Energieeinsparung und Energieeffizienz der Industrie sind ohne elektrische Messungen nicht vorstellbar, da es unmöglich ist, zu speichern, was Sie nicht kennen.

Elektrische Messungen werden in einer der folgenden Arten durchgeführt: direkt, indirekt, kumulativ und gemeinsam. Der Name der Direktansicht spricht für sich, der Wert des gewünschten Wertes wird direkt vom Gerät ermittelt. Ein Beispiel für solche Messungen ist die Bestimmung von Leistung mit einem Wattmeter, Strom mit einem Amperemeter usw.

indirekte Sicht besteht darin, den Wert auf der Grundlage der bekannten Abhängigkeit dieses Werts und des durch die direkte Methode gefundenen Werts zu finden. Ein Beispiel ist die Leistungsbestimmung ohne Wattmeter. Durch die direkte Methode werden I, U, Phase gefunden und die Leistung wird durch die Formel berechnet.

Kumulative und gemeinsame Ansichten Messungen bestehen in der gleichzeitigen Messung mehrerer ähnlicher (kumulativer) oder nicht ähnlicher (gemeinsamer) Größen. Das Finden der gewünschten Werte erfolgt durch Lösen von Gleichungssystemen mit Koeffizienten, die als Ergebnis direkter Messungen erhalten wurden. Die Anzahl der Gleichungen in einem solchen System muss gleich der Anzahl der gesuchten Größen sein.

Direkte Messungen als gebräuchlichste Art der Messung kann durch zwei Hauptmethoden erfolgen:

• direkte Bewertungsmethode
• Vergleichsmethode messen.

Die erste Methode ist die einfachste, da der Wert des gewünschten Werts auf der Skala des Instruments bestimmt wird.

Diese Methode bestimmt die Stromstärke mit einem Amperemeter, die Spannung von Voltmetern usw. Der Vorteil dieser Methode kann als Einfachheit bezeichnet werden, und der Nachteil ist eine geringe Genauigkeit.

Messungen durch Vergleich mit einem Maß werden mit einer der folgenden Methoden durchgeführt: Substitution, Opposition, Koinzidenz, Differential und Null. Ein Maß ist eine Art Referenzwert einer bestimmten Größe.

Differential- und Nullmethoden– sind die Grundlage für den Betrieb von Messbrücken. Bei der Differentialmethode werden unsymmetrisch anzeigende Brücken hergestellt und bei der Nullmethode symmetrische oder Nullbrücken.

Bei symmetrischen Brücken erfolgt der Vergleich mit Hilfe von zwei oder mehr Hilfswiderständen, die so ausgewählt sind, dass sie mit den verglichenen Widerständen einen geschlossenen Stromkreis (Vierpol) bilden, der aus einer Quelle gespeist wird und dessen Äquipotentialpunkte von erkannt werden der Gleichgewichtsindikator.

Das Verhältnis zwischen den Hilfswiderständen ist ein Maß für die Beziehung zwischen den verglichenen Werten. Der Gleichgewichtsindikator in Gleichstromkreisen ist ein Galvanometer und in Wechselstromkreisen ein Millivoltmeter.

Das Differenzverfahren wird auch als Differenzverfahren bezeichnet, da es die Differenz zwischen dem bekannten und dem gewünschten Strom ist, der auf das Messgerät einwirkt. Die Nullmethode ist ein Grenzfall der Differentialmethode. Beispielsweise zeigt das Galvanometer in der angegebenen Brückenschaltung Null an, wenn die Gleichheit eingehalten wird:

R1*R3 = R2*R4;

Aus diesem Ausdruck folgt:

Rx=R1=R2*R4/R3.

Somit ist es möglich, den Widerstand jedes unbekannten Elements zu berechnen, vorausgesetzt, die anderen 3 sind beispielhaft. Auch eine Konstantstromquelle sollte vorbildlich sein.

Kontrastierende Methode- Andernfalls wird diese Methode als Kompensation bezeichnet und zum direkten Vergleich von Spannung oder EMF, Strom und indirekt zur Messung anderer Größen verwendet, die in elektrische umgewandelt werden.

An das Gerät werden zwei entgegengesetzt gerichtete, nicht miteinander verbundene EMK geschaltet, entlang derer die Zweige des Stromkreises ausgeglichen werden. In der Abbildung: Es ist erforderlich, Ux zu finden. Mit Hilfe eines beispielhaft einstellbaren Widerstandes Rk wird ein solcher Spannungsabfall Uk erreicht, der numerisch gleich Ux ist.

Ihre Gleichheit kann anhand der Ablesungen des Galvanometers beurteilt werden. Wenn Uki Ux gleich ist, fließt kein Strom in der Galvanometerschaltung, da sie entgegengesetzt gerichtet sind. Wenn wir den Widerstand und die Größe des Stroms kennen, bestimmen wir Uх nach der Formel.

Substitutionsmethode- ein Verfahren, bei dem der gewünschte Wert ersetzt oder mit einem bekannten beispielhaften Wert kombiniert wird, der im Wert dem ersetzten entspricht. Dieses Verfahren wird verwendet, um die Induktivität oder Kapazität eines unbekannten Werts zu bestimmen. Ein Ausdruck, der die Abhängigkeit der Frequenz von den Schaltungsparametern bestimmt:

fo=1/(√LC)

Links die vom HF-Generator eingestellte Frequenz f0, rechts die Werte der Induktivität und Kapazität der gemessenen Schaltung. Durch Auswahl der Frequenzresonanz kann man die unbekannten Werte auf der rechten Seite des Ausdrucks bestimmen.

Der Resonanzindikator ist ein elektronisches Voltmeter mit großem Eingangswiderstand, dessen Messwerte im Moment der Resonanz am größten sind. Wenn die gemessene Induktivität parallel zum Referenzkondensator geschaltet und die Resonanzfrequenz gemessen wird, kann der Wert von Lx aus dem obigen Ausdruck ermittelt werden. In ähnlicher Weise wird die unbekannte Kapazität gefunden.

Zuerst wird der Resonanzkreis, bestehend aus einer Induktivität L und einer exemplarischen Kapazität Co, auf Resonanz bei einer Frequenz fo abgestimmt; Gleichzeitig sind die Werte von fo und die Kapazität des Kondensators Co1 festgelegt.

Dann wird parallel zu dem beispielhaften Kondensator Co ein Kondensator Cxi verbunden, indem die Kapazität des beispielhaften Kondensators geändert wird, um eine Resonanz bei der gleichen Frequenz fo zu erreichen; dementsprechend ist der gewünschte Wert gleich Co2.

Match-Methode- ein Verfahren, bei dem die Differenz zwischen dem gewünschten und dem bekannten Wert durch das Zusammenfallen von Skalenstrichen oder periodischen Signalen bestimmt wird. Ein markantes Beispiel für die Anwendung dieser Methode im Leben ist die Messung der Winkelgeschwindigkeit der Rotation verschiedener Teile.

Dazu wird beispielsweise mit Kreide eine Markierung auf dem Messobjekt angebracht. Wenn sich das markierte Teil dreht, wird ein Stroboskop darauf gerichtet, dessen Blinkfrequenz zunächst bekannt ist. Durch Einstellen der Frequenz des Stroboskops wird die Markierung an Ort und Stelle gehalten. In diesem Fall wird die Rotationsgeschwindigkeit des Teils gleich der Blinkfrequenz des Stroboskops genommen.

