birləşdirilmiş çeviricinin blok diaqramı.
Bu cür çeviricilər ikincil çeviricinin həssas olduğu ilkin çeviricidə çıxış elementinin deformasiyasına və ya hərəkətinə səbəb olan mexaniki kəmiyyətləri ölçmək üçün əlverişlidir.

Təzyiq, məsələn, birincil çevirici kimi xidmət edən membrandan istifadə etməklə ölçülə bilər, onun deformasiyası mexaniki yerdəyişməyə cavab verən çevirici tərəfindən elektrik kəmiyyətinə çevrilir.

Generator ölçmə çeviriciləri:

İnduksiya ölçmə çeviriciləri

Generator çeviricisinin işləmə prinsipi müvafiq ölçülmüş kəmiyyətin enerjinin elektrik formasına çevrilməsini təmin edən bu və ya digər fiziki hadisəyə əsaslanır.

İnduksiya ölçmə çeviricisi iş prinsipi elektromaqnit induksiya qanununa əsaslanan çeviricidir. Konvertorda bir bobin var. Giriş dəyəri çeviriciyə təsir etdikdə, axın əlaqəsi dəyişir Bobin xaricində maqnit sahəsi olan rulonlar:

burada w - bobin dövrələrinin sayı; Ф – sarğıdan keçən maqnit axını; S - bobinin kəsişmə sahəsi; B - maqnit induksiyası.

Bu vəziyyətdə, bobində bir emf induksiya olunur:

Bobindəki EMF, sadalanan w, S, B kəmiyyətlərindən hər hansı biri zamanla dəyişdikdə induksiya edilə bilər.

Nümunə olaraq, hava boşluğunda rulonun hərəkət etdiyi daimi maqniti olan maqnit sistemi olan konvertoru nəzərdən keçirək (şək. 12.5).

Bobin X istiqamətində hərəkət etdikdə, bobinin kəsişmə sahəsi yerləşir

Maqnit sahəsində,
.

Bu, axın əlaqəsinin dəyişməsinə gətirib çıxarır və bobində bir emf yaranır:

İnduksiya çeviriciləri xətti çevirmək üçün istifadə olunur
və ya künc
EMF-də maqnit sahəsinə nisbətən bobinin hərəkət sürəti. Bobinin xətti və ya açısal hərəkətinin mexaniki enerjisini elektrik enerjisinə çevirirlər.

Sürət və vibrasiya çeviriciləri

İnduksiya çeviriciləri yalnız bobin maqnit sahəsində hərəkət etdikdə EMF yaradır. Bu səbəbdən bu tip çeviricilər kiçik xətti hərəkətlər üçün xətti sürəti EMF-yə çevirməyə xidmət edə bilər. Onlar adətən onun amplitudası bir neçə santimetrdən çox olmadıqda vibrasiya sürətini ölçmək üçün istifadə olunur.

A - xətti vibrasiya çeviricisi; b - bucaq vibrasiya çeviricisi,

Şəkil 12.6 - İnduksiya çeviricilərinin nümunələri.

Vibrasiya sürəti çeviricisinin konstruktiv həllərindən biri Şəkil 12.6a-da göstərilmişdir. Konvertorda polad boyunduruğun 2 daxilində yerləşən halqalı maqnit I var. Daimi maqnitdən gələn maqnit axını mərkəzi silindrik nüvədən hava boşluğundan və silindrik çuxurlu dirək parçasından 3 keçir. Silindrik hava boşluğunda çərçivəyə sarılmış bir ölçü sarğısı 4 var, o, çeviricinin oxu boyunca hava boşluğunda hərəkət edə bilər.

Ölçmə rulonu 4 üç hissəyə bölünə bilər (bax Şəkil 12.6a). I hissə maqnit dövrəsindən kənarda yerləşir və maqnit axını ona daxil deyil, yəni. Bobinin bu hissəsində EMF induksiya edilmir. II hissə dirək parçaları və silindrik nüvənin yaratdığı hava boşluğunda yerləşir. Bu rulonun döngələrindən keçən maqnit axını zamanla dəyişmir və döngələrin sayı da sabit qalır. Bobinin bu hissəsində EMF də induksiya edilmir. Bobinin Ş hissəsi hava boşluğundan kənarda, lakin maqnit sisteminin içərisində yerləşir. Bu sarımın döngələrindən keçən maqnit axını da sabitdir, lakin sarğı titrəyərkən növbələrin sayı dəyişir. Döngələrin sayının dəyişdirilməsi axın əlaqəsinin dəyişməsinə gətirib çıxarır və emf-ni yaradır. Bobinin növbələri adətən bərabər şəkildə sarılır. Bu halda, çeviricinin EMF vibrasiya sürətinə mütənasibdir.

