Файл: Попов В.С. Электрические измерения (с лабораторными работами) учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 123

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ностп 1,5 приведенная допустимая дополнительная по­ грешность от температуры, так же как и основная, сос­

тавляет

± 1 , 5 % .

 

Для

приборов

групп Б и В установлены меньшие,

чем для группы А,

приведенные допустимые погрешности

от температуры. Так, например, для приборов класса точности 0,5 группы Б допустимая погрешность от темпе­ ратуры ограничена ± 0 , 4 % , а для приборов группы В

± 0 , 3 % .

Приведенные допустимые погрешности приборов групп А, Б и В, вызванные определенным отклонением прибора от рабочего нормального положения и отклонением час­ тоты на ± 1 0 % от номинальной, установлены равными осиовной погрешности.

Внешние магнитные и электрические поля, накладываясь на собственные поля приборов, оказывают влияние на показания приборов. Это влияние увеличивается с уси­ лением внешнего поля и уменьшением собственного поля прибора. Влияние внешних полей ослабляется приме­ нением экранов.

Изменение показаний приборов постоянного тока при самом неблагоприятном направлении поля напряженно­

стью 400 А/м не должно превышать ± 0 , 5 %

для приборов

категории I и 1,0%

для

приборов категории

I I классов

точности 0,1; 0,2 и

0,5 и

соответственно ± 1 , 0

и ± 2 , 5 %

для классов точности 1 и 1,5.

 

 

Такие же значения изменений показаний

допускаются

для приборов переменного тока с частотой до 1 кГц под влиянием однородного магнитного поля напряженностью 400 А/м, изменяющегося с той же частотой, что и частота измеряемой величины, при самых неблагоприятных фазе и направлении поля.

Приборы переменного тока с магнитоэлектрическим измерительным механизмом должны удовлетворять выше­ указанным требованиям при испытании в переменном и постоянном магнитных полях.

При монтаже приборов на щите из ферромагнитного материала толщиной 3 мм и установке переносных прибо­ ров на ферромагнитном основании толщиной 3 мм изме­

нение их показаний не должно превышать ± 0 , 2 5 %

для

приборов категории I и ± 0 , 5 %

для приборов категории I I

классов

точности 0,1;

0,2; 0,5

и соответственно ± 0

, 5 и

± 1 , 0 %

для приборов

более

низких классов

точности.

Из изложенного следует, что

в общем случае

точность

43


измерения величины измерительным прибором определя­ ется суммой двух погрешностей — основной и допол­ нительной.

а) Устойчивость к перегрузкам

Различают два вида перегрузки: 1) термическую — длительную перегрузку прибора током (превышающим номинальный), при которой происходит нагрев отдельных частей прибора выше допустимых значений; 2) динамиче­ скую — импульсную перегрузку током, при которой под­

вижная часть

отбрасывается

в предельное

положение

и испытывает

механический

удар,

при котором

могут

повредиться

подвижная часть,

подпятники

и

т. п.

В ГОСТ 1845-59 предъявлены к приборам требования в от­ ношении устойчивости приборов к тому и другому виду перегрузки.

 

и) Прочность

изоляции

 

Изоляция измерительных приборов и вспомогатель­

ных' частей должна

обладать

достаточной электрической

 

 

 

Т а б л и ц а 1-5

 

Нормы для

испытания изоляции приборов

 

 

 

 

Действугощее значение

 

 

 

испытательного напря­

 

 

 

жения,

к В

Номинальное напряжение прибора

 

 

 

или номинальное напряжение сети

При номи­

При повышен­

 

 

 

ной влажно­

 

 

 

нальной

 

 

 

сти (приборы

 

 

 

влажности

группы В)

До 40

В

 

0,5

0,5

Выше 40 до 650 В

 

2,0

1,5

Выше

650 до 1 ООО В

 

3,0

2,0

 

 

 

5,0

3,5

Для

приборо.в, предназначенных

для

 

включения через измерительные траис-

 

 

 

 

2,0

1,5 кВ

прочностью. Согласно ГОСТ 1845-59 изоляция должна выдерживать в течение 1 мин указанное табл. 1-5 напря­ жение переменного тока частотой 50 Гц.

44


к) Мощность потерь

Работа измерительного прибора связана с расходом электрической энергии. Большая часть ее идет на нагре­ вание его электрической цепи, меньшая — на вихревые токи и перемагничивание стали. В большинстве случаев эта мощность потерь мала -с точки зрения экономии элект­ роэнергии. Но в отношении повышения температуры отдельных частей прибора и вызванных этим обстоятель­ ством погрешностей всегда следует иметь прибор с мень­ шей мощностью потерь. Кроме того, мощность потерь прибора и его параметры должны быть такими, чтобы вклю­ чение прибора не вносило изменений в режим работы -цепи, в которой производится измерение, и тем самым не явля­ лось источником погрешностей. Последнее особенно важно при измерении в цепях с малой мощностью.

В табл. 1-6 даны примерные мощности потерь некото­ рых приборов.

 

 

 

 

Т а б л и ц а

1-6

Мощности

потерь электроизмерительных

приборов

 

 

 

 

Мощность потерь,

 

 

 

 

 

Вт (В-А)

 

Приборы

амперметров

вольтметров

и

последова­

 

 

тельных

це­

и параллель-

 

 

пых цепей

 

 

пей ваттмет­

 

 

ров при токе

при напря­

 

 

жении 100 В

 

 

 

5 А

 

 

 

 

 

 

 

Амперметры:

 

 

0.2—0.5

 

 

выпрямительные других систем . . .