ELEKTRISCH
MESSUNGEN IN
SYSTEME
NETZTEIL
Dozent: Ph.D., außerordentlicher Professor der Abteilung für EPP
Buyakova Natalja Wassiljewna

Elektrische Messungen sind
eine Reihe von elektrischen und elektronischen Messungen,
die als einer der Abschnitte betrachtet werden kann
Metrologie. Der Name "Metrologie" leitet sich von zwei ab
Griechische Wörter: metron – Maß und logos – Wort, Lehre;
wörtlich: die Lehre vom Maß.
Im modernen Sinne wird Metrologie als Wissenschaft bezeichnet
über Messungen, Methoden und Mittel zu ihrer Sicherstellung
Einheit und Möglichkeiten, die erforderliche Genauigkeit zu erreichen.
Im wirklichen Leben ist Metrologie nicht nur eine Wissenschaft, sondern auch
Tätigkeitsfeld bezogen auf
das Studium physikalischer Größen.
Gegenstand
Metrologie
ist ein
Empfang
quantitative Informationen über die Eigenschaften von Objekten und
Prozesse, d.h. Messung von Eigenschaften von Objekten und Prozessen mit
erforderliche Genauigkeit und Zuverlässigkeit.

Messungen sind eine der wichtigsten Arten der Erkenntnis
Natur durch den Menschen.
Sie quantifizieren die Umgebung.
der Welt, dem Menschen das Handeln in der Natur offenbarend
Muster.
Messung wird als eine Reihe von Operationen verstanden,
mit Hilfe von speziellen technischen durchgeführt
bedeutet, dass die Einheit des Messwerts gespeichert wird,
um den gemessenen Wert mit seinem zu vergleichen
Einheit und erhalte den Wert dieser Menge.
Das Messergebnis von X wird geschrieben als
X=A[X],
wobei A eine dimensionslose Zahl ist, die als Zahl bezeichnet wird
der Wert einer physikalischen Größe; [X] - Einheit
physikalische Größe.

ELEKTRISCHE MESSUNGEN

Messung elektrischer Größen wie Spannung,
Widerstand, Strom, Leistung werden mit erzeugt
mit verschiedenen Mitteln - Messgeräte,
Schaltungen und Spezialgeräte.
Die Art des Messgerätes hängt von Art und Größe ab
(Wertebereich) des Messwertes, sowie von
erforderliche Messgenauigkeit.
Elektrische Messungen verwenden die Basis
SI-Einheiten: Volt (V), Ohm (Ohm), Farad (F),
Henry (G), Ampere (A) und Sekunde (s).

STANDARDS DER EINHEITEN DER ELEKTRISCHEN WERTE

Elektrisch
Messung
Das
finden
(durch experimentelle Methoden) die Werte des Physikalischen
Menge, ausgedrückt in geeigneten Einheiten
(z. B. 3 A, 4 B).
Die Werte der Einheiten elektrischer Größen werden bestimmt
internationales Abkommen in Übereinstimmung mit den Gesetzen
Physik und Einheiten mechanischer Größen.
Da die "Erhaltung" von Einheiten elektrischer Größen,
definiert
International
Vereinbarungen
damit verbundenen
mit
Schwierigkeiten
Sie
Geschenk
"praktisch"
Normen
Einheiten
elektrisch
Mengen.
Solch
Normen
unterstützt
Zustand
Metrologische Laboratorien verschiedener Länder.

Alle gängigen elektrischen und magnetischen Einheiten
Messungen basieren auf dem metrischen System.
BEIM
Zustimmung
mit
modern
Definitionen
elektrische und magnetische Einheiten sind sie alle
abgeleitete Einheiten abgeleitet von bestimmten
physikalische Formeln aus metrischen Längeneinheiten,
Masse und Zeit.
Da die meisten elektrischen und magnetischen
Mengen
nicht
so dass
einfach
messen,
verwenden
genannten Standards, wurde davon ausgegangen, dass es bequemer ist
Installieren
durch
relevant
Experimente
abgeleitete Standards für einige der angegebenen
Mengen, während andere mit solchen Standards gemessen werden.

SI-Einheiten

Ampere, eine Einheit der elektrischen Stromstärke, ist eine davon
sechs Basiseinheiten des SI-Systems.
Ampere (A) - die Stärke eines konstanten Stroms, der wann
entlang zweier paralleler gerader Linien
Leiter von unendlicher Länge mit vernachlässigbaren
kreisförmige Querschnittsfläche,
befindet sich im Vakuum in einem Abstand von 1 m von einem
ein anderer würde jeden Abschnitt des Dirigenten anrufen
1 m lang, eine Wechselwirkungskraft von 2 ∗ 10−7 N.
Volt, Einheit der Potentialdifferenz und elektromotorisch
Stärke.
Volt (V) - elektrische Spannung auf der Baustelle
Stromkreis mit einem Gleichstrom von 1 A an
Stromverbrauch 1 W.

Coulomb, Einheit der Elektrizitätsmenge
(elektrische Ladung).
Coulomb (C) - die Strommenge, die durchgeht
durch den Querschnitt des Leiters an
Gleichstrom mit einer Leistung von 1 A für eine Zeit von 1 s.
Farad, Einheit der elektrischen Kapazität.
Farad (F) - Kondensatorkapazität auf den Platten
die mit einer Ladung von 1 C ein elektr
Spannung 1 V.
Henry, Einheit der Induktivität.
Henry ist gleich der Induktivität des Stromkreises, in dem
eine EMF der Selbstinduktion tritt bei 1 V bei einer Gleichförmigkeit auf
Änderung der Stromstärke in diesem Stromkreis um 1 A in 1 s.

Weber, Einheit des magnetischen Flusses.
Weber (Wb) - magnetischer Fluss, abnehmend
die in der damit gekoppelten Schaltung auf Null gesetzt wird,
mit einem Widerstand von 1 Ohm, fließt
elektrische Ladung gleich 1 C.
Tesla, Einheit der magnetischen Induktion.
Tesla (Tl) - magnetische Induktion eines homogenen
Magnetfeld, in dem der magnetische Fluss
durch eine flache Fläche von 1 m2,
senkrecht zu den Induktionslinien ist gleich 1 Wb.

10. MESSGERÄTE

Zum Messen werden meistens elektrische Messgeräte verwendet
Momentanwerte entweder elektrischer Größen oder
nicht elektrisch, in elektrisch umgewandelt.
Alle Geräte sind in analoge und digitale unterteilt.
Erstere zeigen normalerweise den Wert des Gemessenen an
Werte mittels eines sich entlang bewegenden Pfeils
Graduierungsskala.
Letztere sind mit einer Digitalanzeige ausgestattet, die
zeigt den gemessenen Wert als Zahl an.
Digitale Instrumente in den meisten Messungen sind mehr
bevorzugt, da sie genauer und bequemer sind
beim Ablesen und generell vielseitiger.

11.