İnduksiya çeviriciləri bucaq vibrasiya sürətini ölçmək üçün də istifadə edilə bilər. Belə çeviricinin sxemi Şəkil 12.5,6-da göstərilmişdir. O, daimi maqnit 1, dirək parçaları 2, silindrik polad nüvədən 3 və rulondan 4 ibarətdir. Konvertorun konstruksiyası maqnitoelektrik ölçmə mexanizminin dizaynına bənzəyir. Bobin nüvənin oxu ətrafında fırlandıqda, onun daimi maqnit sahəsi ilə axını əlaqəsi dəyişir və ölçmə obyektinin bucaq sürətinə mütənasib olaraq bir emf induksiya olunur.

Takometr çeviriciləri

Bu tip çeviricilər elektrik maşın generatorlarıdır. Nümunə olaraq fırlanan daimi maqniti olan sinxron çevirici nəzərdən keçirək (Şəkil 3.3a).

EMF bu çeviricidə fırlanan zaman daimi maqnitin yaratdığı maqnit axınının dəyişməsi səbəbindən yaranır. Çıxış siqnalının tezliyi şaftın fırlanma sürətinə bərabər və ya onun qatına bərabərdir. Konvertor sarğı sarıldığı stator 1 və ona daimi maqnit qoşulmuş rotordan 2 ibarətdir. Stator silindrik çuxurlu yumşaq maqnit materialdan hazırlanmış dirək parçaları şəklində hazırlanır. Maqnit fırlandıqda, sarğıdan keçən maqnit axını dəyişir və içərisində alternativ bir emf yaranır. EMF-nin amplitudası və tezliyi rotorun sürətinə mütənasibdir. Çıxış siqnalının tezliyi əlaqə ilə müəyyən edilir
, burada n fırlanma sürəti, rpm; p - qütb cütlərinin sayı.

Şəkildə stator 1-də yerləşən daimi maqnitdən həyəcanlanan bir takometr DC çeviricisinin diaqramı göstərilir. Ölçmə sarğı rotor 2-də yerləşir, burada fırlanma zamanı fırlanan rotordan istifadə edərək alternativ bir emf yaranır. kommutator 3 və onun boyunca sürüşən fırçalar. Bu vəziyyətdə alternativ EMF düzəldilir.

a- sabit rulon və hərəkət edən maqnit ilə; b – hərəkət edən rulon və sabit maqnitlə.

Şəkil 12.7 - Taxometr çeviricilərinin dizaynı.

Ölçmə cihazı bir çeviriciyə qoşulduqda, ikincisi ölçmə dövrəsinə müəyyən bir elektrik enerjisi verir, bu da mexaniki gücə birbaşa mütənasibdir. Mexanik güc nisbəti ilə müəyyən edilir:

burada? - rotorun fırlanma bucaq tezliyi; M bunun üçün lazım olan fırlanma momentidir, elektrik enerjisi ilə aşağıdakı ifadə ilə əlaqələndirilir:

Harada - Səmərəlilik.

Yuxarıda göstərilən əlaqələrdən aydın olur ki, çeviricinin yaratdığı EMF-nin artması ilə onun şaftındakı mexaniki güc artır.

Ədəbiyyat 1 baza

Nəzarət sualları:

1. Qeyri-elektrik kəmiyyətləri elektrikə çevirənlər necə təsnif edilir?

2. Taxometr çeviricilərinin işləməsi hansı fiziki prinsipə əsaslanır?

Parametrik çeviricilərin üstünlüklərini və çatışmazlıqlarını sadalayın?
Sensor nədir?
Tenzometrlərin iş prinsipi hansı prinsipə əsaslanır?
Piezoelektrik sensorlar nə üçün istifadə olunur?
Generator çeviricilərinin üstünlüklərini və çatışmazlıqlarını sadalayın?
Qeyri-elektrik kəmiyyətlərin elektrik ölçmələrinin geniş yayılmasını nə izah edir?

