Elektrimõõtmiste põhimeetodite tüübid ja tehnoloogia. Elektrilised mõõtmised ja instrumendid

ELEKTRIMÕÕTMED JA INSTRUMENDID

3.1. Mõõtmiste roll elektrotehnikas

Igas teadmistevaldkonnas on mõõtmised ülimalt olulised, kuid eriti olulised on need elektrotehnikas.

Mehaaniline, termiline, valgusnähtused inimene tajub oma meelte abil. Me, kuigi ligikaudselt, suudame hinnata objektide suurust, nende liikumise kiirust ja helendavate kehade heledust. Pikka aega nii uuriti tähistaevast.

Aga sina ja mina reageerime täpselt samamoodi juhile, mille vool on 10 mA või 1 A(st 100 korda rohkem).

Me näeme juhi kuju, selle värvi, kuid meie meeled ei võimalda hinnata voolu suurust. Samamoodi oleme täiesti ükskõiksed pooli tekitatava magnetvälja, kondensaatori plaatide vahelise elektrivälja suhtes. Meditsiin on tuvastanud elektri- ja magnetvälja teatud mõju inimkehale, kuid me ei tunne seda mõju ja suurust. elektromagnetväli me ei oska hinnata.

Ainsad erandid on väga tugevad väljad. Kuid ka siin on ebameeldiv kipitustunne, mida võib märgata ringi käies kõrgepingeliinülekanne ei võimalda meil isegi ligikaudselt hinnata liini elektripinge suurust.

Kõik see sundis füüsikuid ja insenere elektri uurimise ja rakendamise esimestest sammudest alates kasutama elektrilisi mõõteriistu.

Instrumendid on elektriinseneri silmad ja kõrvad. Ilma nendeta on ta kurt ja pime ning täiesti abitu. Tehastesse ja uurimislaboritesse paigaldatakse miljoneid elektrilisi mõõteriistu. Igas korteris on ka mõõteseade - elektriarvesti.

Elektriliste mõõtevahendite näitude (signaalide) abil hinnatakse erinevate elektriseadmete tööd ja elektriseadmete seisukorda, eelkõige isolatsiooniseisundit. Elektrilised mõõteriistad eristuvad kõrge tundlikkuse, mõõtmistäpsuse, töökindluse ja teostamise lihtsuse poolest.

Elektriliste instrumentide valmistamise edu viis selleni, et teised tööstused hakkasid selle teenuseid kasutama. Mõõtmete, kiiruste, massi ja temperatuuri määramiseks hakati kasutama elektrilisi meetodeid. Isegi oli iseseisev distsipliin “Elektrilised mõõtmised ei ole elektrilised kogused ”.

Elektriliste mõõteriistade näidud on edastatavad pikkade vahemaade taha (telemeetria), neid saab kasutada otsene mõju peal tootmisprotsessid(automaatreguleerimine); nende abil salvestatakse kontrollitud protsesside kulgu, näiteks lindile salvestades jne.

Pooljuhttehnoloogia kasutamine on oluliselt laiendanud elektriliste mõõteriistade kasutust.

Mis tahes füüsikalise suuruse mõõtmine tähendab selle väärtuse eksperimentaalset leidmist spetsiaalsete tehniliste vahenditega.

Uusimate seadmete stendi testimine on mõeldamatu ilma elektrimõõtmisteta Seega 1200 võimsusega turbogeneraatori testimisel MW Elektrosila tehases tehti mõõtmisi 1500 punktis.

Elektriliste mõõteriistade areng on kaasa toonud nendes mikroelektroonika kasutamise, mis võimaldab mõõta füüsikalisi suurusi veaga mitte rohkem kui 0,005-0,0005%.

3.2. Põhimõisted, terminid ja määratlused

tulemused teoreetilised tegevused ilma eksperimentaalse kontrollita on ebausaldusväärsed. Mõõteseadmed katse ajal annavad tulemusi, mis näitavad toodete kvaliteeti ja kvantiteeti, tehnoloogiliste protsesside õigsust, turustamist, tarbimist ja valmistamist. Samal ajal osutusid eelistatavamaks elektrilised mõõtmised madala energiatarbimise, mõõdetud väärtuste vahemaa tagant edastamise võimaluse, mõõtmise ja edastamise suure kiiruse ning suure täpsuse ja tundlikkuse tõttu.

Elektrilised mõõtmised ja instrumendid, nende ühtsuse tagamise meetodid ja vahendid, nõutava täpsuse saavutamise meetodid - kõik see puudutab metroloogiat ning optimaalsete normide ja interaktsioonireeglite kehtestamise põhimõtteid ja meetodeid. standardimine.

IN Venemaa Föderatsioon standardimine ja metroloogia on ühendatud üheks avalik teenistus- Riiklik standardite komitee. 1963. aastal tutvustas GOST 9867-61 arvestil põhinevat rahvusvahelist mõõtühikute süsteemi (SI). m), kilogramm ( kg), sekundit ( Koos), amper ( A), kelvin ( TO) ja kandelad ( cd).

Elektriliste mõõtmiste ja instrumentide küsimusi on lihtsam mõista, kui mõistete ja definitsioonide sisu on teada.

Metroloogia- teadus mõõtmiste, nende ühtsuse tagamise meetodite ja vahendite ning nõutava täpsuse saavutamise meetodite kohta.

Mõõtmine- füüsikalise suuruse väärtuse leidmine katseliselt spetsiaalsete tehniliste vahenditega.

Mõõtmise tulemus- mõõtmisel leitud füüsikalise suuruse väärtus.

Mõõtke- mõõteriist, mis on ette nähtud teatud suurusega füüsikalise suuruse (näiteks valguse mõõtühiku - cd) reprodutseerimiseks.

Mõõteandur- mõõtevahend mõõteinformatsiooni signaali genereerimiseks kujul, mis on mugav edastamiseks, edasiseks teisendamiseks, töötlemiseks (või salvestamiseks), kuid mis ei ole vaatleja poolt vahetult tajutav. Esmane mõõtemuundur on andur.

Mõõteseade- mõõtevahend, mis on ette nähtud mõõtmisteabe signaali genereerimiseks vaatlejale vahetult tajutavas vormis.

3.3. Mõõtmismeetodid. Mõõtmisviga

Erinevate mõõdetud elektriliste suuruste jaoks on olemas omad mõõteriistad, nn meetmed. Näiteks on tavalised elemendid EMF-i mõõtmed, mõõtetakistid on elektritakistuse mõõtmed, mõõteinduktiivpoolid on induktiivsuse mõõtmed, konstantse mahtuvusega kondensaatorid on elektrilise mahtuvuse mõõtjad jne.

Praktikas kasutatakse erinevate füüsikaliste suuruste mõõtmiseks erinevaid meetodeid. Viimased jagunevad olenevalt tulemuse saamise meetodist sirge Ja kaudne. Kell otsene mõõtmine suuruse väärtus saadakse otse katseandmetest. Kell kaudne mõõtmine suuruse soovitud väärtus leitakse loendamisel, kasutades teadaolevat seost selle suuruse ja otsemõõtmistel saadud väärtuste vahel. Seega saab ahela lõigu takistuse määrata, mõõtes seda läbivat voolu ja rakendatud pinget, millele järgneb selle takistuse arvutamine Ohmi seaduse alusel. Elektrimõõtmistehnoloogias enim kasutatavad meetodid on otsemõõtmismeetodid, kuna need on tavaliselt lihtsamad ja nõuavad vähem aega.

Elektrilises mõõtetehnoloogias kasutavad nad ka võrdlusmeetod, mis põhineb mõõdetud väärtuse võrdlemisel reprodutseeritava mõõdikuga. Võrdlusmeetod võib olla kompenseeriv või sild. Rakenduse näide hüvitamise meetod kasutatakse pinge mõõtmiseks, võrreldes selle väärtust tavalise elemendi EMF väärtusega. Näide silla meetod on takistuse mõõtmine nelja haruga sillaahela abil. Kompensatsiooni- ja sillameetodil tehtavad mõõtmised on väga täpsed, kuid nõuavad keerukamaid mõõteseadmeid.