Digitale Multimeter
("Multimeter") und digitale Voltmeter verwendet werden
für Messungen mittlerer bis hoher Präzision
Gleichstromwiderstand sowie Spannung und
Wechselstrom.
Analog
Haushaltsgeräte
schrittweise
werden hinausgedrängt
digital, obwohl sie noch wo Anwendung finden
niedrige Kosten sind wichtig und eine hohe Genauigkeit ist nicht erforderlich.
Für die genauesten Widerstands- und Impedanzmessungen
Widerstand (Impedanz) gibt es zu messen
Brücken und andere spezialisierte Messgeräte.
Um den Änderungsverlauf des Messwertes zu registrieren
mit der Zeit werden Aufnahmegeräte, Tonbandgeräte und elektronische Oszilloskope verwendet,
analog und digital.

12. DIGITALE INSTRUMENTE

Alle digitalen Messgeräte (außer
Einzeller) Verstärker und andere elektronische
Blöcke zum Umwandeln des Eingangssignals in ein Signal
Spannung, die dann digitalisiert wird
Analog-Digital-Wandler (ADC).
Eine Zahl, die den gemessenen Wert ausdrückt, wird angezeigt
Licht emittierende Diode (LED), Vakuum-Fluoreszenz-oder
Flüssigkristallanzeige (LCD) (Display).
Das Instrument wird in der Regel über einen eingebauten betrieben
Mikroprozessor und bei einfachen Geräten der Mikroprozessor
kombiniert mit einem ADC auf einer einzigen integrierten Schaltung.
Digitale Instrumente eignen sich gut zum Arbeiten
Verbindung zu einem externen Computer. Bei manchen Typen
Messungen wie ein Computer schaltet die Messung
Gerätefunktionen und gibt Datenübertragungsbefehle für ihre
wird bearbeitet.

13. Analog-Digital-Wandler (ADC)

Es gibt drei Haupttypen von ADCs: integrierende,
sukzessive Annäherung und parallel.
Der integrierende ADC mittelt das Eingangssignal über
Zeit. Von den drei aufgeführten Typen ist dies die genaueste,
wenn auch am langsamsten. Umwandlungszeit
integrierender ADC liegt im Bereich von 0,001 bis 50 s und
Darüber hinaus beträgt der Fehler 0,1-0,0003%.
SAR-ADC-Fehler
etwas mehr (0,4-0,002%), aber die Zeit
Konvertierung - von 10 ms auf 1 ms.
Parallel-ADCs sind die schnellsten, aber auch
am wenigsten genau: Ihre Umwandlungszeit liegt in der Größenordnung von 0,25
ns, Fehler - von 0,4 bis 2%.

14.

15. Diskretisierungsmethoden

Das Signal wird zeitlich schnell abgetastet
Messung zu einzelnen Zeitpunkten und
Halten (Speichern) der Messwerte für eine Weile
diese in digitale Form umzuwandeln.
Die Folge der erhaltenen diskreten Werte
in Form einer Kurve darstellbar sein
Wellenform; Quadrieren dieser Werte und
Zusammenfassend können wir den quadratischen Mittelwert berechnen
Signalwert; Sie können auch für verwendet werden
Berechnungen
Zeit
erhebt euch,
maximal
Wert, zeitlicher Mittelwert, Frequenzspektrum usw.
Die Zeitdiskretisierung kann entweder für erfolgen
eine Signalperiode ("Echtzeit"), entweder (mit
sequentielle oder zufällige Stichprobe) pro Zeile
wiederkehrende Perioden.

16. Digitale Voltmeter und Multimeter

Digital
Voltmeter
und
Multimeter
messen
quasistatischen Wert der Größe und geben Sie ihn in an
digitale Form.
Voltmeter messen direkt die Spannung,
normalerweise DC, während Multimeter messen können
Wechsel- und Gleichspannung, Stromstärke,
Gleichstromwiderstand und manchmal Temperatur.
Diese häufigsten Tests und Messungen
Allzweckgeräte mit einem Messfehler von 0,2
bis 0,001 % kann eine 3,5- oder 4,5-stellige Digitalanzeige haben.
Das "Halbzahl"-Zeichen (Ziffer) ist ein bedingter Hinweis darauf
Das Display kann Zahlen anzeigen, die außerhalb des zulässigen Bereichs liegen
nominelle Anzahl von Zeichen. Beispielsweise könnte eine 3,5-stellige (3,5-stellige) Anzeige im Bereich von 1-2 V angezeigt werden
Spannung bis 1,999 V.

17.

18. Impedanzmesser

Dies sind spezialisierte Instrumente, die messen und anzeigen
Kondensatorkapazität, Widerstandswiderstand, Induktivität
Induktivitäten oder Gesamtwiderstand (Impedanz)
Verbinden eines Kondensators oder einer Induktivität mit einem Widerstand.
Es gibt Geräte dieser Art zur Kapazitätsmessung ab 0,00001 pF
bis 99,999 uF, Widerstände von 0,00001 Ohm bis 99,999 kOhm u
Induktivität von 0,0001 mH bis 99,999 G.
Messungen können bei Frequenzen von 5 Hz bis 100 MHz durchgeführt werden, jedoch beides nicht
ein Gerät deckt nicht den gesamten Frequenzbereich ab. Bei den Frequenzen
nahe 1 kHz kann der Fehler aber nur 0,02 % betragen
Die Genauigkeit nimmt in der Nähe der Grenzen der Frequenzbereiche ab und wird gemessen
Werte.
Die meisten Instrumente können auch Derivate anzeigen
Größen wie die Güte einer Spule oder der Verlustfaktor
Kondensator, berechnet aus den Hauptmesswerten.

19.

20. ANALOGE INSTRUMENTE

Zum Messen von Spannung, Strom und Widerstand an
dauerhaft
aktuell
anwenden
analog
magnetoelektrische Geräte mit einem Permanentmagneten und
bewegliches Teil mit mehreren Umdrehungen.
Solche Zeigergeräte sind gekennzeichnet
Fehler von 0,5 bis 5%.
Sie sind einfach und kostengünstig (z. B. Auto
Instrumente, die Strom und Temperatur anzeigen), aber nicht
dort eingesetzt, wo Bedarf besteht
erhebliche Genauigkeit.

21. Magnetoelektrische Geräte

In solchen Geräten wird die Interaktionskraft verwendet
Magnetfeld mit Strom in den Windungen der Wicklung beweglich
Teil und neigt dazu, letzteres zu drehen.
Das Moment dieser Kraft wird durch das Moment ausgeglichen
durch die Gegenfeder erzeugt, so dass
jeder aktuelle Wert entspricht einem bestimmten
Zeigerposition auf der Skala. Der bewegliche Teil hat
die Form eines mehrgängigen Drahtrahmens mit Abmessungen von
3-5 bis 25-35 mm und so leicht wie möglich gemacht.
Beweglich
Teil,
gegründet
auf der
Stein
Lager oder an einem Metall aufgehängt
Band, platziert zwischen den Polen eines starken
Dauermagnet.

22.

Zwei Schraubenfedern, die das Drehmoment ausgleichen
Moment, dienen auch als Leiter der Wicklung des beweglichen
Teile.
Magnetoelektrisch
Gerät
reagiert
auf der
aktuell,
Durchgang durch die Wicklung seines beweglichen Teils und daher
ist
dich selbst
Amperemeter
oder,
etwas präziser,
Milliamperemeter (weil die obere Grenze des Bereichs
Messung ca. 50 mA nicht überschreitet).
Es kann angepasst werden, um größere Ströme zu messen
Kraft durch Anschluss parallel zur Wicklung des beweglichen Teils
Shunt-Widerstand mit niedrigem Widerstand zu
die Wicklung des beweglichen Teils zweigte nur zu einem kleinen Bruchteil ab
insgesamt gemessener Strom.
Ein solches Gerät eignet sich zum Messen von Strömen
viele tausend Ampere. Wenn in Reihe mit
Schließen Sie einen zusätzlichen Widerstand mit einer Wicklung an, dann das Gerät
in ein Voltmeter verwandeln.