MÜHAZİR №. 1

Mövzu:ELEKTRİK ALƏTLƏRİ VƏ ELEKTRİK KİMİMLƏRİNİN ÖLÇÜLMƏSİ

1. Elektrik ölçmə vasitələri haqqında ümumi məlumat

Elektrik ölçmə cihazları elektrik dövrəsinin müxtəlif kəmiyyətlərini və parametrlərini ölçmək üçün nəzərdə tutulmuşdur: gərginlik, cərəyan, güc, tezlik, müqavimət, endüktans, tutum və s.

Diaqramlarda elektrik ölçmə cihazları GOST 2.729-68 uyğun olaraq şərti qrafik simvollarla təsvir edilmişdir. Şəkil 1.1 göstərici və qeyd cihazlarının ümumi təyinatlarını göstərir.

düyü. 1.1 Elektrik ölçmə vasitələrinin simvolları.

Elektrik ölçmə cihazının təyinatını göstərmək üçün standartlarda müəyyən edilmiş xüsusi bir simvol və ya Cədvəl 1.1-ə uyğun olaraq cihazın ölçü vahidlərinin hərf işarəsi onun ümumi təyinatına daxil edilir.

Cədvəl 1.1

ad vahidlər	Simvol	ad vahidlər	Simvol
		Milliamp
		mikroamp
		Millivolt
		kilovat

Güc faktoru

2. Elektromexaniki ölçü alətləri

İş prinsipinə görə elektromexaniki qurğular maqnitoelektrik, elektromaqnit, ferrodinamik, induksiya və elektrostatik sistemlərin cihazlarına bölünür. Sistemlərin simvolları cədvəldə verilmişdir. 1.2. Ən çox yayılmış qurğular ilk üç növdür: maqnitoelektrik, elektromaqnit, elektrodinamik.

Cədvəl 1.2

Cihaz növü	Simvol	Ölçülmüş cərəyanın növü	Üstünlüklər	Qüsurlar
elektrik		Sabit	Yüksək dəqiqlik, miqyas vahidliyi	Həddindən artıq yüklərə davamlı deyil
maqnit		Dəyişən Sabit	Cihazın sadəliyi, həddindən artıq yüklərə davamlıdır	Aşağı dəqiqlik, müdaxiləyə həssasdır
dinamik		Dəyişən Sabit	Yüksək dəqiqlik	Aşağı həssaslıq müdaxiləyə həssasdır
İnduksiya		Dəyişən	Yüksək etibarlılıq, həddindən artıq yüklərə davamlıdır	Aşağı dəqiqlik

3. Elektromexaniki cihazların tətbiq sahələri

Maqnitoelektrik cihazlar: panel və laboratoriya ampermetrləri və voltmetrləri; körpü və kompensasiya sxemlərində ölçmə zamanı sıfır göstəricilər.

Aşağı tezlikli alternativ cərəyanın sənaye qurğularında əksər ampermetrlər və voltmetrlər elektromaqnit sisteminin cihazlarıdır. Doğrudan və dəyişən cərəyanları və gərginliyi ölçmək üçün 0,5 və daha dəqiq sinifli laboratoriya alətləri hazırlana bilər.

Elektrodinamik mexanizmlər birbaşa və dəyişən cərəyanların, gərginliklərin və güclərin ölçülməsi üçün laboratoriya və model alətlərində istifadə olunur.

İnduksiya mexanizmlərinə əsaslanan induksiya qurğuları əsasən bir və üç fazalı AC enerji sayğacları kimi istifadə olunur. Dəqiqliyə görə sayğaclar siniflərə bölünür 1.0; 2.0; 2.5. CO sayğacı (bir fazalı sayğac) bir fazalı dövrələrdə aktiv enerjinin (vat-saat) hesablanması üçün istifadə olunur. Üç fazalı dövrələrdə aktiv enerjini ölçmək üçün hesablama mexanizmi kilovat-saatları nəzərə alan iki elementli induktiv sayğaclardan istifadə olunur. Reaktiv enerjinin hesablanması üçün sarımların dizaynında və ya keçid dövrəsində bəzi dəyişikliklərə malik olan xüsusi induktiv sayğaclar istifadə olunur.

