Электрические измерения и приборы.
Состояние и перспективы развития электроизмерительной техники.
– наука начинается с тех пор, как начинают измерять, точная наука не мыслима без меры.
Зарождение электрических измерений к середине XVIII века, в 1745г. академик создал первый в мире электроизмерительный прибор.
В 1893г. на Чикагском электротехническом конгрессе были утверждены международные электрические единицы и эталоны. По инициативе в Петербурге при Главной палате мер и весов было организовано отделение для поверки электроизмерительных приборов.
Основные понятия. Виды и методы измерений.
Преимущество электрических методов измерения: высокая чувствительность, высокая точность, малое потребление энергии от объекта измерения, возможность измерения однократных и быстропротекающих процессов, возможность измерения на больших расстояниях, возможность подачи результатов измерения на ЭВМ и автоматического процесса измерения.
Измерение – познавательный процесс, заключающийся в сравнении путем эксперимента измеряемой физической величины с некоторым ее значением, принятым за единицу. Измерение – нахождение значений физических величин опытным путем с помощью специальных технических средств.
Средства электрических измерений – технические средства используемые при электрических измерениях и имеющих нормированные метрологические характеристики: электроизмерительные приборы, измерительные преобразователи, электроизмерительные установки и измерительные информационные системы.
Мера – средство измерения предназначенное для воспроизведения физической величины заданного значения.
Меры – эталон, образцовые, рабочие.
Измерения - прямые и косвенные.
Методы оценки – непосредственной оценки, метод сравнения.
Погрешности измерений.
Погрешность – точность средства измерения, отражает близость действительного значения физической величины к обозначенной в паспорте или на шкале прибора.
По способу выражения погрешности – абсолютные, относительные и приведенные.
Абсолютная ∆ = А – АД,
Где А – показатель прибора, АД – действительное показание.
Относительная d = ±∆/А 100%
Приведенная погрешность 
∆100/АN
Где АN – нормирующее значение.
По характеру проявления – систематические и случайные.
Обобщенная характеристика средств измерения – класс точности - определяется пределами допускаемых основной и дополнительной погрешностей.
Для электроизмерительных приборов класс точности – основная приведенная погрешность в рабочем диапазоне шкалы, выраженная в % не превышает значения, соответствующего классу точности.
ГОСТ 8.401-81 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4,0.
Приборы магнитоэлектрической системы.
Измерительный механизм – постоянный магнит и катушка с током, выполненная из тонкого изолированного провода, намотанного на алюминиевый каркас, помещена в воздушном зазоре на растяжках (осях). Концы обмотки соединены с растяжками (или катушками), по которым ток поступает в катушку.
- постоянная прибора
Мвр ® 
SiI
Si – чувствительность измерительного механизма по току.
Шунты
Только в цепях постоянного тока.
Приборы электромагнитной системы.
Неподвижная катушка, ось, на ней пластина из магнитомягкого материала.
Мвр º I2 ® a = CI2
В цепях постоянного и переменного токов, самые распространенные, невысокая точность, большое потребление энергии, влияние на показания внешних электрических полей.
Приборы электродинамической системы.
Две катушки – подвижная и неподвижная, которая может поворачиваться вокруг оси внутри двух секций неподвижной катушки.
Мвр = kI1I2 постоянный ток
Мвр = kI1I2cosd переменный ток
Применяются в цепях постоянного и переменного тока.
Ваттметры.
Измерение тока и напряжения.
Ток - амперметром
Напряжение – вольтметром.
ТН, шунты.
Измерение мощности.
В цепях постоянного тока – метод амперметра и вольтметра.
Р = U I
Измерение мощности в цепях переменного тока.
В однофазных цепях переменного тока:
S – методом А и V
P - ваттметров
Q – варметров
- цена деления
реактивная мощность измеряемая с помощью реактивных ваттметров называются варметрами. Схемным путем создается искусственный сдвиг фаз на 900 между напряжением на приемнике и током в обмотке.
Напряжение прибора Iv
Катушка jxL
при соответствующем подборе параметров сдвинут по фазе относительно 
на 900 и вращающий момент пропорционален sinj;
j - угол между током и напряжением приемника.
Измерение мощности в 3х фазных цепях переменного тока.
Полная мощность 
Измерения активной и реактивной мощностей в 3х фазных цепях производят с помощью 3х, 2х и одного ваттметра.
При симметричной нагрузке.
Если нагрузка несимметрична, то метод 3-х ваттметров.
Измерение сопротивлений.
1) метод А и V 
2) омметр ( измерительный механизм магнитоэлектрической системы)
3) мегаомметр ( омметр – для больших сопротивлений)
4) измерительные мосты ( метод сравнения, ручные и автоматически уравновешенные).
Измерение неэлектрических величин.
Для контроля неэлектрических величин и управления ими применяются электрические методы и электроизмерительные приборы. Они позволяют с высокой точностью и в широком диапазоне, определить характеристики объектов.
Для того чтобы ту или иную неэлектрическую величину измерить ее нужно предварительно преобразовать в электрический сигнал. Такое преобразование осуществляется с помощью датчиков или первичных преобразователей.
Измерение температуры.
Для измерения температуры – термоэлектрические термопары и термометры сопротивления в которых используются термоэлектропреобразователи и терморезисторы.
Получаемую с помощью термоэлектрического преобразователя термо – эдс Ет измеряют в простейшем случае мV.
Если UK ¹ E(Q) на входе усилителя Ус возникает напряжение небаланса ∆U, которое усиливается в Ус до значения достаточного для приведения в действие реверсивного двигателя рД, воздействующего на движок реохорда, регулирующего UK, одновременно производится воздействие на каретку с указателем шкалы Шк и пером, записывающим сигнал на ленту БЗ, приводимую в движение синхронным двигателем СД. Следящая система приходит в состояние покоя при равенстве компенсирующего напряжения Uк и измеряемой термо – эдс Е(Q).
Термоэлектрические термометры применяют в различных областях техники для измерения температур до +25000С.
В термометрах сопротивления используется свойство веществ изменять свое электрическое сопротивление с изменением температуры.
Измерительным преобразователем является терморезистор.