Teaduse ja tehnika vajadused hõlmavad paljusid mõõtmisi, mille vahendeid ja meetodeid pidevalt arendatakse ja täiustatakse. Kõige olulisem roll selles valdkonnas on elektriliste suuruste mõõtmisel, mis leiab laialdast rakendust väga erinevates tööstusharudes.

Mõõtmiste mõiste

Mis tahes füüsikalise suuruse mõõtmiseks võrreldakse seda sama tüüpi nähtuse teatud kogusega, mis on võetud mõõtühikuna. Võrdlusest saadud tulemus esitatakse numbriliselt sobivates ühikutes.

See toiming viiakse läbi kasutades erilised vahendid mõõtmised - objektiga interakteeruvad tehnilised seadmed, mille teatud parameetreid on vaja mõõta. Sel juhul kasutatakse teatud meetodeid – tehnikaid, mille kaudu võrreldakse mõõdetud väärtust mõõtühikuga.

Elektriliste suuruste mõõtmiste liigitamisel tüübi järgi on mitu märki:

Mõõtmistoimingute arv. Siin on oluline, kas need on üks või kaks korda.
Täpsusaste. Seal on nii tehnilisi, kontroll- ja taatlusmõõtmisi, kõige täpsemaid mõõtmisi kui ka ühtviisi täpseid ja mittevõrd täpseid.
Mõõdetud koguse muutumise olemus ajas. Selle kriteeriumi kohaselt võivad mõõtmised olla staatilised ja dünaamilised. Dünaamiliste mõõtmiste abil saame hetkeväärtused kogused, mis ajas muutuvad, ja staatilised – mõned konstantsed väärtused.
Tulemuse esitlus. Elektriliste suuruste mõõtmisi saab väljendada suhtelistes väärtustes või terminites absoluutne vorm.
Meetod soovitud tulemuse saavutamiseks. Selle kriteeriumi järgi jagunevad mõõtmised otsesteks (mille puhul saadakse tulemus otse) ja kaudseteks, mille puhul mõõdetakse otseselt ükskõik millise soovitud väärtusega seotud suurusi. funktsionaalne sõltuvus. Viimasel juhul arvutatakse saadud tulemuste põhjal soovitud füüsikaline suurus. Seega on voolu mõõtmine ampermeetri abil otsese mõõtmise näide ja võimsus on kaudne.

Mõõtmine

Mõõtmiseks mõeldud seadmetel peavad olema standardsed omadused ning need peavad säilitama teatud aja või taasesitama mõõtühikut, mille jaoks need on ette nähtud.

Elektriliste suuruste mõõtmise instrumendid jagunevad sõltuvalt nende eesmärgist mitmesse kategooriasse:

Meetmed. Need vahendid on ette nähtud teatud kindla suurusega väärtuse taasesitamiseks - näiteks takisti, mis taasesitab teatud takistuse teadaoleva veaga.
signaali moodustamine talletamiseks, teisendamiseks, edastamiseks mugavas vormis. Sellist teavet pole otseseks tajumiseks saadaval.
Elektrilised mõõteriistad. Need tööriistad on loodud teabe esitamiseks vaatlejale kättesaadaval kujul. Need võivad olla kaasaskantavad või statsionaarsed, analoog- või digitaalsed, salvestavad või signaalivad.
Elektrimõõtepaigaldised on ülalnimetatud vahendite ja lisaseadmete kompleksid, mis on koondatud ühte kohta. Installatsioonid võimaldavad rohkem keerukad mõõtmised(Näiteks, magnetilised omadused või takistus), toimivad kontrolli- või võrdlusseadmetena.
Elektrilised mõõtesüsteemid on samuti erinevate vahendite kombinatsioon. Erinevalt paigaldistest on aga elektriliste suuruste ja muude vahendite mõõtmise instrumendid süsteemi sees hajutatud. Süsteeme kasutades saab mõõta mitmeid suurusi, salvestada, töödelda ja edastada mõõtmisteabe signaale.

Kui on vaja lahendada mõni konkreetne kompleksne mõõtmisprobleem, moodustatakse mõõtmis- ja arvutuskompleksid, mis ühendavad endas mitmeid seadmeid ja elektroonilisi arvutusseadmeid.

Mõõteriistade omadused

Mõõteseadmete seadmetel on teatud omadused, mis on olulised nende otseste funktsioonide täitmiseks. Need sisaldavad:

nagu tundlikkus ja selle lävi, elektrilise suuruse mõõtmisvahemik, instrumendi viga, jagamise väärtus, kiirus jne.
Dünaamilised omadused, näiteks amplituud (seadme väljundsignaali amplituudi sõltuvus sisendi amplituudist) või faas (sõltuvus faasinihke sõltuvalt signaali sagedusest).
Toimivusomadused, mis peegeldab seadme vastavust töönõuetele teatud tingimustel. Nende hulka kuuluvad sellised omadused nagu näitude usaldusväärsus, töökindlus (seadme töökindlus, vastupidavus ja töökindlus), hooldatavus, elektriohutus ja efektiivsus.

Seadmete omaduste kogum kehtestatakse iga seadmetüübi asjakohaste regulatiivsete ja tehniliste dokumentidega.

Kasutatud meetodid

Elektrilisi suurusi mõõdetakse kasutades erinevaid meetodeid, mida saab liigitada ka selle järgi järgmised kriteeriumid:

Füüsikaliste nähtuste tüüp, mille alusel mõõtmine toimub (elektriline või magnetilised nähtused).
Mõõtevahendi ja objekti vastasmõju olemus. Olenevalt sellest võtke ühendust ja mittekontaktsed meetodid elektriliste suuruste mõõtmised.
Mõõtmisrežiim. Vastavalt sellele võivad mõõtmised olla dünaamilised ja staatilised.
Välja on töötatud nii otseseid hindamismeetodeid, kus soovitud väärtus määratakse vahetult seadmega (näiteks ampermeeter), kui ka täpsemaid meetodeid (null, diferentsiaal, opositsioon, asendus), milles see selgub võrreldes teadaolevaga. väärtus. Võrdlusseadmeteks on kompensaatorid ja konstantse ja konstantse pinge elektrilised mõõtesillad. vahelduvvoolu.

Elektrilised mõõteriistad: tüübid ja omadused

Põhiliste elektriliste suuruste mõõtmiseks on vaja väga erinevaid instrumente. Sõltuvalt sellest, füüsiline põhimõte, mis on nende töö aluseks, on nad kõik jagatud järgmistesse rühmadesse:

Elektromehaaniliste seadmete konstruktsioonis on tingimata liikuv osa. Sellele suur grupp mõõteriistade hulka kuuluvad elektrodünaamilised, ferrodünaamilised, magnetoelektrilised, elektromagnetilised, elektrostaatilised, induktsioonriistad. Näiteks magnetoelektrilist põhimõtet, mida kasutatakse väga laialdaselt, saab kasutada selliste seadmete jaoks nagu voltmeetrid, ampermeetrid, oommeetrid ja galvanomeetrid. Elektriarvestid, sagedusmõõturid jne põhinevad induktsioonprintsiibil.
Elektroonikaseadmeid eristavad lisaühikud: füüsikaliste suuruste muundurid, võimendid, muundurid jne. Reeglina muundatakse seda tüüpi seadmetes mõõdetud kogus pingeks ja nende struktuurne alus on voltmeeter. Elektroonilisi mõõteriistu kasutatakse sagedusmõõturite, mahtuvuse, takistuse, induktiivsuse ja ostsilloskoopidena.
Termoelektrilised seadmed ühendavad oma konstruktsioonis magnetoelektrilist tüüpi mõõteseadme ja termopaarist moodustunud termomuunduri ning küttekeha, mille kaudu voolab mõõdetud vool. Seda tüüpi seadmeid kasutatakse peamiselt kõrgsagedusvoolude mõõtmiseks.
Elektrokeemiline. Nende tööpõhimõte põhineb protsessidel, mis toimuvad elektroodidel või uuritavas keskkonnas elektroodidevahelises ruumis. Seda tüüpi instrumente kasutatakse elektrijuhtivuse, elektrihulga ja mõningate mitteelektriliste suuruste mõõtmiseks.