İstifadə olunmuş elektrik enerjisinə görə enerjitəchizatı təşkilatlarına ödəniş etmək üçün bütün müəssisələrdə aktiv və reaktiv sayğaclar quraşdırılır.

Ölçmə vasitələrinin seçilməsi prinsipi

1. Dövrəni hesablayaraq, dövrədə cərəyan, gərginlik və gücün maksimum dəyərlərini təyin edin. Çox vaxt ölçülmüş kəmiyyətlərin dəyərləri əvvəlcədən məlumdur, məsələn, şəbəkə gərginliyi və ya batareyanın gərginliyi.

2. Ölçülən kəmiyyətin növündən, birbaşa və ya alternativ cərəyandan asılı olaraq cihaz sistemi seçilir. Birbaşa və alternativ cərəyanın texniki ölçüləri üçün müvafiq olaraq maqnitoelektrik və elektromaqnit sistemləri seçilir. Laboratoriya və dəqiq ölçmələrdə birbaşa cərəyanları və gərginlikləri təyin etmək üçün maqnitoelektrik sistemdən, alternativ cərəyan və gərginlik üçün isə elektrodinamik sistemdən istifadə olunur.

3. Cihazın ölçmə limitini elə seçin ki
ölçülmüş qiymət şkalanın sonuncu, üçüncü hissəsində idi
qurğu.

4. Tələb olunan ölçmə dəqiqliyindən asılı olaraq sinif seçin
cihazın dəqiqliyi.

4. Qurğuların sxemə qoşulması üsulları

Ampermetrlər yüklə ardıcıl olaraq bağlanır, voltmetrlər paralel olaraq bağlanır, vattmetrlər və sayğaclar, iki sarğı (cari və gərginlik) olan kimi, ardıcıl olaraq - paralel olaraq bağlanır (Şəkil 1.2.).

DIV_ADBLOCK111">

https://pandia.ru/text/78/613/images/image016_8.gif" eni="393" hündürlük="313 src=">

düyü. 1.3. Alətlərin ölçü həddinin genişləndirilməsi üsulları.

Çox limitli ampermetrlərin, voltmetrlərin və vattmetrlərin bölmə qiyməti düsturla müəyyən edilir:

P" ən əhəmiyyətli rəqəmdə) və ən əhəmiyyətli rəqəmdə "-" işarəsi yanıb-sönəndə giriş siqnalının polaritesini dəyişdirin.

VR-11 A multimetrinin ölçmə xətası.

Sabit gərginlik: ±(0,5% Ux +4 rəqəm).

AC gərginliyi: ±(0,5% Ux + 10 rəqəm),

burada Ux alət oxunuşudur;

zn. - ən aşağı dərəcə vahidi.

Elektron cihazların üstünlükləri: dövrəyə təsir etmədən ölçməyə imkan verən yüksək giriş empedansı; geniş ölçmə diapazonu, yüksək həssaslıq, geniş tezlik diapazonu, yüksək ölçmə dəqiqliyi.

6. Ölçmə və ölçmə vasitələrinin səhvləri

Ölçmə vasitələrinin və nəticələrinin keyfiyyəti adətən onların səhvlərini göstərməklə xarakterizə olunur. 30-a yaxın səhv növü var.Ölçmələrə dair ədəbiyyatda təriflər verilmişdir. Nəzərə almaq lazımdır ki, ölçmə vasitələrinin səhvləri və ölçmə nəticələrinin səhvləri eyni anlayışlar deyil. Tarixən xəta növlərinin adlarının bəziləri ölçmə vasitələrinin xətalarına, digərləri ölçmə nəticələrinin səhvlərinə, bəziləri isə hər ikisinə aid edilmişdir.

Səhvləri təqdim etmək üsulları aşağıdakılardır.

Həll olunan problemlərdən asılı olaraq, səhvi təmsil etmək üçün bir neçə üsuldan istifadə olunur; mütləq, nisbi və azaldılmış üsullardan ən çox istifadə olunur.

Mütləq səhv – ölçülən kəmiyyətlə eyni vahidlərlə ölçülür. Ölçülən dəyərin həqiqi dəyərinin ölçülmüş dəyərdən mümkün sapmasının böyüklüyünü xarakterizə edir.

Nisbi səhv– mütləq xətanın kəmiyyətin dəyərinə nisbəti. Bütün ölçmə intervalı üzrə xətanı müəyyən etmək istəyiriksə, interval üzrə nisbətin maksimum qiymətini tapmalıyıq. Ölçüsüz vahidlərlə ölçülür.

