Klasifikasi alat ukur listrik, lambang skala alat

Untuk mengontrol pengoperasian instalasi listrik yang benar, mengujinya, menentukan parameter sirkuit listrik, mencatat energi listrik yang dikonsumsi, dll., Berbagai pengukuran listrik dilakukan. Dalam teknologi komunikasi, seperti dalam teknologi modern, pengukuran listrik sangat penting. Perangkat yang digunakan untuk mengukur berbagai kuantitas listrik: arus, tegangan, resistansi, daya, dll., Disebut alat pengukur listrik.

Ammeter panel:

Ada sejumlah besar meteran listrik yang berbeda. Berikut ini yang paling sering digunakan dalam produksi pengukuran listrik: ammeter, voltmeter, galvanometer, wattmeter, alat pengukur listrik, meter fase, indikator fase, sinkronoskop, meter frekuensi, ohmmeter, megohmmeter, resistansi tanah, meter kapasitansi dan induktansi, osiloskop, jembatan ukur, alat kombinasi dan alat ukur.

Osiloskop:

Set pengukur listrik K540 (termasuk voltmeter, ammeter dan wattmeter):

Klasifikasi alat-alat listrik menurut prinsip operasi

Menurut prinsip operasi, alat pengukur listrik dibagi menjadi beberapa jenis utama berikut:

1. Perangkat sistem magnetoelektrik berdasarkan prinsip interaksi koil dengan arus dan medan magnet luar yang diciptakan oleh magnet permanen.

2. NSalat untuk sistem elektrodinamik berdasarkan prinsip interaksi elektrodinamik dua kumparan dengan arus, yang satu diam dan yang lain bergerak.

3. Perangkat sistem elektromagnetik, di mana prinsip interaksi medan magnet kumparan stasioner dengan arus dan pelat besi bergerak yang dimagnetisasi oleh medan ini digunakan.

4. Perangkat pengukur suhu menggunakan efek termal arus listrik. Kabel yang dipanaskan oleh arus memanjang, menggantung, dan akibatnya, bagian perangkat yang dapat digerakkan dapat diputar di bawah aksi pegas, yang menghilangkan kendur yang dihasilkan pada kabel.

5. Perangkat sistem induksi, berdasarkan prinsip interaksi medan magnet yang berputar dengan arus yang diinduksi oleh medan ini dalam silinder logam yang dapat digerakkan.

6. Perangkat sistem elektrostatik berdasarkan prinsip interaksi pelat logam bergerak dan tidak bergerak yang diisi dengan muatan listrik yang berlawanan.

7. Perangkat sistem termoelektrik yang merupakan kombinasi termokopel dengan beberapa perangkat sensitif seperti sistem magnetoelektrik. Arus terukur yang melewati termokopel berkontribusi pada munculnya arus termal yang bekerja pada perangkat magnetoelektrik.

8.Perangkat sistem getaran berdasarkan prinsip resonansi mekanis dari benda yang bergetar. Pada frekuensi arus tertentu, salah satu jangkar elektromagnet bergetar paling intensif, yang periode osilasi alaminya bertepatan dengan periode osilasi yang dikenakan.

9. Alat pengukur elektronik - perangkat yang sirkuit pengukurnya mengandung komponen elektronik. Mereka digunakan untuk mengukur hampir semua besaran listrik, serta besaran non-listrik yang telah diubah menjadi listrik.

Menurut jenis perangkat membaca, perangkat analog dan digital dibedakan. Dalam instrumen analog, nilai terukur atau proporsional secara langsung memengaruhi posisi bagian bergerak tempat perangkat pembaca berada. Dalam perangkat digital, bagian yang bergerak tidak ada dan nilai terukur atau proporsional diubah menjadi setara numerik yang direkam dengan indikator digital.

Pengukur induksi:

Defleksi bagian yang bergerak di sebagian besar mekanisme pengukuran listrik bergantung pada nilai arus pada belitannya. Tetapi dalam kasus di mana mekanisme harus berfungsi untuk mengukur kuantitas yang bukan merupakan fungsi langsung dari arus (resistansi, induktansi, kapasitansi, pergeseran fasa, frekuensi, dll.), Torsi yang dihasilkan harus bergantung pada kuantitas yang diukur dan independen dari tegangan suplai.