Kõrval funktsionaalsed omadused eristama järgmised tüübid instrumendid elektriliste suuruste mõõtmiseks:

Näidikud (signaal) on seadmed, mis võimaldavad ainult mõõtmisteabe otselugemist, näiteks vattmeetrid või ampermeetrid.
Salvestus - instrumendid, mis võimaldavad näitude salvestamist, näiteks elektroonilised ostsilloskoobid.

Sõltuvalt signaali tüübist jagatakse seadmed analoog- ja digitaalseks. Kui seade annab signaali, mis on mõõdetava suuruse pidev funktsioon, on see analoog, näiteks voltmeeter, mille näidud antakse osutiga sihverplaadi abil. Juhul, kui seade genereerib automaatselt signaali diskreetsete väärtuste voo kujul, mis edastatakse ekraanile numbrilisel kujul, räägime digitaalsest mõõteriistast.

Digiinstrumentidel on analooginstrumentidega võrreldes mõned puudused: väiksem töökindlus, vajadus toiteallika järele, rohkem kõrge hind. Kuid neid eristavad ka olulised eelised, mis üldiselt muudavad digiseadmete kasutamise eelistatavamaks: kasutusmugavus, kõrge täpsus ja mürakindlus, universaalsuse võimalus, kombineerimine arvutiga ja kaugsignaali edastamine täpsust kaotamata. .

Instrumentide vead ja täpsus

Elektrilise mõõteseadme kõige olulisemat omadust - elektriliste suuruste klassi, nagu iga teist, ei saa teha ilma tehnilise seadme vigu arvestamata, samuti täiendavad tegurid(koefitsiendid), mis mõjutavad mõõtmise täpsust. Lubatud antud vigade piirväärtused seda tüüpi seadet nimetatakse normaliseeritud ja väljendatakse protsentides. Need määravad kindlaks konkreetse seadme täpsusklassi.

Mõõteseadmete skaalade tähistamiseks kasutatavad standardklassid on järgmised: 4,0; 2,5; 1,5; 1,0; 0,5; 0,2; 0,1; 0,05. Nende järgi on kehtestatud jaotus otstarbe järgi: klassidesse 0,05 kuni 0,2 kuuluvad seadmed on eeskujulikud, laboriseadmetel on klassid 0,5 ja 1,0 ning lõpuks klasside 1,5-4 ,0 seadmed on tehnilised.

Mõõteseadme valimisel on vajalik, et see vastaks klassis lahendatavale probleemile, samas ülempiir mõõtmised peaksid olema võimalikult lähedased soovitud koguse arvväärtusele. See tähendab, et mida suurem on instrumendi nõela hälve, seda väiksem on mõõtmise suhteline viga. Kui saadaval on ainult madala klassi seadmed, tuleks valida see, mille tööulatus on kõige väiksem. Neid meetodeid kasutades saab elektrilisi suurusi mõõta üsna täpselt. Sel juhul peate arvestama ka seadme skaala tüübiga (ühtlane või ebaühtlane, näiteks oommeetri skaala).

Elektrilised põhisuurused ja mõõtühikud

Kõige sagedamini on elektrilised mõõtmised seotud järgmiste suuruste komplektiga:

Voolutugevus (või lihtsalt vool) I. See väärtus näitab elektrilaengu, mis läbib juhi ristlõike 1 sekundi jooksul. Elektrivoolu mõõdetakse amprites (A), kasutades ampermeetreid, avomeetreid (testrid, niinimetatud "tseshki"), digitaalseid multimeetreid ja mõõtetrafosid.
Elektrienergia kogus (tasu) q. See väärtus määrab, mil määral võib konkreetne füüsiline keha olla elektromagnetvälja allikas. Elektrilaengut mõõdetakse kulonides (C). 1 C (ampersekund) = 1 A ∙ 1 s. Mõõteriistadeks on elektromeetrid või elektroonilised laengumõõturid (kulonmeetrid).
Pinge U. Väljendab kahe erineva punkti vahel eksisteerivat potentsiaalset erinevust (laenguenergiat). elektriväli. Selle elektrilise suuruse mõõtühikuks on volt (V). Kui 1 kuloni suuruse laengu liigutamiseks ühest punktist teise teeb väli 1 džauli tööd (st kulutatakse vastav energia), siis on nende punktide potentsiaalide erinevus - pinge - 1 volt: 1 V = 1 J/1 Cl. Elektripinget mõõdetakse voltmeetrite, digitaalsete või analoogsete (testrid) multimeetrite abil.
Takistus R. Iseloomustab juhi võimet takistada elektrivoolu läbimist. Takistuse ühik on ohm. 1 Ohm on 1 volti otstes pingega juhi takistus 1 amprise voolu suhtes: 1 oomi = 1 V/1 A. Takistus on otseselt võrdeline juhi ristlõike ja pikkusega. Selle mõõtmiseks kasutatakse ohmmetreid, avomeetreid ja multimeetreid.
Elektrijuhtivus (juhtivus) G on takistuse pöördväärtus. Mõõdetud siemensis (Sm): 1 Sm = 1 Ohm -1.
Mahtuvus C mõõdab juhi võimet salvestada laengut, mis on ka üks põhilisi elektrilisi suurusi. Selle mõõtühik on farad (F). Kondensaatori puhul on see väärtus defineeritud kui plaatide vastastikune mahtuvus ja see on võrdne akumuleeritud laengu ja plaatide potentsiaalide erinevuse suhtega. Lameplaatkondensaatori mahtuvus suureneb plaatide pindala suurenemise ja nendevahelise kauguse vähenemisega. Kui 1 kulonilise laenguga luuakse plaatidele pinge 1 volti, siis on sellise kondensaatori mahtuvus võrdne 1 faradiga: 1 F = 1 C/1 V. Mõõtmine toimub kasutades spetsiaalsed seadmed- mahtuvusmõõturid või digitaalsed multimeetrid.
Võimsus P on suurus, mis peegeldab elektrienergia ülekandmise (teisendamise) kiirust. Nagu süsteemiplokk võimsus võetakse vattides (W; 1 W = 1 J/s). Seda väärtust saab väljendada ka pinge ja voolu korrutise kaudu: 1 W = 1 V ∙ 1 A. Vahelduvvooluahelate puhul eristatakse aktiiv(tarbitud) võimsust P a, reaktiivvõimsust Pra (ei osale töös voolutugevus) ja koguvõimsus P Mõõtmisel kasutatakse järgmisi ühikuid: vatt, var (tähendab "volt-amper reactive") ja vastavalt volt-amper VA. Nende mõõtmed on samad ja neid kasutatakse näidatud koguste eristamiseks. Instrumendid võimsuse mõõtmiseks - analoog- või digitaalsed vattmeetrid. Kaudsed mõõtmised(näiteks ampermeetri kasutamine) ei ole alati rakendatavad. Sellise olulise suuruse nagu võimsustegur (väljendatuna faasinihke nurga kaudu) määramiseks kasutatakse faasimõõtureid.
Sagedus f. See on vahelduvvoolu omadus, mis näitab selle suuruse ja suuna muutumise tsüklite arvu (in üldine juhtum) 1 sekundi jooksul. Sageduse ühik on pöördsekund ehk herts (Hz): 1 Hz = 1 s -1. Seda suurust mõõdetakse laia klassi instrumentidega, mida nimetatakse sagedusmõõturiteks.

Magnetilised kogused

Magnetism on tihedalt seotud elektriga, kuna mõlemad on ühe põhilise füüsikalise protsessi - elektromagnetismi - ilmingud. Seetõttu on elektriliste ja magnetiliste suuruste mõõtmise meetoditele ja vahenditele iseloomulik sama tihe seos. Kuid on ka nüansse. Viimase määramisel tehakse reeglina elektriline mõõtmine. Magnetsuurus saadakse kaudselt funktsionaalsest seosest, mis ühendab seda elektrilise suurusega.

Selle mõõtmispiirkonna võrdlussuurused on magnetinduktsioon, väljatugevus ja magnetvoog. Neid saab seadme mõõtemähise abil teisendada EMF-iks, mida mõõdetakse, mille järel arvutatakse vajalikud väärtused.

Magnetvoogu mõõdetakse selliste instrumentidega nagu webermeetrid (fotogalvaanilised, magnetoelektrilised, analoogelektroonilised ja digitaalsed) ja ülitundlikud ballistilised galvanomeetrid.
Induktsiooni ja magnetvälja tugevust mõõdetakse erinevat tüüpi anduritega varustatud teslametrite abil.