23.

Der Spannungsabfall über einer solchen Reihe
Verbindung
gleich
Arbeit
Widerstand
Widerstand auf den vom Gerät angezeigten Strom, so dass es
die Skala kann in Volt eingeteilt werden.
Zu
tun
aus
magnetoelektrisch
Milliamperemeter Ohmmeter, müssen Sie daran anschließen
in Reihe gemessene Widerstände und gelten für
Das
sequentiell
Verbindung
dauerhaft
Spannung, z. B. von einer Batterie.
Der Strom in einer solchen Schaltung ist nicht proportional
Widerstand, und daher wird eine spezielle Skala benötigt,
korrigierende Nichtlinearität. Dann wird es möglich sein
Lesen Sie den Widerstand jedoch direkt auf einer Skala ab
und mit nicht sehr hoher Genauigkeit.

24. Galvanometer

Zu
magnetoelektrisch
Haushaltsgeräte
sich beziehen
und
Galvanometer sind hochempfindliche Instrumente z
Messungen von extrem niedrigen Strömen.
Es gibt keine Lager in Galvanometern, ihrem beweglichen Teil
an einem dünnen Band oder Faden aufgehängt, gebraucht
stärkeres Magnetfeld, und der Pfeil wird ersetzt
ein Spiegel, der auf das Aufhängungsgewinde geklebt wird (Abb. 1).
Der Spiegel dreht sich zusammen mit dem beweglichen Teil und
Injektion
seine
Wende
ausgewertet
An
Verschiebung
den Lichtfleck wirft er auf die Waage,
in einem Abstand von ca. 1 m installiert.
Die empfindlichsten Galvanometer sind in der Lage zu geben
Abweichung auf der Skala von 1 mm bei einer Stromänderung
nur 0,00001 µA.

25.

Abbildung 1. Ein SPIEGELGALVANOMETER misst den Strom
Durchgang durch die Wicklung seines beweglichen Teils, platziert in
Magnetfeld, entsprechend der Abweichung des Lichtflecks.
1 - Aufhängung;
2 - Spiegel;
3 - Lücke;
4 - dauerhaft
Magnet;
5 - Wicklung
bewegliches Teil;
6 - Frühling
Suspension.

26. AUFNAHMEGERÄTE

Aufnahmegeräte zeichnen die „Geschichte“ der Veränderung auf
Messwert.
Die häufigsten Arten dieser Geräte sind
Streifenschreiber, die die Änderungskurve mit einem Stift aufzeichnen
Werte auf Diagrammpapierband, analog
elektronische Oszilloskope, die die Prozesskurve abtasten
auf der
Bildschirm
Elektronenstrahl
Rohre,
und
Digital
Oszilloskope, die einmal oder selten speichern
sich wiederholende Signale.
Der Hauptunterschied zwischen diesen Geräten ist die Geschwindigkeit.
Aufzeichnungen.
Band
Rekorder
mit
Sie
ziehen um
Mechanische Teile eignen sich am besten für die Registrierung
Signale, die sich in Sekunden, Minuten und noch langsamer ändern.
Elektronische Oszilloskope sind aufzeichnungsfähig
Signale, die sich im Laufe der Zeit von Teilen pro Million ändern
Sekunden bis mehrere Sekunden.

27. MESSBRÜCKEN

Messung
Brücke
Das
in der Regel
vierschultrig
elektrisch
Kette,
aufgezogen
aus
Widerstände,
Kondensatoren und Induktivitäten, ausgelegt für
Bestimmen des Verhältnisses der Parameter dieser Komponenten.
An ein Paar entgegengesetzter Pole ist der Stromkreis angeschlossen
Stromversorgung und zum anderen - ein Nulldetektor.
Messbrücken werden nur dort eingesetzt, wo
Höchste Messgenauigkeit ist gefordert. (Für Messungen mit
Mitte
Präzision
es ist besser
Viel Spaß
Digital
Geräte, da sie einfacher zu handhaben sind.)
Am besten
Transformator
Messung
Brücken
Wechselstrom sind durch einen Fehler gekennzeichnet (Messungen
Verhältnis) in der Größenordnung von 0,0000001 %.
Die einfachste Brücke zur Widerstandsmessung ist nach ihr benannt
sein Erfinder C. Wheatstone

28. Doppelte DC-Messbrücke

Abbildung 2. DOPPELTE MESSBRÜCKE (Thomson-Brücke) genauere Version der Wheatstone-Brücke, geeignet für Messungen
Widerstand von vierpoligen Referenzwiderständen im Bereich
Mikroohm.

29.

Es ist schwierig, Kupferdrähte ohne Einführung an einen Widerstand anzuschließen
während der Widerstand der Kontakte in der Größenordnung von 0,0001 Ohm oder mehr liegt.
Bei einem Widerstand von 1 Ohm führt eine solche Stromleitung zu einem Fehler
in der Größenordnung von nur 0,01 %, aber für einen Widerstand von 0,001 Ohm
Der Fehler beträgt 10%.
Doppelmessbrücke (Thomson-Brücke), deren Schema
in Abb. gezeigt. 2, entworfen, um zu messen
Widerstand von Referenzwiderständen mit kleinem Nennwert.
Der Widerstandswert solcher vierpoliger Referenzwiderstände
definiert als das Verhältnis von Spannung zu ihrem Potential
Anschlüsse (p1, p2 des Rs-Widerstands und p3, p4 des Rx-Widerstands in Fig. 2) an
Strom durch ihre Stromanschlüsse (c1, c2 und c3, c4).
Bei dieser Technik wird der Widerstand der Verbindung
Drähte führen keine Fehler in das gewünschte Messergebnis ein
Widerstand.
Zwei zusätzliche Arme m und n eliminieren den Einfluss
Ader 1 zwischen den Klemmen c2 und c3 verbinden.
Die Widerstände m und n dieser Arme sind so gewählt, dass
die Gleichheit M/m = N/n war erfüllt. Dann wechseln
Widerstand Rs, reduzieren Sie das Ungleichgewicht auf Null und finden Sie Rx =
Rs (N/M).

30. AC-Brücken messen

Die gängigsten Messbrücken
Wechselstrom sind für Messungen entweder auf ausgelegt
Netzfrequenz 50-60 Hz oder bei Tonfrequenzen
(normalerweise um 1000 Hz); spezialisiert
Messbrücken arbeiten mit Frequenzen bis 100 MHz.
In der Regel in Messbrücken von Wechselstrom
statt zwei Schultern, die das Verhältnis genau definieren
Spannung wird ein Transformator verwendet. Zu Ausnahmen
Diese Regel beinhaltet Messbrücke
Maxwell - Wein.

31. Maxwell-Messbrücke - Veena

Abbildung 3. MAXWELL MESSBRÜCKE - VINA für
Vergleichen der Parameter von Referenzinduktoren (L) und
Kondensatoren (C).

32.