Untuk pengukuran seperti itu, mekanisme digunakan, penyimpangan bagian yang bergerak hanya ditentukan oleh rasio arus dalam dua belitannya dan tidak bergantung pada nilainya. Perangkat yang dibangun menurut prinsip umum ini disebut rasio.Dimungkinkan untuk membangun mekanisme rasiometrik dari sistem pengukuran listrik apa pun dengan fitur karakteristik - tidak adanya momen penangkal mekanis yang diciptakan oleh torsi pegas atau striae.

Legenda voltmeter:

Gambar di bawah ini menunjukkan simbol meteran listrik menurut prinsip operasinya.

Penentuan prinsip pengoperasian perangkat

Penunjukan tipe saat ini

Penunjukan untuk kelas akurasi, posisi perangkat, kekuatan insulasi, kuantitas yang mempengaruhi

Klasifikasi alat ukur listrik menurut jenis besaran yang diukur

Meteran listrik juga diklasifikasikan menurut sifat besaran yang diukurnya, karena instrumen dengan prinsip operasi yang sama, tetapi dirancang untuk mengukur besaran yang berbeda, dapat sangat berbeda satu sama lain dalam konstruksinya, belum lagi skala pada perangkat tersebut.

Tabel 1 menunjukkan daftar simbol meteran listrik yang paling umum.

Tabel 1. Contoh penunjukan unit pengukuran, kelipatan dan himpunan bagiannya

Nama Penunjukan Nama Penunjukan Kiloampere kA Faktor Daya cos φ Ampere A Faktor daya reaktif sin φ Miliampere mA Theraohm TΩ Mikroampere μA Megaohm MΩ Kilovolt kV Kilovolt kV Kilowatt kΩ Volt V Ohm Ω Milivolt mV Miliohm mΩ Megawatt MW Mikrom μΩ Kilowatt Miliweber mWb Watt W Mikrofarad mF Megavar MVAR Picofarad pF Kilovar kVAR Henry H Var VAR Milhenry mH Megahertz MHz Microhenry µH KHz kHz Skala suhu derajat Celsius o° C Hertz Hz

Derajat sudut fasa φo

Klasifikasi alat ukur listrik menurut tingkat ketelitiannya

Kesalahan absolut perangkat adalah perbedaan antara pembacaan perangkat dan nilai sebenarnya dari nilai terukur.

Misalnya, kesalahan absolut dari ammeter adalah

δ = I — aiH,

di mana δ (baca "delta") — kesalahan absolut dalam ampere, Az — pembacaan meter dalam ampere, Azd — nilai sebenarnya dari arus terukur dalam ampere.

Jika I > Azd, maka kesalahan mutlak alat tersebut positif, dan jika I < I, maka negatif.

Koreksi perangkat adalah nilai yang harus ditambahkan ke pembacaan perangkat untuk mendapatkan nilai sebenarnya dari nilai terukur.

Aze = I — δ = I + (-δ)

Oleh karena itu, koreksi perangkat adalah nilai kesalahan mutlak absolut dari perangkat, tetapi berlawanan dengan tandanya. Misalnya, jika ammeter menunjukkan 1 = 5 A, dan kesalahan absolut perangkat adalah δ= 0,1 a, maka nilai sebenarnya dari nilai terukur adalah I = 5+ (-0,1) = 4,9 a.

Pengurangan kesalahan perangkat adalah rasio kesalahan absolut terhadap kemungkinan penyimpangan terbesar dari indikator perangkat (pembacaan nominal perangkat).

Misalnya untuk ammeter

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

dimana β — pengurangan kesalahan dalam persen, In adalah pembacaan nominal instrumen.

Keakuratan perangkat ditandai dengan nilai kesalahan pengurangan maksimumnya. Menurut GOST 8.401-80, perangkat dibagi menjadi 9 menurut tingkat kelas akurasinya: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 1,5, 2,5 dan 4 ,0. Misalnya, jika perangkat ini memiliki kelas akurasi 1,5, berarti kesalahan pengurangan maksimumnya adalah 1,5%.

