Аналогты өлшеу техникасы

Бұл аспаптың шкаласы практикалық жүзде біркелкі, бірақ шкаланың басталарында 10 – 12% і жұмысқа жарамсыз.

Вольтметрдің өлшеу тізбегі (2.12б) тағыда қосымша кедергіден тұрады

I=I_m=I_ж=U₁ / R₁.                                                                     (2.10)

Сонда аспаптың көрсетуі

Электродинамикалық аспаптардың басқалардан өзгешілігі, оның тұрақты және айнымалы токтарды өлшеуге болатындығы, жоғары деңгейдегі өлшеу дәлдігі (дәлдік кластары 0,5;1.0 және 1,5) және оның көрсеткіштерінің уақытты тұрақтылығы.

Оның кемшіліктері: кіші деңгейдегі сезімталдығы, шкаласының біргелкі еместігі және энергияны көп пайдалануы (милливольтметрлер жоқ).

Бұл аспаптардың қолданылу өзгешеліктерінің бірі оның токтың бағытымен мәнінің өзгеруіне сезімталдығы. Сондықтан олар ваттметр, частотомер және фазометр ретінде қолданылады. Әдетте ваттметрдің шкаласы біркелкі болып келеді.

Ферродинамикалық жүйедегі өлшеуіш механизмнің конструкциясы 2.13 суретте көрсетілген.

2.13 Сурет – Ферродинамикалық өлшеуіш механизм:

1 – тұрақты орауыш; 2 – жылжымалы орауыш; 3 – серппе; 4 – тыныштандырғыш; 5 – шихталанған магнитөткізгіш

Ферродинамикалық өлшеуіш механизм электрдинамикалық өлшеуіш механизмнің бір түрі болып саналады, онда жұмысшы ағын (магнит өрісі) жеке магнитөткізгіште жиналған. Жұмысшы ағынды пайда қылатын орауыш магниттік өзекшеге орналасады. Бұл жағдай өлшеуіш механизмінің бекем болуына және айналма моменттің жоғары деңгейде болуына  әкеп соғады.

Жылжымалы орауыш өзінің магниттік өзекшесіне орналасады. Мұндай конструкция өзекшедегі құйын токтарға кететін шығын аз болатынын көрсетеді. Шығыршықты серппе арқылы жылжымалы орауышқа ток әкелінеді және механикалық қарама-қарсылық момент пайда болады. Тынышталу ауа арқылы не индукциялық тәсілмен жасалынады. Ферродинамикалық өлшеуіш механизмнің шкаласы токты не кернеуді өлшегенде квадраттық болып келеді, ал қуатты өлшегенде біркелкі болады. Казіргі кезде бұл механизм айнымалы токтың қуатын өлшеуге қолданылады.

Бұл өлшеуіш механизмдердің ерекшеліктері: үлкен айналдырма моменті, өзіндік күшті магнит өрісі, сыртқы магнит өрісінің әсері жоқ, электр энергиясының шығындауы электродинамикалық механизмдерге қарағанда аз.

Үлкен айналдырма моментінің барлығына сәйкес бұл механизмдерді қолданып түрлі ауқымда істейтін өздігінен жазатын ваттметрлер жасалған (2.14 сурет).

2.14 Сурет – Өздігінен жазатын аспаптың құрылысы

1 – өлшеуіш механизм (магнитоэлектрлік тұрақты токта және ферродинамикалық айнымалы токта);

2 – шкала, қаламсап және диаграммалық қағаз;

3 – қағазды жүргізгіш.

Электрстатикалық өлшеуіш механизмдер тек қана үлкен тұрақты не айнымалы токтың кернеулерін өлшеуге арналған(2.15 сурет).

2.15 Сурет – Электростатикалық өлшеуіш механизмінің құрылысы:

1 – жылжымалы пластина (тілікше); 2 – тұрақты пластина

Бұл аспаптардың жұмысы зарядталған екі пластиналардың бір-біріне электрлік әсеріне негізделген. Оның шкаласының теңдеуі:

мұнда dc / dα – өлшеуіш механизмінің кіріс сыйымдылығының өзгеруі.

Басты ерекшеліктері: кіріс кедергісінің үлкендігі, синусоидал емес кернеудің әрекет мәнін өлшеуге болатындығы.

Сөздік

Өлшейтін шаманың шын және нақты мәндері – истинное и действительное значения измеряемой величины.

Аспаптың өлшеу ауқымы, бөлістің саны және шамасы, кіріс кедергісі – диапазон измерения, количество и цена деления, входное сопротивление прибора.

Өлшемсіз, жанама мәндер, құрамалық және біргелкі емес шкалалар – безразмерная, косвенных значений, комбинированная и неравномерная шкалы.

Өлшеуіш механизм жүйелерінің шартты белгілері – условные обозначения систем измерительных механизмов.

3 Электрлік тоқ пен кернеуді өлшеу

3.1 Тұрақты ток пен кернеуді өлшеу

Экономикалық құндылықты арттыру үшін және энергетикалық объектілердің жұмысын оңтайлату үшін үлкен токтарды не жоғары кернеулерді өлшеу дәлдігі үлкен дәрежеде болу қажет. Қазіргі кезде бұл шамаларды өлшеу қателігі көбінесе 2,5% не одан артық болып келеді. Электроэнергияның сапасын арттыру үшін өлшеу құралдарының қателігі 0,5-1,0% аспау керек. Бұл жағдайды орындау үшін келесі себептерді еске алу керек: үлкен ток болғандықтан ток жүргізуші сымдарда үлкен болады; олардың электромагниттік әсері күшті; өлшеу құралдарын жоғары кернеулі тізбектерде жақсы оқшаулама (изоляция) жасау керек.

Үлкен тұрақты токтарды, мысалы 200-500 кА, өлшеу аллюминдерді электролиздеу құралғыларында қолданады. Жоғары тұрақты кернеуді (800...3000В) өлшеу жылжымалы электр көліктерінің қосалқы станцияларына қажет.

Үлкен токтарды не жоғары кернеулерді өлшеу өлшемдік кедергілердің (шунттар, қосымша кедергілер не кернеуді бөлгіштер) арқасында масштабтық түрлендіру әдістерімен шешіледі.

Үлкен токтарды өлшеу өлшенетін токтың өлшемдік кедергіден өткенде кернеудің түсу шамасын өлшеуге негізделген. Бұл жағдайда өлшемдік кедергілер манганиннен жасалған шунттар түрінде жұмыс істейді (5.1 сурет).

3.1 суретте көрсетілген: а) шунтпен токты өлшеу сұлбасы; б) шунттың электр сұлбасы.

Мұндай сұлбаны өлшейтін токтың тізбегіне Т₁ және Т₂ токтық қыспақ арқылы қосылады, ал кернеудің түсуі П₁ және П₂ потенциалдық қыспақтар арқылы өлшенеді.

а)                                                              б)

3.1 Сурет – Шунтты қосу сұлбасы

Шунттың метрологиялық параметрлері:

1. Шунттың номинальдық тоғы – I_шн (1А....7.5кА).

2. Шунттан I_шн тоғы өткенде кернеудің номинальдық түсуі U_шн (50, 60, 75, 100 мВ).

3. Шунттың дәлдік класы (0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5).

мұнда R_шд – жасалып шыққаннан кейінгі шунттың кедергісі.

Шунттың кедергісі номиналдық мәндер арқылы табылады