Mit einer solchen Messbrücke können Sie Standards vergleichen
Induktivität (L) mit Kapazitätsstandards auf dem Unbekannten
genau Betriebsfrequenz.
Kapazitätsnormale werden bei Messungen von hohen verwendet
Präzision,
soweit
sie
konstruktiv
Einfacher
Präzisionsnormale der Induktivität, kompakter,
Sie sind leichter abzuschirmen und erzeugen praktisch keine
externe elektromagnetische Felder.
Die Gleichgewichtsbedingungen für diese Messbrücke sind:
Lx = R2*R3*C1 und Rx = (R2*R3)/R1 (Abb. 3).
Die Brücke ist auch bei "unrein" ausbalanciert
Stromversorgung (d. h. eine Signalquelle, die
Oberschwingungen der Grundfrequenz), wenn der Wert von Lx dies nicht ist
frequenzabhängig.

33. Transformatormessbrücke

Abbildung 4. TRANSFORMATORMESSBRÜCKE
Wechselstrom zum Vergleich des gleichen Typs komplett
Widerstand

34.

Einer der Vorteile von AC-Messbrücken
- Einfaches Einstellen des genauen Spannungsverhältnisses durch
Transformator.
Im Gegensatz zu eingebauten Spannungsteilern
Widerstände, Kondensatoren oder Induktivitäten,
Transformatoren für eine lange Zeit behalten
konstant eingestelltes Spannungsverhältnis und selten
Neukalibrierung erfordern.
Auf der
Reis.
4
vorgestellt
planen
Transformator
Messbrücke zum Vergleich zweier ähnlicher kompletter
Widerstand.
Zu den Nachteilen der Trafo-Messbrücke
kann
zugeschrieben
dann,
was
Attitüde,
gegeben
Transformator, hängt teilweise von der Frequenz ab
Signal.
Das
führt
zu
brauchen
Design
Transformator
Messung
Brücken
nur
zum
begrenzte Frequenzbereiche, in denen garantiert
Passgenauigkeit.

35. AC-SIGNALMESSUNG

Bei zeitlich veränderlichen AC-Signalen
normalerweise ist es erforderlich, einige ihrer Eigenschaften zu messen,
bezogen auf die Momentanwerte des Signals.
Öfters
Gesamt
wünschenswert
wissen
Effektivwert
(effektive) Werte der elektrischen Größen der Variablen
Strom, da die Heizleistung bei einer Spannung von 1V
Gleichstrom entspricht der Heizleistung bei
Spannung 1 V Wechselspannung.
Darüber hinaus können andere Mengen von Interesse sein,
zum Beispiel der maximale oder durchschnittliche Absolutwert.
Effektivwert der Spannung (RMS).
(oder AC-Stärke) wird als Wurzel definiert
Quadrat der zeitlich gemittelten quadratischen Spannung
(oder Stromstärke):

36.

wobei T die Periode des Signals Y(t) ist.
Der Maximalwert Ymax ist der höchste Momentanwert
Signal, und der durchschnittliche Absolutwert von YAA ist der Absolutwert,
Zeit gemittelt.
Bei sinusförmiger Schwingungsform Yeff = 0,707Ymax und
YAA = 0,637Ymax

37. Wechselspannungs- und Strommessung

Nahezu alle Spannungs- und Kraftmessgeräte
Wechselstrom zeigen den Wert, dass
es wird vorgeschlagen, ihn als effektiven Wert zu betrachten
Eingangssignal.
Allerdings bei Billiggeräten oft tatsächlich
der absolute Mittelwert oder das Maximum wird gemessen
Signalwert, und die Skala ist so abgestuft, dass
Indikation
entsprach
gleichwertig
Effektivwert unter der Annahme, dass der Input
Das Signal ist sinusförmig.
Es sollte nicht übersehen werden, dass die Genauigkeit solcher Instrumente
extrem niedrig, wenn das Signal nicht sinusförmig ist.

38.

Instrumente, die echte Effektivität messen können
Wert von AC-Signalen, sein kann
basierend auf einem von drei Prinzipien: elektronisch
Multiplikation, Signalabtastung oder thermisch
Transformationen.
Geräte, die auf den ersten beiden Prinzipien basieren, wie z
in der Regel reagieren auf Spannung und thermisch
elektrische Messgeräte - für Strom.
Bei Verwendung von Zusatz- und Shunt-Widerständen
alle geräte können sowohl strom als auch messen
Stromspannung.

39. Thermische elektrische Messgeräte

Höchste Messgenauigkeit der Effektivwerte
Stromspannung
und
aktuell
versorgen
Thermal-
elektrische Messgeräte. Sie benutzen
thermischer Stromwandler in Form eines kleinen
evakuierte Glaskartusche mit Heizung
Draht (0,5-1 cm lang), an dessen Mittelteil
eine winzige Perle, die an der heißen Verbindungsstelle des Thermoelements befestigt ist.
Die Sicke sorgt für thermischen Kontakt und gleichzeitig
elektrische Isolierung.
Mit einem Anstieg der Temperatur, in direktem Zusammenhang mit
Wirksam
Wert
aktuell
in
Heizung
Draht, am Ausgang des Thermoelements liegt eine Thermo-EMK an
(Gleichspannung).
Solche Aufnehmer eignen sich zur Kraftmessung
Wechselstrom mit einer Frequenz von 20 Hz bis 10 MHz.

40.

Auf Abb. Fig. 5 zeigt ein schematisches Diagramm einer Thermik
elektrisches Messgerät mit zwei aufeinander abgestimmten
nach den Parametern der thermischen Stromwandler.
Wenn eine Wechselspannung an den Eingangskreis angelegt wird
Vac am Ausgang des Thermoelements des Konverters TC1 tritt auf
Gleichspannung, Verstärker A erzeugt
Konstante
aktuell
in
Heizung
Prokrastination
Konverter TC2, in dem das Thermoelement des letzten
gibt die gleiche Gleichspannung wie die herkömmliche
Ein DC-Instrument misst den Ausgangsstrom.

41.

Abbildung 5. THERMISCHER STROMZÄHLER für
Messung von Effektivwerten von Spannung und Wechselstrom
aktuell.
Mit Hilfe eines zusätzlichen Widerstandes lässt sich der beschriebene Strommesser darstellen
Verwandle es in ein Voltmeter. Da thermische elektrische Zähler
Geräte messen direkt Ströme nur von 2 bis 500 mA, z
größere Ströme erfordern Widerstandsshunts.

42. Messung von Wechselstrom und Energie

Von der Last im Wechselstromkreis aufgenommene Leistung
Strom, ist gleich dem Zeitmittelprodukt
Momentanwerte von Spannung und Laststrom.
Verändern sich Spannung und Strom sinusförmig (z
dies passiert normalerweise), dann kann die Potenz P dargestellt werden
P = EI cosj, wobei E und I die Effektivwerte sind
Spannung und Strom, und j ist der Phasenwinkel (Verschiebungswinkel)
Sinuskurven von Spannung und Strom.
Wenn die Spannung in Volt und der Strom in Ampere ausgedrückt wird,
Die Leistung wird in Watt ausgedrückt.
Der Faktor cosj, Leistungsfaktor genannt,
charakterisiert
Grad
Synchronität
Zögern
Spannung und Strom.

43.