Meteran listrik dengan kelas akurasi 0,02, 0,05, 0,1 dan 0,2, sebagai yang paling akurat, digunakan di mana diperlukan akurasi pengukuran yang sangat tinggi. Jika perangkat memiliki kesalahan yang berkurang lebih dari 4%, itu dianggap di luar kelas.

Alat ukur sudut fasa dengan kelas akurasi 2.5:

Sensitivitas dan konstanta alat pengukur

Sensitivitas perangkat adalah rasio gerakan sudut atau linier dari penunjuk perangkat per unit nilai yang diukur.Jika skala perangkatnya sama, maka kepekaannya terhadap seluruh skala adalah sama.

Misalnya, sensitivitas ammeter dengan skala yang sama ditentukan oleh rumus

S = Δα / ΔI,

di mana C — sensitivitas ammeter dalam divisi ampere, ΔAz — peningkatan arus dalam ampere atau miliampere, Δα — peningkatan perpindahan sudut indikator perangkat dalam derajat atau milimeter.

Jika skala perangkat tidak merata, maka sensitivitas perangkat di area skala yang berbeda berbeda, karena peningkatan yang sama (misalnya, arus) akan sesuai dengan langkah berbeda dari perpindahan sudut atau linier dari indikator suatu instrumen.

Sensitivitas timbal balik instrumen disebut konstanta instrumen. Oleh karena itu, konstanta perangkat adalah biaya unit perangkat, atau, dengan kata lain, nilai pembacaan skala dalam pembagian harus dikalikan untuk mendapatkan nilai terukur.

Misalnya, jika konstanta perangkat adalah 10 mA / div (sepuluh miliamp per divisi), maka ketika penunjuknya menyimpang dari α = 10 divisi, nilai arus yang diukur adalah I = 10 · 10 = 100 mA.

Alat pengukur watt:

Diagram koneksi wattmeter dan penunjukan perangkat (perangkat ferrodinamik untuk mengukur variabel dan daya konstan dengan posisi skala horizontal, sirkuit pengukur diisolasi dari kasing dan tegangan yang diuji adalah 2 kV, kelas akurasi 0,5):

Mengkalibrasi alat ukur — menentukan kesalahan atau koreksi untuk sekumpulan nilai skala suatu instrumen dengan membandingkan kombinasi yang berbeda dari nilai skala individual satu sama lain. Perbandingan didasarkan pada salah satu nilai skala.Kalibrasi banyak digunakan dalam praktek kerja metrologi presisi.

Cara termudah untuk mengkalibrasi adalah dengan membandingkan setiap ukuran dengan ukuran nominal yang sama (cukup benar). Konsep ini tidak boleh dikacaukan (seperti yang sering dilakukan) dengan kelulusan (kalibrasi) alat ukur, yang merupakan operasi metrologi dimana pembagian skala alat ukur diberi nilai yang dinyatakan dalam satuan pengukuran tertentu.

Kehilangan daya di perangkat

Alat pengukur listrik mengkonsumsi energi selama operasi, yang biasanya diubah menjadi energi panas. Kehilangan daya tergantung pada mode di sirkuit serta desain sistem dan perangkat.

Jika daya yang diukur relatif kecil, dan oleh karena itu arus atau tegangan dalam rangkaian relatif kecil, maka kehilangan daya energi pada perangkat itu sendiri dapat secara signifikan memengaruhi mode sirkuit yang dipelajari, dan pembacaan perangkat dapat memiliki kesalahan yang cukup besar. Untuk pengukuran yang akurat di sirkuit di mana daya yang dikembangkan relatif kecil, perlu diketahui kekuatan kehilangan energi di perangkat.

Tabel 2 menunjukkan nilai rata-rata kehilangan daya energi pada sistem meteran listrik yang berbeda.

Sistem instrumentasi Voltmeter 100 V, W Ammeter 5A, W Magnetoelektrik 0.1 — 1.0 0.2 — 0.4 Elektromagnetik 2.0 — 5.0 2.0 — 8.0 Induksi 2.0 — 5.0 1 .0 — 4.0 Elektrodinamik 3.0 — 6.0 3.5 — 10 Termal 8.0 — 20.0 2.0 — 3. 0