Otseses seoses olevate elektriliste ja magnetiliste suuruste mõõtmine võimaldab lahendada paljusid teaduslikke ja tehnilisi probleeme nt uuringud aatomituum ja Päikese, Maa ja planeetide magnetväli, magnetiliste omaduste uurimine erinevaid materjale, kvaliteedikontroll ja teised.

Mitteelektrilised kogused

Mugavus elektrilised meetodid võimaldab neid edukalt laiendada igasuguste mitteelektriliste füüsikaliste suuruste mõõtmisele, nagu temperatuur, mõõtmed (lineaarne ja nurk), deformatsioon ja paljud teised, samuti uurida keemilised protsessid ja ainete koostis.

Mitteelektriliste suuruste elektrilise mõõtmise seadmed on tavaliselt anduri kompleks - muundur mõneks vooluahela parameetriks (pinge, takistus) ja elektriline mõõteseade. Andureid on palju, tänu millele saab kõige rohkem mõõta erinevad suurused. Siin on vaid mõned näited.

Reostaadi andurid. Sellistes muundurites mõõdetud väärtusega kokkupuutel (näiteks vedeliku taseme või selle mahu muutumisel) liigub reostaadi liugur, muutes seeläbi takistust.
Termistorid. Anduri takistus seda tüüpi seadmetes muutub temperatuuri mõjul. Kasutatakse kiiruse mõõtmiseks gaasivool, temperatuur, koostise määramiseks gaasisegud.
Pingutustakistus võimaldab mõõta traadi deformatsiooni.
Fotosensorid, mis muudavad valgustuse, temperatuuri või liikumise muutused fotovooluks, mida seejärel mõõdetakse.
Mahtuvuslikud muundurid, mida kasutatakse õhu keemilise koostise, liikumise, niiskuse, rõhu andurina.
töötada mõnes kristalses materjalis elektromagnetväljade esinemise põhimõttel, kui mehaaniline mõju nende peal.
Induktsioonandurid põhinevad selliste suuruste, nagu kiirus või kiirendus, muutmisel indutseeritud emf-iks.

Elektriliste mõõteriistade ja meetodite väljatöötamine

Elektriliste suuruste mõõtmise vahendite lai valik tuleneb mitmekesisusest erinevaid nähtusi, milles need parameetrid mängivad olulist rolli. Elektrilistel protsessidel ja nähtustel on äärmiselt lai kasutusala kõigis tööstusharudes – on võimatu määrata inimtegevuse valdkonda, kus need rakendust ei leiaks. See määrab pidevalt laieneva füüsikaliste suuruste elektriliste mõõtmiste probleemide ulatuse. Nende probleemide lahendamise vahendite ja meetodite mitmekesisus ja täiustamine kasvab pidevalt. Eriti kiiresti ja edukalt areneb mõõtetehnoloogia valdkond, nagu mitteelektriliste suuruste mõõtmine elektriliste meetoditega.

Kaasaegne elektrimõõtetehnoloogia areneb täpsuse, mürakindluse ja kiiruse suurendamise, samuti mõõtmisprotsessi automatiseerimise ja selle tulemuste töötlemise suurendamise suunas. Mõõteriistad on arenenud kõige lihtsamatest elektromehaanilistest seadmetest elektroonilisteks ja digitaalseteks seadmeteks ning seejärel uusimate mikroprotsessortehnoloogiat kasutavate mõõte- ja arvutussüsteemideni. Samas on ilmselgelt peamiseks arengutrendiks mõõteseadmete tarkvarakomponendi rolli suurenemine.

TEEMAL:

"ELEKTRIMÕÕTMED"

Sissejuhatus

Teaduse ja tehnoloogia areng on alati olnud tihedalt seotud edusammudega mõõtmise valdkonnas. Suur tähtsus Mõned teadlased on rõhutanud teaduse mõõtmist.

G. Galileo: "Mõõtke kõike, mis on mõõtmiseks ligipääsetav, ja tehke juurdepääsetavaks kõik, mis on sellele kättesaamatu."

DI. Mendelejev: "Teadus algab kohe, kui nad hakkavad mõõtma, täppisteadus ilma mõõtudeta mõeldamatu."

Kelvin: "Iga asi on teada ainult niivõrd, kuivõrd seda saab mõõta."

Mõõtmised on üks peamisi viise looduse, selle nähtuste ja seaduspärasuste mõistmiseks. Igale uuele avastusele looduslike ja tehnikateadused millele eelneb suur hulk erinevaid mõõtmisi. (G. Ohm – Ohmi seadus; P. Lebedev – kerge surve).

Mõõtmised mängivad olulist rolli uute masinate, struktuuride loomisel ja toodete kvaliteedi parandamisel. Näiteks Leningradi Electrosila assotsiatsioonis loodud maailma suurima 1200 MW turbogeneraatori stendikatse käigus tehti mõõtmisi 1500 erinevas punktis.

Eriti oluline roll rolli mängivad nii elektriliste kui ka mitteelektriliste suuruste elektrilised mõõtmised.

Maailma esimene elektriline mõõteriista "osuti". elektriline jõud"loodud 1745. aastal akadeemik G.V. Rokhman, M.V. kolleeg. Lomonossov.

See oli elektromeeter – seade potentsiaalsete erinevuste mõõtmiseks. Kuid alles 19. sajandi teisest poolest, seoses elektrienergia generaatorite loomisega, muutus teravaks küsimus erinevate elektriliste mõõteriistade väljatöötamisest.

19. sajandi teine pool, 20. sajandi algus - vene elektriinsener M.O. Dolivo-vabatahtlik töötas välja ampermeetri ja voltmeetri, elektromagnetilise süsteemi; induktsioonmõõtemehhanism; ferrodünaamiliste seadmete põhialused.

Samal ajal - vene füüsik A.G. Stoletov – magnetilise läbitavuse muutumise seadus, selle mõõtmine.

Samal ajal - akadeemik B.S. Jacobi - instrumendid elektriahela takistuse mõõtmiseks.

Samal ajal - D.I. Mendelejev - kaalude täpne teooria, meetermõõdustiku mõõtesüsteemi juurutamine Venemaal, elektriliste mõõteriistade testimise osakonna korraldamine.

1927 – Leningrad ehitas esimese kodumaise instrumentide valmistamise tehase "Electropribor" (praegu - arvestite vibraatorite tootmine).

30 aastat - instrumentide valmistamise tehased ehitati Harkovisse, Leningradi, Moskvasse, Kiievi ja teistesse linnadesse.

Aastatel 1948–1967 kasvas instrumentide valmistamise toodete maht 200 korda.

Järgnevates viie aasta plaanides areneb instrumentaaltehnika arendus muutumatult kiiremas tempos.

Peamised saavutused:

– analoogseadmed paremate omaduste vahetuks hindamiseks;

– kitsa profiiliga analoogsignalisatsiooni juhtimisseadmed;

– täppis-poolautomaatsed kondensaatorid, sillad, pingejagurid, muud paigaldised;

– digitaalsed mõõteriistad;

– mikroprotsessorite rakendamine;

– Mõõtearvuti.

Kaasaegne tootmine on ilma mõeldamatu kaasaegsed vahendid mõõdud. Elektrimõõtetehnoloogiat täiustatakse pidevalt.

Instrumentide valmistamisel kasutatakse laialdaselt raadioelektroonika, arvutitehnoloogia ja muid teaduse ja tehnika saavutusi. Üha enam kasutatakse mikroprotsessoreid ja mikroarvuteid.

Kursuse “Elektrimõõtmised” õppimine seab eesmärgiks:

– Elektriliste mõõtevahendite ehituse ja tööpõhimõtte uurimine;

– Mõõteriistade klassifitseerimine, instrumentide kaalude sümbolitega tutvumine;

– Põhilised mõõtmistehnikad, teatud mõõtevahendite valik sõltuvalt mõõdetavast kogusest ja mõõtmisnõuetest;

– Tutvumine kaasaegse pillivalmistamise põhisuundadega.