Dəqiqlik sinfi– nisbi səhv, faizlə ifadə edilir. Tipik olaraq, dəqiqlik sinfi dəyərləri aşağıdakı diapazondan seçilir: 0,1; 0,5:1,0; 1.5; 2.0; 2.5 və s.

Mütləq və nisbi xətalar anlayışları həm ölçmələrə, həm də ölçmə vasitələrinə aiddir və verilmiş xəta yalnız ölçmə vasitələrinin düzgünlüyünü qiymətləndirir.

Mütləq ölçmə xətası x-in ölçülən dəyəri ilə onun həqiqi xi dəyəri arasındakı fərqdir:

Adətən ölçülən kəmiyyətin həqiqi qiyməti bilinmir və onun əvəzinə (1.1)-də biri daha dəqiq cihazla ölçülən kəmiyyətin qiymətini, yəni x dəyərini verən cihazdan daha kiçik xətaya malik olanı əvəz edir. . Mütləq səhv ölçülmüş dəyərin vahidləri ilə ifadə edilir. Ölçmə vasitələrinin yoxlanılması zamanı düstur (1.1) istifadə olunur.

Nisbi xəta https://pandia.ru/text/78/613/images/image020_7.gif" width="99" height="45"> (1.2)

Nisbi ölçmə xətası əsasında ölçmə dəqiqliyi qiymətləndirilir.

Ölçmə cihazının azaldılmış xətası mütləq xətanın xn standart dəyərinə nisbəti kimi müəyyən edilir və faizlə ifadə edilir:

(1.3)

Normallaşdırma dəyəri, adətən, sıfır işarəsinin şkalanın kənarında olduğu şkalanın işçi hissəsinin yuxarı həddinə bərabər alınır.

Verilmiş xəta ölçmə cihazının düzgünlüyünü müəyyən edir, ölçülmüş dəyərdən asılı deyil və verilmiş cihaz üçün vahid qiymətə malikdir. (1..gif" eni="15" hündürlük="19 src="> nə qədər böyükdürsə, xN cihazının ölçmə həddinə nisbətdə x ölçülən dəyəri bir o qədər kiçik olur.

Bir çox ölçü alətləri dəqiqlik siniflərində fərqlənir. Alətin dəqiqlik sinfi G cihazın dəqiqliyini xarakterizə edən ümumiləşdirilmiş xarakteristikadır, lakin bu alətdən istifadə etməklə həyata keçirilən ölçmənin düzgünlüyünün birbaşa xarakteristikası deyil.

Cihazın dəqiqlik sinfi, faizlə hesablanan ən böyük icazə verilən azaldılmış əsas xətaya ədədi olaraq bərabərdir. Ampermetrlər və voltmetrlər üçün aşağıdakı dəqiqlik sinifləri müəyyən edilmişdir: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1.0; 1.5; 2.5; 4.0; 5.0. Bu rəqəmlər alət şkalasında təsvir edilmişdir. Məsələn, 1-ci sinif normal iş şəraitində zəmanətli səhv hədlərini faizlə (± 1%, məsələn, 100 V-un son dəyərinin, yəni ± 1V) xarakterizə edir.

Beynəlxalq təsnifata görə, dəqiqlik sinfi 0,5 və daha dəqiq olan qurğular dəqiq və ya nümunəvi, 1,0 və daha qaba dəqiqlik sinfinə malik cihazlar isə işlək hesab edilir. Bütün qurğular metroloji xüsusiyyətlərin, o cümlədən dəqiqlik sinfinin pasport qiymətlərinə uyğunluğu üçün dövri yoxlamadan keçir. Bu halda, istinad cihazı sinif vasitəsilə yoxlanılandan daha dəqiq olmalıdır, yəni: 4.0 dəqiqlik sinfi olan bir cihazın yoxlanılması 1.5 dəqiqlik sinfi olan bir cihaz tərəfindən həyata keçirilir və cihazın yoxlanılması 1.0 dəqiqlik sinfi ilə 0.2 dəqiqlik sinfi olan bir cihaz tərəfindən həyata keçirilir.

