Краткие теоретические сведения. Электромеханические приборы, по способу преобразования подводимой к прибору электромагнитной энергии в механическую энергию

Электромеханические приборы, по способу преобразования подводимой к прибору электромагнитной энергии в механическую энергию, необходимую для перемещения подвижной части, разделяются на следующие группы: магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, электростатические, индукционные и т.д.

Приборы магнитоэлектрической системы применяют для измерений постоянного тока в электрических цепях. Они имеют малую чувствительность к внешним магнитным полям, и характеризуются малым собственным потреблением электрической энергии.

Приборы электромагнитной системы используют для измерений в электрических цепях постоянного и переменного токов. Эти приборы могут использоваться и на большие токи, что избавляет их от применения шунтов и трансформаторов. Однако они имеют неравномерную шкалу, относительно невысокую точность, а на показания приборов существенное влияние оказывают внешние магнитные поля.

Приборы электродинамической системы применяют чаще всего в цепях переменного тока. Электроизмерительные приборы этой системы характеризуются наибольшей точностью и чувствительностью в сравнении с другими приборами, применяемыми в цепях переменного тока. Их изготавливают, главным образом, в виде приборов класса точности 0, 2 и 0, 5. Вместе с тем, на показания приборов электродинамической системы значительно влияет внешние поля. Они имеют большой собственный расход электрической энергии. Разновидностью приборов электродинамической системы являются приборы ферродинамической системы, в которых катушки снабжены стальными сердечниками, что делает их показания практически независимыми от внешних магнитных полей.

Приборы индукционной системы применяют главным образом в качестве однофазных и трехфазных счетчиков переменного тока, имеющих классы точности 1, 0; 2, 0; 2, 5.

Для определения числового значения измеряемой величины, приборы имеют отчетное устройство, состоящее из шкалы и указателя (стрелка, луч света). Шкала может быть равномерной (деление постоянной длины) и неравномерной (деление непостоянной длины). Наименьшее значение измеряемой величины, указанное на шкале, называется начальным, наибольшее – конечным значением шкалы.

Диапазон измерений – это область значений измеряемой величины. Цена деления прибора (ЦД) определяется, как отношение верхнего номинального измерения прибора, А_НОМ, к максимальному числу делений шкалы α _max:

.

Например, цена деления амперметра на 5А с условной шкалой разделенной на 100 делений, будет:

.

Любое измерение не дает абсолютно точного значения измеряемой величины, так как сопровождается погрешностями. Различают абсолютную, относительную и приведенную погрешности средств измерении. Абсолютная погрешность разность между измеренным и истинным (действительным) значением измеряемой величины:

.

Относительная погрешность δ – отношение абсолютной погрешности к истинному (действительному) значению измеряемой величины, выраженное в процентах:

.

Приведенная погрешность γ характеризуется отношением абсолютной погрешности к номинальному значению , выраженная в процентах:

.

 

Для приборов с нулевой отметкой на краю или вне шкалы, нормирующее значение принимается, как равное большему значению из пределов напряжения.

По максимальному значению приведенной погрешности измерительные приборы делят на классы точности (К). Максимально допустимая приведенная погрешность не должна превышать класса точности, которых восемь: 0, 05; 0, 1; 0, 2; 0, 5; 1, 0; 1, 5; 2, 5; 4, 0. Классы точности приборов определяют по приведенной погрешности:

.

Класс точности – обобщенная метрологическая характеристика, определяющая допустимые погрешности. По классу точности прибора можно определить максимальную допустимую абсолютную Δ А_max и относительную δ погрешности приборов:

,

.

Для практических расчетов в знаменателе предыдущей формулы истинное значение А_Д заменяется результатом измерения А_И:

.

Из последнего выражения видно, что высокий класс точности прибора еще не обеспечивает высокую точность измерения. Для обеспечения высокой точности измерения необходимо правильно выбрать прибор по верхнему пределу измерения.

Действительное значение измеряемой величины находится в пределах:

.