1 . Põhimõisted, mõõtmismeetodid ja vead

Mõõtmise teel nimetatakse füüsikalise suuruse väärtuste eksperimentaalseks leidmiseks spetsiaalsete tehniliste vahenditega.

Mõõtmised tuleb teha üldtunnustatud ühikutes.

Elektrilised mõõteriistad kutsutakse tehnilisi vahendeid, mida kasutatakse elektrimõõtmistel.

Eristatakse järgmist tüüpi elektrilisi mõõteriistu:

– elektrilised mõõteriistad;

– mõõtemuundurid;

– elektrilised mõõtepaigaldised;

– Mõõtmine Infosüsteemid.

Mõõtke on mõõteriist, mis on ette nähtud etteantud suurusega füüsikalise suuruse reprodutseerimiseks.

Elektriline mõõteriist on elektriline mõõteriist, mis on ette nähtud mõõtmisteabe signaalide genereerimiseks vaatlejale vahetult tajutavas vormis.

Mõõteandur on elektriline mõõteriist, mis on ette nähtud mõõtmisteabe signaalide genereerimiseks kujul, mis on mugav edastamiseks, edasiseks muundamiseks, salvestamiseks, kuid mida ei ole võimalik vahetult tajuda.

Elektrimõõtepaigaldus koosneb paljudest mõõteriistadest ja abiseadmetest. Selle abil saate teha täpsemaid ja keerukamaid mõõtmisi, instrumentide taatlust ja kalibreerimist jne.

Mõõtmiste infosüsteemid esindavad mõõteriistade ja abiseadmete komplekti. Mõeldud mõõtmisteabe automaatseks vastuvõtmiseks mitmest allikast selle edastamiseks ja töötlemiseks.

Mõõtmiste klassifikatsioon :

A). Olenevalt tulemuse saamise meetodist otsene ja kaudne :

Otsene nimetatakse mõõtmisteks, mille tulemus saadakse otse katseandmetest (voolumõõtmine ampermeetriga).

Kaudne nimetatakse mõõtmisteks, mille puhul soovitud suurust otseselt ei mõõdeta, vaid see leitakse teadaolevate valemite abil arvutamise tulemusena. Näiteks: P=U·I, kus U ja I mõõdetakse instrumentidega.

b). Olenevalt põhimõtete ja mõõtevahendite kasutamise tehnikate komplektist kõik meetodid on jagatud meetoditeks otsese hindamise ja võrdlemise meetodid .

Otsene hindamismeetod– mõõdetud väärtus määratakse otse mõõteseadme lugemisseadmest otsene tegevus(voolu mõõtmine ampermeetriga). See meetod on lihtne, kuid madala täpsusega.

Võrdlusmeetod– mõõdetud suurust võrreldakse teadaolevaga (näiteks: takistuse mõõtmine, võrreldes seda takistuse mõõduga - standardne takistusmähis). Võrdlusmeetod jaguneb null, diferentsiaal ja asendus .

Null– mõõdetud ja teadaolev suurus mõjutavad samaaegselt võrdlusseadet, viies selle näidud nulli (näiteks: elektritakistuse mõõtmine tasakaalustatud sillaga).

Diferentsiaal– võrdlusseade mõõdab erinevust mõõdetud ja teadaoleva suuruse vahel.

Asendusmeetod– mõõdetud kogus asendatakse mõõteseadmes teadaoleva kogusega.

See meetod on kõige täpsem.

Mõõtmisvead

Füüsikalise suuruse mõõtmise tulemused annavad mitmel põhjusel vaid ligikaudse väärtuse. Mõõtmistulemuse hälvet mõõdetud väärtuse tegelikust väärtusest nimetatakse mõõtmisveaks.

Eristama absoluutne ja suhteline viga.

Absoluutne viga mõõtmine on võrdne mõõtetulemuse Ai ja mõõdetud suuruse A tegeliku väärtuse vahega:

Parandus: dA=A–Ai

Seega on suuruse tegelik väärtus võrdne: A=Au+dA.

Vea kohta saate teada, kui võrrelda seadme näitu võrdlusseadme näitudega.

Suhteline viga mõõtmine g A on absoluutse mõõtevea ja mõõdetud väärtuse tegeliku väärtuse suhe, väljendatuna %:

Näide: seade näitab U=9,7 V. Tegeliku väärtuse U=10 V määravad DU ja U:

ДU=9,7–10=–0,3 V g U =

%=3%.

Mõõtmisvead on süstemaatiline ja juhuslik komponendid. Esiteks püsib korduvate mõõtmiste korral konstantsena, need määratakse ja selle mõju mõõtmistulemusele kõrvaldatakse korrektsiooni sisseviimisega . Teiseks muutuvad juhuslikult ja neid ei saa tuvastada ega kõrvaldada .

Elektrimõõtmiste praktikas kasutatakse seda mõistet kõige sagedamini antud viga g p:

See on absoluutvea suhe mõõdetud väärtuse nimiväärtusesse või seadme skaala viimasesse numbrisse:

Näide: DU = 0,3 V. Voltmeeter on ette nähtud 100 V jaoks. g p =?

g p =0,3/100·100%=0,3%

Mõõtmisvead võivad tuleneda sellest :

A). Seadme vale paigaldamine (horisontaalne vertikaalse asemel);

b). Keskkonna ebaõige arvestus (välisniiskus, tє).

V). Väliste elektromagnetväljade mõju.

G). Ebatäpsed näidud jne.

Elektriliste mõõteriistade valmistamisel kasutatakse teatud tehnilisi vahendeid ühe või teise täpsusastme tagamiseks.

Seadme tootmiskvaliteedist tulenevat viga nimetatakse - peamine viga .

Vastavalt töötluse kvaliteedile on kõik seadmed jagatud täpsusklassid : 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.

Täpsusklass on märgitud mõõteriistade kaaludel. See tähistab seadme peamist maksimaalset lubatud vähendatud viga:

Seadme kontrollimisel täpsusklassist lähtuvalt tehakse kindlaks, kas see sobib edasiseks kasutamiseks, s.o. Kas see vastab oma täpsusklassile?

LOENG nr. 1

Teema:ELEKTRIINSTRUMENDID JA ELEKTRIKOGUSTE MÕÕTMINE

1. Üldine informatsioon elektro kohta mõõteriistad

Elektrilised mõõteriistad on ette nähtud elektriahela erinevate suuruste ja parameetrite mõõtmiseks: pinge, vool, võimsus, sagedus, takistus, induktiivsus, mahtuvus ja muud.

Diagrammidel on elektrilised mõõteriistad kujutatud tavapäraste graafiliste sümbolitega vastavalt standardile GOST 2.729-68. Joonisel 1.1 on kujutatud näidu- ja salvestusseadmete üldtähistusi.

Riis. 1.1 Elektriliste mõõtevahendite tähised.

Elektrilise mõõteseadme eesmärgi märkimiseks kantakse selle üldtähistusse standardites kehtestatud konkreetne sümbol või seadme mõõtühikute tähttähis vastavalt GOST-ile vastavalt tabelile 1.1.

Tabel 1.1

Nimi ühikut	Sümbol	Nimi ühikut	Sümbol
		Milliamp
		mikroamp
		Millivolt
		Kilovatt

Võimsustegur

2. Elektromehaanilised mõõteriistad

Vastavalt tööpõhimõttele jagunevad elektromehaanilised seadmed magnetoelektrilisteks, elektromagnetilisteks, ferrodünaamilisteks, induktsiooniseadmeteks, elektrostaatilised süsteemid. Süsteemide sümbolid on toodud tabelis. 1.2. Kõige levinumad seadmed on kolm esimest tüüpi: magnetoelektrilised, elektromagnetilised, elektrodünaamilised.

Tabel 1.2

Seadme tüüp	Sümbol	Mõõdetava voolu tüüp	Eelised	Puudused
elektriline		Püsiv	Suur täpsus, skaala ühtlus	Ülekoormustele vastupidav
magnetiline		Muutuv konstantne	Seadme lihtsus, vastupidav ülekoormustele	Madal täpsus, tundlik häirete suhtes
dünaamiline		Muutuv konstantne	Kõrge täpsus	Madal tundlikkus tundlik häirete suhtes
Induktsioon		Muutuv	Kõrge töökindlus, ülekoormuskindel	Madal täpsus

3. Elektromehaaniliste seadmete kasutusvaldkonnad

Magnetoelektrilised seadmed: paneel- ja laboratoorsed ampermeetrid ja voltmeetrid; nullindikaatorid silla- ja kompensatsiooniahelates mõõtmisel.

