- Приборы для измерения характеристик электрического тока (амперметр, вольтметр, мультиметр)
- Приборы, измеряющие давление;
- Приборы, измеряющие температуру;
- Приборы для измерения расхода, количества, состава, уровня, состояния вещества и т.д.
2. По способу получения данных
- Показывающие - демонстрируют значение измерения величины в данный момент времени (тестер, частотомер);
- Регистрирующие - предназначены для автоматической записи измеряемой величины за время работы прибора;
- Сигнализирующие - снабжены световой или звуковой сигнализацией, срабатывающей в случае достижения измеряемой величиной заданного значения (тестер определения напряжения);
- Регулирующие - предназначены для автоматического поддержания конкретного значения измеряемой величины;
- Измерительные автоматы - это устройства, которые по результатам проведенных измерений выполняют некоторую последовательность действий, согласно заложенной программе.
3. По виду показаний
- аналоговые приборы (значение измерения определяется с помощью стрелки и шкалы с делениями)
- цифровые приборы (измеренное значение демонстрируется на дисплее в виде конкретного числа)
4. По расположению
- местные (закрепляются на самом объекте измерений или рядом с ним)
- дистанционные (передают измеряемые параметры на расстояние).
5. По назначению
- рабочие (применяются для конкретных практических целей измерений),
- образцовые (предназначены для поверки рабочих)
- эталонные (воспроизведение единиц измерения с максимально возможной точностью).
Ко всем измерительным приборам можно предъявить ряд общих требований:
1. Высокая точность.
2. Широкий предел измерения.
3. Высокая чувствительность (чувствительность – способность прибора реагировать на малые изменения исследуемой величины).
4. Высокая надежность (срок службы).
5. Отсутствие влияния на измерительную схему или объект.
6. Высокое быстродействие (быстродействие – способность прибора мгновенно реагировать на результат измерения).
7. Быстрая готовность к работе.
8. Простота и удобство в эксплуатации и ремонте.
9. Безопасность в работе.
Принцип действия электромеханических приборов (ЭМП)
Рис. 5. Упрощенная схема ЭМП
Измеряемая величина Х подаётся на измерительную схему, где она качественно или количественно преобразуется в величину Y; величина Y воздействует на измерительный механизм, в этом механизме Y преобразуется в угловое перемещение α стрелки отсчётного устройства. В результате угловое отклонение создаст вращательный момент, который зависит от величины Х.
- момент вращения (1)
Под воздействием стрелка отсчетного устройства отклоняется до упора за счёт инерции; чтобы обеспечить равенство (1) создают противодействующий момент с помощью пружины.
- противодействующий момент (2)
- удельный противодействующий момент, зависит от свойства выбранной пружины, находится по справочнику.
При равенстве моментов стрелка должна остановиться; чтобы этого добиться, создают успокаивающий момент:
- успокаивающий момент (3)
Создание гарантирует чувствительность ЭМП
Где:
n – число делений;
- предел измерения.
- хорошая чувствительность.
Цена деления:
Аналоговые приборы по виду измерительного механизма делятся на несколько типов:
I. Магнитоэлектрические
Принцип действия:
Взаимодействие поля постоянного магнита и контура с током.
Обозначение:
Достоинства:
1. Равномерность шкалы
2. Высокая чувствительность.
3. Высокий класс точности (0,1)
4. Отсутствие влияния внешних магнитных полей.
Недостатки:
1. Используется только в цепях переменного тока.
2. Сложность конструкции.
Применение:
Применяются в милли-, микро-, амперметрах и вольтметрах, частотомерах.
II. Электромагнитные
Принцип действия:
Взаимодействие магнитного поля катушки с сердечником и тока.
Обозначение:
Достоинства:
1. Возможность применения в цепях переменного тока с частотой до 8000 Гц
2. Простота конструкции.
3. Надёжность в эксплуатации.
4. Устойчивость к перегрузкам.
Недостатки:
1. Неравномерность шкалы.
2. Подвержены влиянию внешних магнитных полей.
3. Возникают вихревые токи.
4. Остаточная магнитная индукция в сердечнике.
Применение:
Амперметры и вольтметры в цепях переменного тока, частотомеры, фазометры.
III. Электродинамические
Принцип действия:
Взаимодействие двух катушек – подвижной и неподвижной.
Обозначение:
Достоинства:
1. Отсутствие стальных сердечников.
2. Высокий класс точности (0,1; 0,2)
3. Может использоваться в цепях как переменного, так и постоянного тока.
Недостатки:
1. Чувствительны к внешним магнитным полям.
2. Низкая чувствительность
3. Высокая стоимость.
4. Требуется постоянный уход и обслуживание.
Применение:
Амперметры, вольтметры, ваттметры, частотомеры, приборы для измерения угла сдвига фаз, ёмкости.
IV. Электростатические
Принцип действия:
Взаимодействие электрически заряженных частиц (проводников).
Обозначение:
Достоинства:
1. Может работать в цепях как постоянного, так и переменного тока.
2. Не зависит от внешней магнитной частоты, формы, кривой напряжения.
3. Обладает высоким входным сопротивлением.
4. Практически не потребляет активной мощности.
Недостатки:
1. Неравномерность шкалы
2. Измерения только до 30 МГц
3. Низкая чувствительность
4. Не для малых напряжений.
Применение:
Вольтметры (для снятия действительного напряжения в цепях переменного тока).