Mit
wirtschaftlich
Punkte
Vision,
am meisten
wichtig
elektrische Größe - Energie.
Die Energie W wird durch das Produkt aus Potenz und bestimmt
Zeitpunkt des Konsums. In mathematischer Form ist dies
wird so geschrieben:
Wenn die Zeit (t1 - t2) in Sekunden gemessen wird, die Spannung e in Volt und der Strom i in Ampere, dann ist die Energie W
ausgedrückt in Wattsekunden, d.h. Joule (1 J = 1 W*s).
Wenn die Zeit in Stunden gemessen wird, wird die Energie in Wattstunden gemessen. In der Praxis ist es bequemer, Elektrizität in Bezug auf auszudrücken
Kilowattstunden (1 kWh = 1000 Wh).

44. Induktionsstromzähler

Der Induktionsmesser ist aber nichts
als Kleinleistungs-Wechselstrommotor mit
zwei Wicklungen - Strom- und Spannungswicklung.
Zwischen den Wicklungen befindet sich eine leitfähige Scheibe
dreht sich
unter
Handlung
Drehmoment
Moment,
proportional zum Stromverbrauch.
Dieses Moment wird durch die induzierten Ströme ausgeglichen
Scheibe mit einem Permanentmagneten, so dass die Drehzahl
Antrieb ist proportional zur Leistungsaufnahme.

45.

Die Anzahl der Umdrehungen der Scheibe in einer bestimmten Zeit
im Verhältnis zum gesamten erhaltenen Strom für
Es ist Zeit für den Verbraucher.
Die Anzahl der Scheibenumdrehungen wird von einem mechanischen Zähler gezählt,
die den Strom in Kilowattstunden anzeigt.
Vorrichtungen dieser Art sind weit verbreitet als
Haushaltsstromzähler.
Ihr Fehler beträgt in der Regel 0,5%; sie
haben eine lange Lebensdauer unter allen
zulässige Stromstärken.

ZUM THEMA:

"ELEKTRISCHE MESSUNGEN"

Einführung

Die Entwicklung von Wissenschaft und Technik ist seit jeher eng mit dem Fortschritt auf dem Gebiet der Messtechnik verbunden. Die große Bedeutung von Messungen für die Wissenschaft wurde von einigen Wissenschaftlern betont.

G. Galilei: „Messe alles, was der Messung zur Verfügung steht, und mache alles zugänglich, was ihr nicht zugänglich ist.“

DI. Mendeleev: "Wissenschaft beginnt, sobald sie zu messen beginnen, exakte Wissenschaft ist ohne Messung undenkbar."

Kelvin: "Alles ist nur in dem Maße bekannt, in dem es gemessen werden kann."

Messungen sind eine der wichtigsten Möglichkeiten, die Natur, ihre Phänomene und Gesetze zu verstehen. Jeder neuen Entdeckung in den Natur- und Technikwissenschaften geht eine Vielzahl unterschiedlicher Messungen voraus. (G. Ohm - Ohmsches Gesetz; P. Lebedev - leichter Druck).

Eine wichtige Rolle spielen Messungen bei der Schaffung neuer Maschinen, Strukturen und der Verbesserung der Produktqualität. Zum Beispiel wurden beim Testen des weltweit größten 1200-MW-Tischturbinengenerators, der bei der Leningrader Vereinigung "Elektrosila" hergestellt wurde, Messungen an 1500 seiner verschiedenen Punkte durchgeführt.

Elektrische Messungen sowohl elektrischer als auch nichtelektrischer Größen spielen dabei eine besonders wichtige Rolle.

Das weltweit erste elektrische Messgerät „Elektrischer Kraftanzeiger“ wurde 1745 von Akademiker G.V. Rokhman, Mitarbeiter von M.V. Lomonossow.

Es war ein Elektrometer - ein Gerät zur Messung der Potentialdifferenz. Doch erst ab der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts stellte sich im Zusammenhang mit der Entwicklung elektrischer Energiegeneratoren die Frage nach der Entwicklung verschiedener elektrischer Messgeräte.

Die zweite Hälfte des 19. Jahrhunderts, Anfang des 20. Jahrhunderts, - russischer Elektroingenieur M.O. Dolivo-Dobrovolsky entwickelte ein Amperemeter und ein Voltmeter, ein elektromagnetisches System; Induktionsmesswerk; Grundlagen ferrodynamischer Bauelemente.

Gleichzeitig hat der russische Physiker A.G. Stoletov - das Gesetz der Änderung der magnetischen Permeabilität, seine Messung.

Gleichzeitig hat Akademiker B.S. Jacobi - Geräte zum Messen des Widerstands eines Stromkreises.

Dann - D.I. Mendeleev - die genaue Theorie der Gewichte, die Einführung des metrischen Maßsystems in Russland, die Organisation einer Abteilung zum Testen elektrischer Messgeräte.

1927 - Leningrad baute das erste inländische Instrumentenwerk "Elektropribor" (jetzt - Vibrator - Produktion von Zählern).

30 Jahre - In Charkow, Leningrad, Moskau, Kiew und anderen Städten wurden Instrumentenfabriken gebaut.

Von 1948 bis 1967 stieg das Volumen der Instrumentenbauleistung um das 200-fache.

In den darauffolgenden Fünfjahresplänen schreitet die Entwicklung des Instrumentenbaus stets mit überragender Geschwindigkeit voran.

Haupterfolge:

– Analoge Geräte zur direkten Bewertung verbesserter Eigenschaften;

– Analoge Signalsteuergeräte mit schmalem Profil;

– Halbautomatische Präzisionskondensatoren, Brücken, Spannungsteiler, andere Installationen;

– Digitale Messgeräte;

– Anwendung von Mikroprozessoren;

– Messcomputer.

Moderne Messgeräte sind aus einer modernen Produktion nicht mehr wegzudenken. Elektrische Messgeräte werden ständig verbessert.

In der Instrumentierung werden die Errungenschaften der Funkelektronik, der Computertechnologie und andere Errungenschaften von Wissenschaft und Technologie weithin genutzt. Zunehmend werden Mikroprozessoren und Mikrocomputer verwendet.

Das Studium der Lehrveranstaltung „Elektrische Messtechnik“ hat zum Ziel:

– Studium des Gerätes und des Funktionsprinzips elektrischer Messgeräte;

- Klassifizierung von Messgeräten, Vertrautheit mit den Symbolen auf den Skalen von Messgeräten;

– Grundlegende Messtechniken, Auswahl bestimmter Messgeräte je nach Messwert und Messanforderungen;

– Bekanntschaft mit den Hauptrichtungen der modernen Instrumentierung.

1 . Grundbegriffe, Messmethoden und Fehler

durch Messung nennt man das empirische Finden der Werte einer physikalischen Größe mit Hilfe spezieller technischer Mittel.

Messungen müssen in allgemein anerkannten Einheiten vorgenommen werden.

Mittel der elektrischen Messungen bezeichnet die technischen Mittel, die bei elektrischen Messungen verwendet werden.

Es gibt folgende Arten von elektrischen Messgeräten:

– Elektrische Messgeräte;

– Messumformer;

– elektrische Messanlagen;

– Messung von Informationssystemen.

messen ein Messinstrument genannt, das dazu bestimmt ist, eine physikalische Größe einer bestimmten Größe zu reproduzieren.

elektrisches Messgerät ein elektrisches Messmittel genannt, das entwickelt wurde, um Signale von Messinformationen in einer Form zu erzeugen, die für die direkte Wahrnehmung des Beobachters zugänglich ist.