IN tööstusrajatised madalsageduslik vahelduvvool, enamik ampermeetreid ja voltmeetreid on elektromagnetilise süsteemi seadmed. Alalis- ja vahelduvvoolu ning pinge mõõtmiseks saab valmistada klassi 0,5 ja täpsemaid laboriinstrumente.

Elektrodünaamilisi mehhanisme kasutatakse alalis- ja vahelduvvoolude, pingete ja võimsuste mõõtmiseks labori- ja mudelseadmetes.

Induktsioonmehhanismidel põhinevaid induktsioonseadmeid kasutatakse peamiselt ühe- ja kolmefaasiliste vahelduvvooluenergia arvestitena. Täpsuse järgi jaotatakse arvestid klassidesse 1,0; 2,0; 2.5. CO arvestit (ühefaasiline arvesti) kasutatakse aktiivenergia (vatt-tundide) arvestamiseks ühefaasilistes ahelates. Aktiivenergia mõõtmiseks kolmefaasilistes ahelates kasutatakse kaheelemendilisi induktiivmõõtjaid, mille loendusmehhanism võtab arvesse kilovatt-tunde. Reaktiivenergia arvessevõtmiseks kasutatakse spetsiaalseid induktiivmõõtureid, millel on mõned muudatused mähiste konstruktsioonis või lülitusahelas.

Aktiivsed ja reaktiivarvestid paigaldatakse kõikidesse ettevõtetesse, et maksta enkasutatud elektri eest.

Mõõtevahendite valiku põhimõte

1. Arvutades vooluringi, määrake voolu, pinge ja võimsuse maksimaalsed väärtused vooluringis. Sageli on mõõdetud suuruste väärtused ette teada, näiteks võrgupinge või aku pinge.

2. Sõltuvalt mõõdetava koguse tüübist, alalis- või vahelduvvoolust, valitakse seadme süsteem. Alalis- ja vahelduvvoolu tehnilisteks mõõtmisteks valitakse vastavalt magnetoelektrilised ja elektromagnetilised süsteemid. Laboratoorsetel ja täppismõõtmistel kasutatakse alalisvoolude ja pingete määramiseks magnetoelektrisüsteemi ning vahelduvvoolu ja pinge määramiseks elektrodünaamilist süsteemi.

3. Valige seadme mõõtepiirang nii, et
mõõdetud väärtus oli skaala viimases, kolmandas osas
seade.

4. Sõltuvalt nõutavast mõõtmistäpsusest valige klass
seadme täpsus.

4. Seadmete vooluringiga ühendamise meetodid

Ampermeetrid on ühendatud koormusega järjestikku, voltmeetrid on ühendatud paralleelselt, vattmeetrid ja arvestid, kuna neil on kaks mähist (vool ja pinge), on ühendatud järjestikku - paralleelselt (joonis 1.2.).

https://pandia.ru/text/78/613/images/image013_9.gif" width="296" height="325">

https://pandia.ru/text/78/613/images/image016_8.gif" width="393" height="313 src=">

Riis. 1.3. Instrumentide mõõtepiiride laiendamise meetodid.

Mitme piiriga ampermeetrite, voltmeetrite ja vattmeetrite jaotushind määratakse järgmise valemiga:

P" kõige olulisemas numbris) ja muutke sisendsignaali polaarsust, kui "-" märk kõige olulisemas numbris vilgub.

Multimeetri VR-11 A mõõtmisviga.

Konstantne pinge: ±(0,5% Ux +4 numbrit).

Vahelduvpinge: ± (0,5% Ux + 10 numbrit),

kus Ux on instrumendi näit;

zn. - madalaima astme üksus.

Elektroonikaseadmete eelised: kõrge sisendtakistus, mis võimaldab mõõtmisi teha ilma vooluringi mõjutamata; lai mõõtevahemik, kõrge tundlikkus, lai sagedusvahemik, kõrge mõõtmistäpsus.

6. Mõõtmiste ja mõõteriistade vead

Mõõtevahendite ja tulemuste kvaliteeti iseloomustab tavaliselt nende vigade näitamine. Mõõtmist käsitlevas kirjanduses on antud umbes 30 tüüpi vigu. Tuleb meeles pidada, et mõõtevahendite vead ja mõõtetulemuste vead ei ole identsed mõisted. Ajalooliselt on osa vealiikide nimetusi omistatud mõõteriistade vigadele, teised mõõtmistulemuste vigadele ja osad rakenduvad mõlemale.

Vea esitamise meetodid on järgmised.

Sõltuvalt lahendatavatest probleemidest kasutatakse kõige sagedamini mitmeid vea esitamise meetodeid.

Absoluutne viga – mõõdetuna samades ühikutes kui mõõdetav kogus. Iseloomustab mõõdetud väärtuse tegeliku väärtuse võimaliku kõrvalekalde suurust mõõdetud väärtusest.

Suhteline viga– absoluutvea ja suuruse suhe. Kui tahame viga määrata kogu mõõtmisintervalli ulatuses, peame leidma suhte maksimaalse väärtuse intervalli ulatuses. Mõõdetud mõõtmeteta ühikutes.

Täpsusklass– suhteline viga, väljendatud protsentides. Tavaliselt valitakse täpsusklassi väärtused järgmisest vahemikust: 0,1; 0,5:1,0; 1,5; 2,0; 2,5 jne.

Absoluutse ja suhtelise vea mõiste kehtib nii mõõtmiste kui ka mõõtevahendite kohta ning antud viga hindab ainult mõõtevahendite täpsust.

Absoluutne mõõtmisviga on erinevus x mõõdetud väärtuse ja selle tegeliku väärtuse chi vahel:

Tavaliselt on mõõdetud suuruse tegelik väärtus teadmata ja selle asemel asendatakse punktis (1.1) mõõdetud suuruse väärtus täpsema seadmega, st sellisega, mille viga on väiksem kui x väärtuse andval seadmel. . Absoluutset viga väljendatakse mõõdetud väärtuse ühikutes. Mõõtevahendite kontrollimisel kasutatakse valemit (1.1).

Suhteline viga https://pandia.ru/text/78/613/images/image020_7.gif" width="99" height="45"> (1,2)

Suhtelise mõõtevea alusel hinnatakse mõõtmise täpsust.

Mõõteseadme vähendatud viga määratletakse absoluutvea ja standardväärtuse xn suhtena ja seda väljendatakse protsentides:

(1.3)

Normaliseeriv väärtus võetakse tavaliselt võrdseks skaala tööosa ülemise piiriga, milles nullmärk on skaala serval.

Antud viga määrab mõõteseadme täpsuse, ei sõltu mõõdetud väärtusest ja sellel on antud seadme jaoks üks väärtus. Alates (1..gif" width="15" height="19 src="> mida suurem, seda väiksem on mõõdetud väärtus x seadme mõõtepiiri xN suhtes.

Paljud mõõteriistad erinevad täpsusklasside poolest. Instrumendi täpsusklass G on üldistatud tunnus, mis iseloomustab instrumendi täpsust, kuid ei ole selle instrumendi abil tehtud mõõtmise täpsuse otsene tunnus.

Seadme täpsusklass on arvuliselt võrdne suurima lubatud vähendatud põhiveaga, arvutatuna protsentides. Ampermeetritele ja voltmeetritele on kehtestatud järgmised täpsusklassid: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0; 5.0. Need numbrid on joonistatud instrumendi skaalal. Näiteks klass 1 iseloomustab garanteeritud veapiire protsentides (± 1%, näiteks lõppväärtusest 100 V, st ± 1 V) normaalsetes tingimustes operatsiooni.

Kõrval rahvusvaheline klassifikatsioon 0,5 ja täpsema täpsusklassiga seadmed loetakse täpseteks või eeskujulikeks ning töötavateks 1,0 ja jämedama täpsusklassiga seadmed. Kõiki seadmeid kontrollitakse perioodiliselt, et kontrollida nende vastavust metroloogilistele omadustele, sealhulgas täpsusklassile passi väärtused. Sel juhul peab võrdlusseade olema täpsem kui klassi kaudu taatletav, nimelt: 4,0 täpsusklassiga seadme taatlus viiakse läbi seadmega, mille täpsusklass on 1,5 ja seadme taatlus. täpsusklassiga 1,0 teostatakse seadmega, mille täpsusklass on 0,2.