Həm alətin dəqiqlik sinfi G, həm də ölçmə həddi XN alət şkalasında göstərildiyi üçün alətin mütləq xətası (1.3) düsturundan müəyyən edilir:

https://pandia.ru/text/78/613/images/image019_7.gif" eni="15 hündürlük=19" hündürlük="19"> ilə G cihazının dəqiqlik sinfi düsturla ifadə edilir:

buradan belə nəticə çıxır ki, nisbi ölçmə xətası yalnız miqyasda məhdudlaşdırıcı dəyəri ölçərkən, yəni x = XN olduqda cihazın dəqiqlik sinfinə bərabərdir. Ölçülmüş dəyər azaldıqca nisbi xəta artır. Neçə dəfə XN > x, neçə dəfə > G. Buna görə də göstərici cihazın ölçmə hədlərini seçmək tövsiyə olunur ki, şkalanın son üçdə biri daxilində oxunuşları onun sonuna yaxın götürsün.

7. Tək ölçmələr üçün ölçmə nəticələrinin təqdimatı

Ölçmə nəticəsi ölçülmüş dəyərin qiymətləndirilməsindən və ölçmənin düzgünlüyünü xarakterizə edən ölçmə xətasından ibarətdir. GOST 8.011-72-ə uyğun olaraq ölçmə nəticəsi aşağıdakı formada təqdim olunur:

burada A ölçmə nəticəsidir;

Cihazın mütləq səhvi;

P - statistik məlumatların işlənməsi zamanı ehtimal.

Bu halda A və https://pandia.ru/text/78/613/images/image023_5.gif" width="15" height="17"> iki əhəmiyyətli rəqəmdən çox olmamalıdır.

Metrologiyanın əsasları

1. Metrologiya – ölçmələr haqqında elm

a. Metrologiyanın predmeti və vəzifələri

b. Metroloji təminat və onun strukturu

2. Ölçmə anlayışı, onun metrologiyada rolu və yeri

a. Ölçmə anlayışı

b. Ölçmələrin təsnifatı

c. Ölçmə xüsusiyyətləri

d. Ölçmə üsulları və onların təsnifatı

3. Fiziki kəmiyyətlərin vahidləri və onların sistemləri. Əsas ölçmə tənliyi

4. Ölçmə vasitələri

a. Ölçmə vasitələrinin təsnifatı

b. Ölçmə vasitələrinin metroloji xüsusiyyətləri

c. Ölçmə vasitələrinin dəqiqlik sinifləri və onların standartlaşdırılması

d. Ölçmə vasitələrinin blok-sxemləri. Ölçmə alətinin xüsusiyyətləri və quruluşu arasında əlaqə

5. Vahid ölçülərinin etalonlardan standart və işçi ölçü alətlərinə keçirilməsi. Ölçmə vasitələrinin yoxlanılması

a. Ölçmə vasitələrinin yoxlanılması. Əsas məqsəd və vəzifələr. Yoxlamanın keyfiyyəti və onun tezliyi.

b. Standartlar və nümunəvi ölçü vasitələri, vahid ölçülərin təkrar istehsalı və ötürülməsi sistemində yeri.

c. Yoxlama diaqramları və onların qurulması üsulları.

d. Ölçmə vasitələrinin təşkili və yoxlanılması.

Ölçmə səhvləri

Ölçmə xətası haqqında ümumi məlumat
Səhv təsnifatı
Sistematik səhvlər

a. Sistematik səhv anlayışı

b. Sistematik səhvlərin səbəbləri

c. Sistematik səhvlərin aşkar edilməsi və aradan qaldırılması

Təsadüfi səhvlər

a. Təsadüfi ölçmə xətası anlayışı və onun baş vermə səbəbləri.

b. Ümumi əhali və onun ədədi xüsusiyyətləri

c. Ən vacib paylama funksiyaları

d. Əhalinin ədədi xüsusiyyətləri

e. Nümunə və onun xüsusiyyətləri

f. Etibar intervalının qurulması

g. Kobud səhvlərin aradan qaldırılması

Ölçmə nəticələrinin işlənməsi və təqdim edilməsi

1. Birdəfəlik birbaşa ölçmələr

2. Birbaşa ölçmələrin nəticələrinin çoxsaylı müşahidələrlə işlənməsi

3. Dolayı ölçmələrin nəticələrinin işlənməsi və təqdim edilməsi.

4. Ölçmələrin tələb olunan keyfiyyətini təmin edən ölçmə vasitələrinin seçilməsi.

