Основные понятия. Принципы электрических измерений

Содержание

Слайд 2

Основные понятия Электротехника наука, изучающая электрические и магнитные явления и их

Основные понятия

Электротехника
наука, изучающая электрические и магнитные явления и их применение

для практического использования.

Основные понятия

Электротехника и электроника для заочников. Лекция 1

Особенности электрической энергии

Универсальность.
Другие виды энергии легко преобразуются в электрическую
Электрическая энергия легко преобразуется в тепловую, механическую, световую и т.д. виды энергии
Удобно
Производить
Передавать
Распределять между потребителями
Использовать в разнообразных устройствах

Слайд 3

Основные величины электрический ток в смысле процесса - направленное движение электрических

Основные величины

электрический ток
в смысле процесса - направленное движение электрических частиц

(бывает и хаотическое), в нашем случае можно сказать, что в проводах и элементах цепи
в смысле физической величины – количество заряда в секунду, Ампер = 1 Кулон / с = 6,24·1018 электронов /с

Основные понятия

Электротехника и электроника Лекция 1

Слайд 4

Основные величины напряжение в смысле процесса – в проводах электрическое поле,

Основные величины

напряжение
в смысле процесса – в проводах электрическое поле, толкает заряд
в

смысле физической величины – разность потенциалов, показывает какая работа совершится при перемещении единичного заряда. Вольт = Джоуль / Кулон = Джоуль / (Ампер*с)

Основные понятия

Электротехника и электроника для заочников. Лекция 1

Слайд 5

Основные величины сопротивление в смысле процесса – нечто, мешающее заряженным частицам

Основные величины

сопротивление
в смысле процесса – нечто, мешающее заряженным частицам двигаться быстро,

ограничивающее ток, например в резисторе это просто находящиеся на пути атомы
в смысле физической величины – степень препятствия – отношение напряжения к току. чем больше сопротивление, тем меньше ток при том же напряжении Ом = Вольт / Ампер

Основные понятия

Электротехника и электроника для заочников. Лекция 1

где p - удельное сопротивление вещества 1 Ом . мм2 /м, или 1 Ом . м.
l – длина проводника
S – площадь сечения.

Сопротивление цилиндрического проводника

Слайд 6

Электрические измерения . Классификация электроизмерительных приборов по методу измерения непосредственного измерения/сравнения

Электрические измерения

. Классификация электроизмерительных приборов
по методу измерения непосредственного измерения/сравнения (измерение относительно

стандартной величины)
по принципу действия
по роду измеряемой величины
по роду тока
постоянного и переменного тока
по степени точности измерения
на восемь классов точности
по виду выдаваемой информации
аналоговые
цифровые.

Электрические измерения

Электротехника и электроника для заочников. Лекция 1

Слайд 7

Приборы магнитоэлектрической системы На лёгкую алюминиевую рамку 2 прямоугольной формы, наматывают

Приборы магнитоэлектрической системы

На лёгкую алюминиевую рамку 2 прямоугольной формы, наматывают катушку

из тонкого провода.
Рамку крепят на двух полуосях О и О', со стрелкой 4.
Ось удерживается двумя тонкими спиральными пружинами 3.
Катушку помещают между полюсами постоянного магнита М с наконечниками формы полого цилиндра. Внутри катушки располагают цилиндр 1 из мягкого железа.

Электротехника и электроника для заочников. Лекция 1

Электромеханические приборы

равномерная шкала
высокая чувствительность
малая чувствительность к воздействию внешних магнитных полей

не переносят перегрузки из-за под-вода тока через спиральные пружины
только в цепях постоянного тока.

Слайд 8

Приборы электромагнитной системы Катушка 1, по обмотке которой протекает ток. За

Приборы электромагнитной системы

Катушка 1, по обмотке которой протекает ток. За счет

этого в зазоре катушки возникает магнитное поле.
В зазор втягивается якорь 2, изготовленный из мягкой стали. На оси якоря имеется спиральная пружина 3, противодействующая втягиванию якоря в зазор катушки.
В результате сидящая на оси стрелка 4 поворачивается на определенный угол, зависящий от силы тока.

Электротехника и электроника для заочников. Лекция 1

Электромеханические приборы

не зависят от рода тока
устойчивы к перегрузкам
простота и достаточная механическая прочность конструкции

неравномерность шкалы
остаточного намагничивание сердечника
влияние внешних магнитных полей на показания приборов
малая чувствительность
невысокая точность

Слайд 9

Приборы электродинамической системы Катушка 1 неподвижная, из толстого изолированного проводника Катушка

Приборы электродинамической системы

Катушка 1 неподвижная, из толстого изолированного проводника
Катушка 2 подвижная,

выполнена из тонкого изолированного проводника.
Подвижная катушка крепится на оси вместе со стрелкой и успокоителем.
Принцип действия этих приборов основан на взаимодействии двух магнитных полей, создаваемых протекающим в катушках измеряемым током.