 

 

1—10

 

 

 

Вольтметры:

 

 

 

 

 

 

магнитоэлектрические

 

 

 

0.1—1

выпрямительные других систем . . .

 

 

2—10

 

 

 

1—5

 

3 - 6

 

 

 

3—4

 

5—8

 

 

 

1—2

 

1 - 4

 

л)

Надежность

 

 

 

 

При массовом производстве п применении средств измерений

существенное значение имеет их надежность.

 

 

 

Под н а д е ж н о с т ь ю

понимают свойство

изделия —

сред­

ства измерения,

его узлов,

блоков или

детален

— выполнять

45


функции, для которых опп предназначены при определенных у с л о ­ виях эксплуатации п которые определяются стандартом или техни­ ческими условиямп.

Если значегше одного плп нескольких параметров изделия выходит за пределы, установленные ГОСТ или техническими у с л о ­

виями, то говорят, что имеет место

о т к а з .

Таким образом,

после

отказа

изделие или продолжает функционировать с худшим

каче­

ством пли совсем перестает выполнять свои функции.

 

 

Изделие, позволяющее обнаружить отказ и устранить его,

обладает

в о с с т а и а в л и в а е м

о с т ь ю ,

таким

свойством

обладает,

в частности, большинство

средств

измерения.

 

Б

е з о т к а з я о с т ь — э т о

свойство

изделия

непрерывно

функционировать в определенных условиях в течение определен­ ного времени. Оно устанавливается ГОСТ пли техническими у с л о ­ виямп.

Д о л г о в е ч н о с т ь — свойство пзделия

функционировать

в определенных условиях продолжительное время,

характеризуется

периодом времени практического использования пзделия от начала эксплуатации до момента, с которого эксплуатация его делается технически пли экономически нецелесообразной. Так, например,

электрические счетчики

имеют долговечность

около 20 лёт.

 

 

Г а р а н т и й н ы м

с р о к о м называется период

времени,

в

течение которого

завод-изготовитель

гараптирует

исправ­

ную работу изделия при соблюдении правил эксплуатации

при ­

бора .

 

 

 

 

/

Количественные показатели надежности

в большинстве

слу ­

чаев определяются путем прогноза в период, когда изделие ста­ вится на серийное производство. При этом незначительная часть лзделпп отбирается для испытаний на надежность. По результатам этих испытаний определяют показатели надежности всех изделий

данного типа.

К

ним

относятся

м а к с и м а л ь п а я

и н т е н ­

с и в н о с т ь

о т к а з о в

Я, м и н и м а л ь н а я

 

в е р о я т ­

н о с т ь б е з о т к а з н о й

р а б о т ы

P M i r a , с р е д н е е

в р е ­

м я б е з о т к а з н о й р а б о т ы

Т п др .

 

 

 

Интенсивностью

отказов

называется

отношение

числа

отка­

зов приборов в единицу времени к числу исправно

 

работающих

приборов .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обозначив число испытуемых приборов JV, время

испытания

приборов на надежность t, число отказов п за время t,

можно

напи­

сать выражение

интенсивности

отказов:

 

 

 

 

 

 

 

->

_

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(N

n)f

 

 

 

 

Вероятностью

безотказной

работы

называется

 

вероятность

того, что в течение времени непрерывной работы t не произойдет ни одного отказа. Часто пользуются приближенным значением этого

показателя, определяемым отношением

числа приборов, продолжа­

ющих

после

определенного времени

безотказно работать, к о б ­

щему

числу

приборов:

 

P = {N—n)/N.

Среднее время безотказпой работы Т определяется как среднее арифметическое время исправной работы каждого прибора.

46


Обозпачив время потравной

работы отдельного г-го

прибора

ti, можно написать выражение среднего времени безотказной

работы

;V

 

 

i =

l

 

П о найденным показателям надежности можно определить долговечность, гарантийный срок и другие качественные показатели изделия.

Глава вторая

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПРИБОРОВ НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ

2 - 1 . М А Г Н И Т О Э Л Е К Т Р И Ч Е С К А Я СИСТЕМА

В магнитоэлектрических измерительных механизмах перемещение подвижной части вызывается силами взаи­ модействия поля постоянного магнита и тока, проходя­

щего

по

катушке.

 

 

 

 

 

Измерительный

 

 

механизм

 

(рис. 2-1) состоит из неподвижной

 

магнитной цепи и подвижной ча­

 

сти.

Магнитная

цепь

образуется

 

постоянным

магнитом

NS,

двумя

 

стальными

пластинами

с

укреп­

 

ленными на их концах полюсными

 

башмаками

N'S'

и

стальным ци­

 

линдром 1. В зазоре между'цилинд­

 

ром

и

полюсными

башмаками

 

образуется однородное радиальное

 

магнитное поле.

 

 

 

 

 

 

Постоянный

магнит

изготов­

 

ляется

из

высококачественных

 

никель - алюминиево - кобальтовых

 

сталей с большой удельной маг­

 

нитной

энергией,

что

 

позволяет

 

получить

 

в зазоре

магнитную

 

индукцию 0,2—0,3

Т.

 

Остальные

Рис. 2 - 1 . Измерительный

части

магннтопровода

изготовля­

механизм магнитоэлек­

ются

из

магнитномягких

ста­

трической системы.

лей.

Подвижная часть измерительного механизма включает прежде всего рамку 2, состоящую из легкого прямоуголь­ ного алюминиевого каркаса с наложенной на него обмоткой из медной или алюминиевой изолированной проволоки

47