5. Bir neçə xəta mənbəyinin mövcudluğunda ölçmə nəticələrinin emalı.

6. Ölçmə nəticələrinin təqdimatı

Elektrik kəmiyyətlərinin ölçülməsi üçün texniki vasitələr və üsullar

1. Elektrik kəmiyyətlərinin ölçüləri, onların quruluşu və xüsusiyyətləri

a) EMF ölçüsü. Məqsəd, cihaz, əsas xüsusiyyətlər.

b) Müqavimət, tutum və endüktans ölçüləri. Məqsəd, cihaz, əsas xüsusiyyətlər.

2. Analoq ölçü alətləri

a) Elektrik cərəyanının və gərginliyin ölçülməsi üçün alətlərdə istifadə edilən ölçmə çeviricilərinin dizaynı və xüsusiyyətləri

i. Cərəyanın növünü dəyişdirmədən passiv çeviricilər. Məqsəd, cihaz, əsas xüsusiyyətlər.

ii. Dəyişən cərəyan növü ilə passiv çeviricilər

iii. Aktiv çeviricilər

b) Elektromexaniki ölçmə mexanizmləri və onların əsasında ölçü alətləri

i. Maqnitoelektrik ölçmə mexanizmi. Məqsəd, cihaz, əsas xüsusiyyətlər.

ii. Elektromaqnit ölçmə mexanizmi. Məqsəd, cihaz, əsas xüsusiyyətlər.

iii. Elektrodinamik ölçü mexanizmi. Məqsəd, cihaz, əsas xüsusiyyətlər.

iv. Elektrostatik ölçmə mexanizmi. Məqsəd, cihaz, əsas xüsusiyyətlər.

c) Elektron analoq ölçmə vasitələri

i. Elektron DC voltmetrlər. Məqsəd, cihaz, əsas xüsusiyyətlər.

ii. Elektron AC voltmetrlər. Məqsəd, cihaz, əsas xüsusiyyətlər.

d) Universal elektron osiloskop. Məqsəd, cihaz, əsas xüsusiyyətlər.

e) DC kompensatorları və körpüləri. Məqsəd, cihaz, əsas xüsusiyyətlər.

3. Rəqəmsal ölçü alətləri

a) ADC-nin iş prinsipləri. Zaman seçilməsi və səviyyənin kvantlaşdırılması.

b) Diskret nümunələrdən siqnalın yenidən qurulması. Kotelnikov teoremi (sübutsuz)

c) ADC-nin əsas xarakteristikası və xəta mənbələri.

d) Kodlar və say sistemləri

i. Serial sayma ADC. İş prinsipi və əsas xüsusiyyətləri.

ii. Bit səviyyəsində balanslaşdırmanın ADC. İş prinsipi və əsas xüsusiyyətləri

f) DAC. Müqayisə aparatının iş prinsipi.

g) Rəqəmsal ardıcıl hesablama ölçmə vasitələrinin iş prinsipi, konstruksiyası və əsas xarakteristikası

i. Rəqəmsal vaxt intervalı ölçən. Məqsəd, cihaz, əsas xüsusiyyətlər.

ii. Rəqəmsal faza sayğacları (ortalama olmadan və orta hesabla). Məqsəd, cihaz, əsas xüsusiyyətlər.

iii. Rəqəmsal tezlikölçənlər və periodometrlər. Məqsəd, cihaz, əsas xüsusiyyətlər.

iv. Rəqəmsal vaxt impulslu voltmetr. Məqsəd, cihaz, əsas xüsusiyyətlər.

Elektrik kəmiyyətlərini ölçmək üçün müəyyən metroloji xüsusiyyətlərə malik texniki vasitələrdən istifadə olunur. Onlara ölçü alətləri deyilir.

Ölçmə qurğuları və alətləri, ölçülər, ölçmə çeviriciləri - bütün bunlar ölçmə alətlərinə aiddir.

Fiziki kəmiyyətin verilmiş dəyərini təkrar istehsal etmək üçün ölçülərdən istifadə olunur.

Elektrik kəmiyyətlərinin ölçüləri - endüktans, emf, elektrik müqaviməti, elektrik tutumu və s. Ən yüksək dərəcəli ölçülər nümunəvi adlanır, alətlər onlarla müqayisə edilir və cihazların tərəziləri kalibrlənir.