Kuna instrumendi skaala näitab nii instrumendi täpsusklassi G kui ka mõõtepiiri XN, siis absoluutne viga seade määratakse valemiga (1.3):

https://pandia.ru/text/78/613/images/image019_7.gif" width="15 height=19" height="19"> Koos Seadme G täpsusklassi väljendatakse järgmise valemiga:

millest järeldub, et suhteline mõõtmisviga võrdub seadme täpsusklassiga ainult skaalal piirväärtuse mõõtmisel, st kui x = XN. Kui mõõdetud väärtus väheneb, siis suhteline viga suureneb. Mitu korda on XN > x, mitu korda > G. Seetõttu on soovitatav valida näiduseadme mõõtmispiirid nii, et näidud võetakse skaala viimase kolmandiku sees, lähemale selle lõpule.

7. Üksikmõõtmiste mõõtmistulemuste esitamine

Mõõtmistulemus koosneb hinnangust mõõdetud väärtusele ja mõõtmisveast, mis iseloomustab mõõtmise täpsust. Vastavalt standardile GOST 8.011-72 esitatakse mõõtmistulemus järgmisel kujul:

kus A on mõõtmistulemus;

Seadme absoluutne viga;

P - tõenäosus, statistilise andmetöötluse käigus.

Sel juhul ei tohiks A ja https://pandia.ru/text/78/613/images/image023_5.gif" width="15" height="17"> olla rohkem kui kaks märkimisväärset numbrit.

Artikli sisu

ELEKTRIMÕÕTMED, elektriliste suuruste, nagu pinge, takistus, vool, võimsus, mõõtmine. Mõõtmised tehakse erinevate vahenditega - mõõteriistad, ahelad ja spetsiaalsed seadmed. Mõõteseadme tüüp sõltub mõõdetud väärtuse tüübist ja suurusest (väärtuste vahemikust), samuti nõutavast mõõtetäpsusest. Elektrilistes mõõtmistes kasutatavad SI põhiühikud on volt (V), oomi (Ω), farad (F), henry (H), amper (A) ja sekund (s).

ELEKTRIKOGUSTE ÜHIKUTE STANDARDID

Elektrimõõtmine leiab ( eksperimentaalsed meetodid) füüsikalise suuruse väärtus vastavates ühikutes (näiteks 3 A, 4 V). Elektriliste suuruste ühikute väärtused määratakse rahvusvahelise kokkuleppega vastavalt füüsikaseadustele ja mehaaniliste suuruste ühikutele. Kuna rahvusvaheliste lepingutega määratud elektrisuuruste ühikute “säilitamine” on raskusi, esitatakse need elektrisuuruste ühikute “praktiliste” standarditena. Selliseid standardeid toetavad riiklikud metroloogialaborid erinevad riigid. Näiteks Ameerika Ühendriikides kannab riiklik standardite ja tehnoloogia instituut juriidilist vastutust elektriliste koguste ühikute standardite säilitamise eest. Aeg-ajalt tehakse katseid, et selgitada elektriliste suuruste ühikute standardite väärtuste ja nende ühikute määratluste vastavust. 1990. aastal riigi metroloogialaborid tööstuslikult arenenud riigid allkirjastasid lepingu kõigi elektrisuuruste ühikute praktiliste standardite ühtlustamiseks omavahel ja nende suuruste ühikute rahvusvaheliste määratlustega.

Elektrilised mõõtmised viiakse läbi vastavalt riigi pinge- ja jõuühikute standarditele alalisvool, DC takistus, induktiivsus ja mahtuvus. Sellised standardid on seadmed, millel on stabiilne elektrilised omadused, või installatsioonid, milles mõne põhjal füüsiline nähtus alates arvutatud elektriline kogus teadaolevad väärtused põhilised füüsikalised konstandid. Vatt- ja vatt-tunni standardeid ei toetata, kuna nende ühikute väärtusi on sobivam arvutada defineerivate võrrandite abil, mis seovad need muude suuruste ühikutega.

MÕÕTEVAHENDID

Elektrilised mõõteriistad mõõdavad kõige sagedamini kas elektriliste suuruste või mitteelektriliste suuruste hetkväärtusi, mis on muudetud elektrilisteks. Kõik seadmed on jagatud analoog- ja digitaalseadmeteks. Esimesed näitavad tavaliselt mõõdetud suuruse väärtust noole abil, mis liigub piki jaotustega skaalat. Viimased on varustatud digitaalse ekraaniga, mis näitab mõõdetud väärtust numbri kujul. Enamiku mõõtmiste jaoks on eelistatavad digitaalsed mõõteriistad, kuna need on täpsemad, hõlpsamini võetavad ja üldiselt mitmekülgsemad. Digitaalseid multimeetreid ("multimeetreid") ja digitaalseid voltmeetreid kasutatakse alalisvoolu takistuse, aga ka vahelduvpinge ja voolu mõõtmiseks keskmise kuni suure täpsusega. Analoogseadmed asenduvad järk-järgult digitaalsete vastu, kuigi neid kasutatakse endiselt seal, kus madal hind on oluline ja suurt täpsust pole vaja. Takistuse ja impedantsi täpseimaks mõõtmiseks on olemas mõõtesillad ja muud spetsiaalsed arvestid. Mõõdetud väärtuse muutuste edenemise salvestamiseks aja jooksul kasutatakse salvestusseadmeid - ribasalvestiid ja elektroonilisi ostsilloskoope, analoog- ja digitaalseid.

DIGITAALNE INSTRUMENDID

Kõik digitaalsed arvestid (v.a kõige lihtsamad) kasutavad sisendsignaali pingesignaaliks teisendamiseks võimendeid ja muid elektroonikakomponente, mis seejärel analoog-digitaalmuunduri (ADC) abil muudetakse digitaalseks. Mõõdetud väärtust väljendav arv kuvatakse valgusdioodil (LED), vaakumfluorestsentsil või vedelkristallil (LCD) indikaatoril (ekraanil). Seade töötab tavaliselt sisseehitatud mikroprotsessori juhtimisel ning lihtsates seadmetes on mikroprotsessor kombineeritud ADC-ga ühel integraallülitusel. Digiseadmed sobivad hästi töötama, kui need on ühendatud välise arvutiga. Teatud tüüpi mõõtmiste puhul lülitab selline arvuti seadme mõõtefunktsioone ümber ja annab andmeedastuskäsklusi nende töötlemiseks.

Analoog-digitaalmuundurid.

ADC-sid on kolm peamist tüüpi: integreeriv, järjestikune lähendamine ja paralleelne. Integreeriv ADC keskmistab sisendsignaali aja jooksul. Kolmest loetletud tüübist on see kõige täpsem, kuigi aeglasem. Integreeriva ADC teisendusaeg jääb vahemikku 0,001–50 s või rohkem, viga on 0,1–0,0003%. Järjestikuse lähenduse ADC viga on veidi suurem (0,4–0,002%), kuid teisendusaeg on ~10 µs kuni ~1 ms. Paralleelsed ADC-d on kiireimad, kuid ka kõige vähem täpsed: nende teisendusaeg on umbes 0,25 ns, viga on 0,4 kuni 2%.

Diskretiseerimismeetodid.

Signaali diskreetimine toimub ajaliselt, mõõtes seda kiiresti üksikutel ajahetkedel ja säilitades (salvestades) mõõdetud väärtusi, kuni need digitaalkujule teisendatakse. Saadud diskreetsete väärtuste jada saab kuvada ekraanil lainekuju kujul; nende väärtuste ruudustamisel ja summeerimisel saate arvutada signaali ruutkeskmise väärtuse; neid saab kasutada ka tõusuaja, maksimumväärtuse, aja keskmise, sagedusspektri jne arvutamiseks. Ajaproovi saab teha kas ühe signaaliperioodi jooksul ("reaalajas") või (jada- või juhusliku diskreetiga) mitme korduva perioodi jooksul.