Электротехника и электроника для заочников. Лекция 1

Электромеханические приборы

не зависят от рода тока
высокая точность

неравномерность шкалы
недопустимость перегрузки
влияние внешних магнитных полей на показания приборов
неравномерность шкалы

Слайд 10

Измерение тока Для измерения постоянного тока обычно используются приборы магнитоэлектрической системы.

Измерение тока

Для измерения постоянного тока обычно используются приборы магнитоэлектрической системы.
Для измерения

переменного тока частотой 50 Гц в основном применяют приборы электромагнитной системы.
Сопротивление амперметров - от долей Ома до нескольких Ом.

Электротехника и электроника для заочников. Лекция 1

Измерения

Расширение пределов

Схема включения амперметра:
а — с шунтом (1 — шунт, 2 — нагрузка);
б — через трансформатор тока (1 — трансформатор, 2 — нагрузка).

Слайд 11

Измерение напряжения Вольтметры включаются параллельно участку электрической цепи, на котором измеряют

Измерение напряжения

Вольтметры включаются параллельно участку электрической цепи, на котором измеряют напряжение.


Вольтметр должен иметь большое сопротивление по сравнению с сопротивлением соответствующего участка цепи.
В цепях постоянного тока используют вольтметры магнитоэлектрической системы, но обычно с добавочным сопротивлением.

Электротехника и электроника для заочников. Лекция 1

Измерения

Расширение пределов

Слайд 12

Измерение мощности Цена деления многопредельного ваттметра определяется по формуле: CW =

Измерение мощности

Цена деления многопредельного ваттметра определяется по формуле: 
CW = UпnIп ,
где

Uп, Iп — предельные значения напряжения и тока, указанные на соответствующих зажимах прибора; n — число делений шкалы.

Электротехника и электроника для заочников. Лекция 1

Измерения

Слайд 13

Погрешности Абсолютная погрешность разность между показаниями прибора Ап и действительным значением

Погрешности

Абсолютная погрешность
разность между показаниями прибора Ап и действительным значением измеряемой

величины Ад, выраженная в единицах измеряемой величины

Электротехника и электроника для заочников. Лекция 1

Поверка приборов

∆А= Ап− Ад

Поправка

∆Р= −∆А= Ад − Ап

Относительная погрешность
отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины, выраженное обычно в процентах:

Приведенная погрешность
То же самое к предельному значению

Слайд 14

Класс точности Максимальное значение приведенной погрешности 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0;

Класс точности

Максимальное значение приведенной погрешности
0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5;

2,5; 4

Электротехника и электроника для заочников. Лекция 1

Поверка приборов

Определение соответствия классу точности:
внешний осмотр
определение погрешности
документальное оформление

Поверка

Поверка сравнением с образцовым прибором

Поверка приборов точностью 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4
допустимая приведенная погрешность (класс точности) образцового прибора должна быть не менее чем в 3 раза меньше
верхний предел измерения образцового прибора должен быть таким же, как у поверяемого, или не превышать его более чем на 25 %.

Слайд 15

Шкалы приборов Электротехника и электроника для заочников. Лекция 1 Маркировка шкалы

Шкалы приборов

Электротехника и электроника для заочников. Лекция 1

Маркировка шкалы приборов

Шкала


Односторонняя – Двусторонняя
Равномерная - Неравномерная

Цена деления шкалы — разность значений величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы

Начальное значение шкалы —  наименьшее значение измеряемой величины

Конечное значение шкалы —  наибольшее значение измеряемой величины

Жирные точки  — указывают диапазон, в котором обеспечивается класс точности

Слайд 16

Маркировочные характеристики Электротехника и электроника для заочников. Лекция 1 Маркировка шкалы

Маркировочные характеристики

Электротехника и электроника для заочников. Лекция 1

Маркировка шкалы приборов

Вид

– амперметр
Номенклатура – модель
Тип указателя
стрелочный
световой
цифровой
электронно-лучевой
Тип измерительной системы

Характеристики типа
Электрические характеристики
Метрологические характеристики
Характеристики исполнения

Характеристики типа

Слайд 17

Электрические характеристики Электротехника и электроника для заочников. Лекция 1 Маркировка шкалы

Электрические характеристики

Электротехника и электроника для заочников. Лекция 1

Маркировка шкалы приборов

Род

тока
Минимальное пробойное напряжение
Внутреннее сопротивление
Частотная характеристика
Слайд 18

Метрологические характеристики Электротехника и электроника для заочников. Лекция 1 Маркировка шкалы

Метрологические характеристики

Электротехника и электроника для заочников. Лекция 1

Маркировка шкалы приборов

Класс

точности 0,05 | 0,1 | 0,2 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,5 | 4
Верхний предел, однопредельный-многопредельный
Цена деления (= предел/кол-во делений)
Границы доверительного интервала (в делениях)
Слайд 19

Характеристики исполнения Электротехника и электроника для заочников. Лекция 1 Маркировка шкалы

Характеристики исполнения

Электротехника и электроника для заочников. Лекция 1

Маркировка шкалы приборов

Шкалы


Равномерная/неравномерная
Зеркальная/незеркальная
Однолегендная/многолегендная

2. Нормальное положение шкалы
Вертикальное
Горизонтальное
Под углом

3. Защита прибора