Messumformer ein elektrisches Messmittel genannt, das entwickelt wurde, um Signale von Messinformationen in einer Form zu erzeugen, die für die Übertragung, weitere Transformation und Speicherung geeignet ist, aber nicht für eine direkte Wahrnehmung zugänglich ist.

Elektrische Messanlage besteht aus einer Reihe von Messgeräten und Hilfsgeräten. Mit seiner Hilfe können Sie genauere und komplexere Messungen, Überprüfungen und Kalibrierungen von Instrumenten usw. durchführen.

Informationssysteme messen sind eine Reihe von Messgeräten und Hilfsgeräten. Entwickelt für den automatischen Empfang von Messinformationen aus einer Reihe von Quellen zur Übertragung und Verarbeitung.

Messklassifizierung :

a). Abhängig von der Methode, um das Ergebnis zu erhalten, direkt und indirekt :

Direkte Messungen genannt, deren Ergebnis direkt aus experimentellen Daten gewonnen wird (Strommessung mit einem Amperemeter).

Indirekt Messungen genannt, bei denen der gewünschte Wert nicht direkt gemessen wird, sondern als Ergebnis der Berechnung nach bekannten Formeln gefunden wird. Zum Beispiel: P=U·I, wobei U und I mit Instrumenten gemessen werden.

b). Abhängig von der Gesamtheit der Methoden zur Verwendung der Messprinzipien und -mittel Alle Methoden sind in Methoden unterteilt direkte Bewertungs- und Vergleichsmethoden .

Direkte Bewertungsmethode– der Messwert direkt vom Ablesegerät des Direktmessgerätes ermittelt wird (Strommessung mit Amperemeter). Diese Methode ist einfach, hat aber eine geringe Genauigkeit.

Vergleichsmethode- der gemessene Wert wird mit dem bekannten verglichen (Beispiel: Widerstandsmessung durch Vergleich mit einem Widerstandsmaß - einer beispielhaften Widerstandsspule). Die Vergleichsmethode ist unterteilt in Null, Differential und Substitution .

Null- Der gemessene und der bekannte Wert wirken gleichzeitig auf das Vergleichsgerät und bringen dessen Messwerte auf Null (z. B.: Messen des elektrischen Widerstands mit einer abgeglichenen Brücke).

Differential- ein Komparator misst die Differenz zwischen dem gemessenen und dem bekannten Wert.

Substitutionsmethode– der Messwert wird im Messaufbau durch einen bekannten Wert ersetzt.

Diese Methode ist die genaueste.

Messfehler

Die Ergebnisse der Messung einer physikalischen Größe geben aus einer Reihe von Gründen nur ihren ungefähren Wert wieder. Die Abweichung des Messergebnisses vom wahren Wert der Messgröße wird als Messfehler bezeichnet.

Unterscheiden absolut und relativ Error.

Absoluter Fehler Messung ist gleich der Differenz zwischen dem Messergebnis Au und dem wahren Wert der Messgröße A:

Korrektur: ja=A-Ai

Somit ist der wahre Wert der Größe: A=Au+dA.

Sie können den Fehler feststellen, indem Sie die Messwerte des Geräts mit den Messwerten des Beispielgeräts vergleichen.

Relativer Fehler Messung g A ist das Verhältnis des absoluten Messfehlers zum wahren Wert der gemessenen Größe, ausgedrückt in %:

%

Beispiel: Das Gerät zeigt U=9,7 V an. Der tatsächliche Wert von U=10 V bestimmt DU und g U:

„U=9,7–10=–0,3 V g U =

%=3%.

Messfehler haben systematisch und zufällig Komponenten. Zuerst bleiben bei wiederholten Messungen konstant, sie werden ermittelt und ihr Einfluss auf das Messergebnis durch Einführen einer Korrektur eliminiert . Zweiteändern sich zufällig und sie können nicht identifiziert oder beseitigt werden .

In der Praxis elektrischer Messungen wird das Konzept am häufigsten verwendet reduzierter Fehler r p:

Dies ist das Verhältnis des absoluten Fehlers zum Nennwert des Messwerts oder zur letzten Ziffer auf der Instrumentenskala:

%

Beispiel: DU = 0,3 V. Das Voltmeter ist für 100 V ausgelegt. g p \u003d?

g p \u003d 0,3 / 100 100% \u003d 0,3%

Messfehler können darauf zurückzuführen sein :

a). Falsche Installation des Geräts (horizontal statt vertikal);

b). Falsche Bilanzierung der Umgebung (externe Feuchtigkeit, tє).

in). Einfluss externer elektromagnetischer Felder.

G). Falsche Messwerte usw.

Bei der Herstellung von elektrischen Messgeräten werden bestimmte technische Mittel verwendet, die die eine oder andere Genauigkeit bieten.

Der Fehler aufgrund der Qualität der Herstellung des Geräts heißt - grundlegender Fehler .

Entsprechend der Herstellungsqualität werden alle Geräte unterteilt in Genauigkeitsklassen : 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.

Die Genauigkeitsklasse ist auf den Skalen der Messgeräte angegeben. Es bezeichnet den maximal zulässigen reduzierten Basisfehler des Instruments:

%.

Anhand der Genauigkeitsklasse wird bei der Überprüfung des Gerätes festgestellt, ob es für den weiteren Betrieb geeignet ist, d.h. ob es seiner Genauigkeitsklasse entspricht.

Elektrische Messgeräte dienen zur Messung von Parametern, die charakterisieren: 1) Prozesse in elektrischen Systemen: Ströme, Spannungen, Leistungen, elektrische Energie, Frequenzen, Phasenverschiebungen. Dazu werden Amperemeter, Voltmeter, Wattmeter, Frequenzmesser, Phasenmesser verwendet; Stromzähler...
()

und Vergleichsmethode.
(ALLGEMEINE ELEKTROTECHNIK)

Mittel

Grundlegende Informationen zu elektrischen Messgeräten und elektrischen Messgeräten

Zu den elektrischen Messmitteln zählen: Messinstrumente, elektrische Messgeräte, Messumformer, elektrische Messanlagen und Messinformationssysteme. Mittel Messinstrumente genannt, die dazu bestimmt sind, eine physikalische Größe einer bestimmten Größe zu reproduzieren ....
(AUTOMATISIERTE STEUERUNG VON TECHNOLOGISCHEN PROZESSEN BEI ÖL- UND GASBOHREN)

A. Elektrische Messungen

Die Entwicklung von Wissenschaft und Technik ist untrennbar mit Messungen verbunden. D. I. Mendeleev schrieb: „Wissenschaft beginnt, sobald sie zu messen beginnen, exakte Wissenschaft ist ohne Messung undenkbar.“ W. T. Kelvin sagte: „Alles ist nur in dem Maße bekannt, in dem es gemessen werden kann.“ Es ist ganz natürlich, dass die Elektrotechnik ...
(ELEKTRISCHE SCHALTKREISTHEORIE)

Elektrische Messungen, Klassifizierung von Messgeräten

Messung - Ermitteln der Werte physikalischer Größen empirisch mit speziellen Mitteln, die als Messgeräte bezeichnet werden, und Ausdrücken dieser Werte in akzeptierten Einheiten Fridman AE Theorie der messtechnischen Zuverlässigkeit von Messgeräten // Grundprobleme der Genauigkeitstheorie. St. Petersburg: Wissenschaft,...
(THEORETISCHE INNOVATION)

Grundlegende Methoden elektrischer Messungen. Instrumentenfehler

Es gibt zwei Hauptmethoden für elektrische Messungen: direkte Bewertungsmethode und Vergleichsmethode. Bei der Methode der direkten Bewertung wird der Messwert direkt auf der Skala des Instruments abgelesen. In diesem Fall ist die Skala des Messgeräts entsprechend dem Referenzgerät vorkalibriert ...
(ALLGEMEINE ELEKTROTECHNIK)

Objekte elektrische Messungen sind alle elektrischen und magnetischen Größen: Strom, Spannung, Leistung, Energie, magnetischer Fluss usw. Die Bestimmung der Werte dieser Größen ist notwendig, um den Betrieb aller elektrischen Geräte zu bewerten, was die außergewöhnliche Bedeutung von Messungen in der Elektrotechnik bestimmt.