Emal, ötürülmə, sonrakı çevrilmə və ya saxlanma üçün əlverişli formada elektrik siqnalı yaradan, lakin bilavasitə qəbul edilə bilməyən cihazlara ölçmə çeviriciləri deyilir. Elektrik kəmiyyətlərini elektrik kəmiyyətlərinə çevirmək üçün bunlara daxildir: gərginlik bölücülər, şuntlar və s. Qeyri-elektrik (təzyiq sensorları, kodlayıcılar).

Siqnalların forması müşahidə olunursa, bunlar ölçü alətləridir (voltmetrlər, ampermetrlər və s.).

Bir yerdə yerləşən və ölçmə zamanı müşahidə üçün əlverişli olan siqnal formasını yaradan ölçü alətləri və çeviricilər toplusu ölçmə qurğusu adlanır.

Yuxarıda göstərilən vasitələrin hamısı aşağıdakı meyarlara görə sıralana bilər: məlumatın qeyd edilməsi və təqdim edilməsi üsulu, onun növü və ölçülmə üsulu ilə.

Alınan məlumatların növünə görə:

Elektrik (güc, cərəyan və s.);
Qeyri-elektrik (təzyiq, sürət);

Ölçmə üsulu ilə:

Müqayisə (kompensatorlar, ölçü körpüləri);
Birbaşa qiymətləndirmə (vatmetr, voltmetr);

Təqdimat üsulu ilə:

Rəqəmsal;
Analoq (elektron və ya elektromexaniki);

Elektrik ölçmə cihazları həssaslıq, oxunuşların təyin edilməsi vaxtı, etibarlılıq, dəqiqlik, oxunuşların dəyişməsi kimi əsas göstəricilərlə xarakterizə olunur.

Ölçülmüş dəyərin eyni oxunması üçün eyni cihazın oxunuşlarında ən böyük fərq oxunuşların dəyişməsi adlanır. Görünüşünün əsas səbəbi cihazların hərəkət edən hissələrində sürtünmədir.

Göstəricinin ∆a hərəkətində ölçülən ∆x qiymətindəki artımla bağlı artım S cihazının həssaslığı adlanır:

Cihazın miqyası vahiddirsə, düstur belə görünəcək:

Cihazın sabit və ya bölmə dəyəri C həssaslığının qarşılıqlı dəyəridir:

Şkala bölgüsü üçün ölçülmüş kəmiyyətin sayına bərabərdir.

Cihazın dövrədən istehlak etdiyi güc dövrənin iş rejimini dəyişir. Bu, ölçmə səhvləri ehtimalını artırır. Bundan belə nəticəyə gəlirik: dövrədən nə qədər az enerji istehlak edilərsə, cihaz bir o qədər dəqiqdir.

Ölçmə başlandıqdan sonra displey (rəqəmsal alətlər varsa) və ya şkalanın (analoq) ölçülən kəmiyyətin dəyərini təyin edəcəyi vaxt oxunuşların təyin olunduğu vaxtdır. Analoq göstərici cihazları üçün 4 saniyədən çox olmamalıdır.

Müəyyən edilmiş iş şəraitində və müəyyən bir müddət ərzində müəyyən edilmiş xüsusiyyətlərin və oxunuşların dəqiqliyinin saxlanmasına etibarlılıq deyilir. O, həmçinin cihazın düzgün işləməsinin orta vaxtı kimi xarakterizə olunur.

Belə nəticəyə gələ bilərik ki, ölçmə cihazlarını seçərkən bu vasitələrin düzgün işləməsi üçün bir çox amilləri nəzərə almaq lazımdır. Məsələn, cərəyan transformatorları kimi ölçü alətləri elektrik verilişi xətlərinin cərəyanlarının ölçülməsində fəal şəkildə istifadə olunur və bu ölçmə vasitələrinin düzgün seçilməməsi xətlərdə qəzalara, bahalı avadanlıqların sıradan çıxmasına və istehsalın dayandırılmasına və ya elektrik enerjisinin kəsilməsinə səbəb ola bilər. bütün şəhərlərə güc verir.

Aşağıda metrologiyanın əsasları və müxtəlif kəmiyyətlərin ölçülməsi haqqında videoya baxa bilərsiniz.