Elektrische Messgeräte werden auch häufig zur Messung nichtelektrischer Größen (Temperatur, Druck etc.) eingesetzt, die zu diesem Zweck in proportionale umgerechnet werden. elektrische Größen. Solche Messverfahren werden allgemein als bezeichnet elektrische Messungen nichtelektrischer Größen. Der Einsatz elektrischer Messverfahren ermöglicht es, Messwerte relativ einfach über große Entfernungen zu übertragen (Telemetrie), Maschinen und Apparate zu steuern (automatische Steuerung), mathematische Operationen an gemessenen Größen automatisch durchzuführen, den Verlauf einfach aufzuzeichnen (z. B. auf Tonband). von geregelten Prozessen etc. Somit sind elektrische Messungen bei der Automatisierung verschiedenster industrieller Prozesse notwendig.

In der Sowjetunion geht die Entwicklung der elektrischen Instrumentierung Hand in Hand mit der Entwicklung der Elektrifizierung des Landes und besonders schnell nach dem Großen Vaterländischen Krieg. Die hohe Qualität der Geräte und die notwendige Genauigkeit der im Betrieb befindlichen Messgeräte werden durch die staatliche Überwachung aller Maßnahmen und Messgeräte gewährleistet.

12.2 Maße, Messinstrumente und Messverfahren

Die Messung jeder physikalischen Größe besteht in ihrem Vergleich mittels eines physikalischen Experiments mit dem Wert der entsprechenden physikalischen Größe, der als Einheit genommen wird. Im allgemeinen Fall braucht man für einen solchen Vergleich der gemessenen Größe mit dem Maß - die reale Wiedergabe der Maßeinheit - Vergleichsgerät. Beispielsweise wird eine beispielhafte Widerstandsspule als Widerstandsmaß in Verbindung mit einem Vergleichsgerät – einer Messbrücke – verwendet.

Die Messung wird stark vereinfacht, wenn dies der Fall ist direkt ablesbares Instrument(auch Anzeigeinstrument genannt), das den Zahlenwert der gemessenen Größe direkt auf der Skala oder dem Zifferblatt anzeigt. Beispiele sind Amperemeter, Voltmeter, Wattmeter, Stromzähler. Beim Messen mit einem solchen Gerät wird kein Maß (beispielsweise eine beispielhafte Widerstandsspule) benötigt, aber das Maß wurde beim Gradieren der Skala dieses Geräts benötigt. Vergleichsgeräte haben in der Regel eine höhere Genauigkeit und Empfindlichkeit, aber die Messung mit direkt ablesenden Geräten ist einfacher, schneller und billiger.

Je nachdem, wie die Messergebnisse zustande kommen, gibt es direkte, indirekte und kumulative Messungen.

Gibt das Messergebnis direkt den gewünschten Wert der untersuchten Größe an, so gehört eine solche Messung in die Reihe der direkten Messungen, z. B. Strommessung mit einem Amperemeter.

Muss die Messgröße auf Basis direkter Messungen anderer physikalischer Größen bestimmt werden, mit denen die Messgröße in einer gewissen Abhängigkeit verbunden ist, so wird die Messung als indirekt eingestuft. Beispielsweise ist es indirekt, den Widerstand eines elektrischen Schaltungselements zu messen, wenn man Spannung mit einem Voltmeter und Strom mit einem Amperemeter misst.

Es ist zu beachten, dass bei der indirekten Messung eine erhebliche Verringerung der Genauigkeit im Vergleich zur Genauigkeit bei der direkten Messung aufgrund der Addition von Fehlern bei direkten Messungen der in den Berechnungsgleichungen enthaltenen Größen möglich ist.

In einer Reihe von Fällen wurde das endgültige Messergebnis aus den Ergebnissen mehrerer Gruppen direkter oder indirekter Messungen einzelner Größen abgeleitet, und die untersuchte Größe hängt von den gemessenen Größen ab. Eine solche Messung wird aufgerufen kumulativ. Beispielsweise umfassen kumulative Messungen das Bestimmen des Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstands eines Materials basierend auf Messungen des Widerstands des Materials bei verschiedenen Temperaturen. Kumulative Messungen sind typisch für Laborstudien.

Abhängig von der Methode der Verwendung von Instrumenten und Maßen ist es üblich, zwischen den folgenden Hauptmessverfahren zu unterscheiden: direkte Messung, Null- und Differenzmessung.

Beim Benutzen durch direkte Messung(oder Direktablesung) der Messwert bestimmt wird durch

direktes Ablesen des Messwerts eines Messgeräts oder direkter Vergleich mit einer Messung einer bestimmten physikalischen Größe (Strommessung mit einem Amperemeter, Längenmessung mit einem Meter). Die obere Grenze der Messgenauigkeit ist dabei die Genauigkeit des Messgeräts, die nicht sehr hoch sein kann.

Beim Messen Null-Methode der exemplarische (bekannte) Wert (bzw. die Wirkung seiner Wirkung) wird geregelt und sein Wert mit dem Wert des gemessenen Wertes (bzw. der Wirkung seiner Wirkung) gleichgesetzt. Mit Hilfe eines Messgeräts wird in diesem Fall nur Gleichheit erreicht. Das Gerät muss hochempfindlich sein, und es heißt Null Instrument oder Null-Indikator. Als Nullungsinstrumente werden für Gleichstrom üblicherweise magnetoelektrische Galvanometer verwendet (siehe § 12.7), für Wechselstrom elektronische Nullanzeiger. Die Messgenauigkeit der Nullmethode ist sehr hoch und wird hauptsächlich durch die Genauigkeit der Referenzmessungen und die Empfindlichkeit der Nullinstrumente bestimmt. Unter den Nullverfahren der elektrischen Messung sind Brücken- und Kompensationsverfahren die wichtigsten.

Eine noch größere Genauigkeit kann mit erreicht werden differenzielle Methoden Messungen. In diesen Fällen wird der gemessene Wert durch einen bekannten Wert ausgeglichen, aber der Messkreis wird nicht vollständig ins Gleichgewicht gebracht, und die Differenz zwischen dem gemessenen und dem bekannten Wert wird durch direktes Ablesen gemessen. Differenzialverfahren werden verwendet, um zwei Größen zu vergleichen, deren Werte sich wenig voneinander unterscheiden.