Digitaalsed voltmeetrid ja multimeetrid.

Digitaalsed voltmeetrid ja multimeetrid mõõdavad koguse kvaasistaatilist väärtust ja näitavad seda digitaalsel kujul. Voltmeetrid mõõdavad otseselt ainult pinget, tavaliselt alalisvoolu, samas kui multimeetrid saavad mõõta alalis- ja vahelduvpinget, voolu, alalisvoolu takistust ja mõnikord ka temperatuuri. Need on kõige levinumad seadmed Üldine otstarve mõõteveaga 0,2–0,001%, võib olla 3,5- või 4,5-kohaline digitaalne ekraan. "Pooltäisarv" märk (number) on tingimuslik märge selle kohta, et ekraan võib kuvada märkide nominaalarvust suuremaid numbreid. Näiteks 3,5-kohaline (3,5-kohaline) ekraan vahemikus 1-2V võib näidata pingeid kuni 1,999V.

Impedantsi mõõturid.

Need on spetsiaalsed instrumendid, mis mõõdavad ja kuvavad kondensaatori mahtuvust, takisti takistust, induktiivpooli induktiivsust või kondensaatori või induktiivpooli ja takisti ühendamise kogutakistust (impedantsi). Seda tüüpi instrumendid on saadaval mahtuvuse mõõtmiseks vahemikus 0,00001 pF kuni 99,999 µF, takistust 0,00001 oomi kuni 99,999 kohmi ja induktiivsust 0,0001 mH kuni 99,999 H. Mõõtmisi saab teha sagedustel 1 MHz kuni 50 Hzn. ei kata kogu sagedusvahemikku. 1 kHz lähedastel sagedustel võib viga olla kuni 0,02%, kuid sagedusalade ja mõõdetud väärtuste piiride lähedal täpsus väheneb. Enamik instrumente suudab kuvada ka tuletatud väärtusi, nagu mähise kvaliteeditegur või kondensaatori kadudegur, mis on arvutatud peamistest mõõdetud väärtustest.

ANALOOGSSEADMED

Pinge, voolu ja takistuse mõõtmiseks alalisvoolul kasutage analoogseid magnetoelektriseadmeid püsimagnet ja mitme pöördega liikuv osa. Selliseid pointer-tüüpi seadmeid iseloomustab viga 0,5 kuni 5%. Need on lihtsad ja odavad (näiteks autotööstuse instrumendid, mis näitavad voolu ja temperatuuri), kuid neid ei kasutata seal, kus on vaja olulist täpsust.

Magnetoelektrilised seadmed.

Sellised seadmed kasutavad liikuva osa mähise keerdudes magnetvälja ja voolu vastasmõju, mis kipub viimast pöörama. Selle jõu momenti tasakaalustab vastasvedru tekitatud moment, nii et iga voolu väärtus vastab noole teatud positsioonile skaalal. Liikuv osa on mitme pöördega traatraami kujuga mõõtmetega 3-5 kuni 25-35 mm ja on tehtud võimalikult kergeks. Liikuv osa, mis on paigaldatud kivilaagritele või riputatud metallribale, asetatakse tugeva püsimagneti pooluste vahele. Kaks spiraalvedrut, mis tasakaalustavad pöördemomenti, toimivad ka liikuva osa mähise juhtidena.

Magnetoelektriline seade reageerib selle liikuva osa mähist läbivale voolule ja on seetõttu ampermeeter või täpsemalt milliampermeeter (kuna mõõtmisvahemiku ülempiir ei ületa ligikaudu 50 mA). Seda saab kohandada suuremate voolude mõõtmiseks, ühendades liikuva osa mähisega paralleelselt väikese takistusega šunttakisti, nii et liikuva osa mähisesse hargneb vaid väike osa mõõdetavast koguvoolust. Selline seade sobib paljudes tuhandetes amprites mõõdetavate voolude jaoks. Kui ühendate mähisega järjestikku täiendava takisti, muutub seade voltmeetriks. Pingelang sellisel jadaühendusel on võrdne takisti takistuse ja seadme näidatud voolu korrutisega, seega saab selle skaalat kalibreerida voltides. Magnetoelektrilisest milliampermeetrist oommeetri valmistamiseks peate sellega ühendama jadamisi mõõdetavad takistid ja rakendama jadaühendus pidev pinge, näiteks akust. Sellise vooluahela vool ei ole võrdeline takistusega ja seetõttu on mittelineaarsuse korrigeerimiseks vaja spetsiaalset skaalat. Siis on võimalik takistust skaalal otse lugeda, kuigi mitte väga suure täpsusega.

Galvanomeetrid.

Magnetoelektriliste seadmete hulka kuuluvad ka galvanomeetrid – ülitundlikud seadmed üliväikeste voolude mõõtmiseks. Galvanomeetritel pole laagreid, nende liikuv osa on riputatud õhukesele lindile või niidile, kasutatakse tugevamat magnetvälja ja osuti asendatakse riputuskeerme külge liimitud peegliga (joon. 1). Peegel pöörleb koos liikuva osaga ja selle pöördenurka hinnatakse valguspunkti nihke järgi, mis on paigaldatud umbes 1 m kaugusele. Kõige tundlikumad galvanomeetrid on võimelised andma skaala hälvet 1 mm voolu muutusega vaid 0,00001 μA.

SALVESTUSSEADMED

Salvestusseadmed salvestavad mõõdetud koguse väärtuse muutuste "ajalugu". Kõige levinumad selliste instrumentide tüübid on ribasalvestid, mis salvestavad väärtuse muutumise kõvera pliiatsiga diagrammipaberi lindile, analoogelektroonilised ostsilloskoobid, mis kuvavad protsessikõverat elektronkiiretoru ekraanil, ja digitaalsed ostsilloskoobid, mis salvestavad üksikuid või harva korduvaid signaale. Peamine erinevus nende seadmete vahel on salvestuskiirus. Liikuvate mehaaniliste osadega ribasalvestid sobivad kõige paremini signaalide salvestamiseks, mis muutuvad sekundite, minutite või isegi aeglasemalt. Elektroonilised ostsilloskoobid on võimelised salvestama signaale, mis aja jooksul muutuvad miljondiksekunditest mitme sekundini.

SILDADE MÕÕTMINE

Mõõtesild on tavaliselt takistitest, kondensaatoritest ja induktiivpoolidest koosnev neljaharuline elektriahel, mis on ette nähtud nende komponentide parameetrite suhte määramiseks. Vooluahela ühe vastaspooluse paariga on ühendatud toiteallikas ja teisega nulldetektor. Mõõtesillasid kasutatakse ainult juhtudel, kui nõutakse suurimat mõõtmistäpsust. (Keskmise täpsusega mõõtmiseks on parem kasutada digitaalseid instrumente, sest neid on lihtsam käsitseda.) Parimatel vahelduvvoolutrafo mõõtesilladel on viga (suhte mõõtmine) suurusjärgus 0,0000001%. Lihtsaim takistuse mõõtmise sild on oma nime saanud selle leiutaja Charles Wheatstone'i järgi.

Kahekordne alalisvoolu mõõtesild.

Vaskjuhtmete ühendamine takistiga on raske ilma kontakttakistust 0,0001 oomi või rohkem tekitamata. 1-oomise takistuse korral põhjustab selline voolujuhe viga suurusjärgus 0,01%, kuid takistuse 0,001 oomi korral on viga 10%. Topeltmõõtesild (Thomsoni sild), mille skeem on näidatud joonisel fig. 2, on ette nähtud väikese väärtusega etalontakistite takistuse mõõtmiseks. Selliste neljapooluseliste võrdlustakistite takistus on määratletud kui pinge suhe nende potentsiaalsetes klemmides ( R 1 , R 2 takistit R s Ja R 3 , lk 4 takistit Rx joonisel fig. 2) voolu läbi nende vooluklemmide ( Koos 1 , Koos 2 ja Koos 3 , Koos 4). Selle tehnika puhul ei too ühendusjuhtmete takistus soovitud takistuse mõõtmise tulemusesse vigu. Kaks täiendavat kätt m Ja n kõrvaldada ühendusjuhtme mõju 1 terminalide vahel Koos 2 ja Koos 3. Vastupidavus m Ja n need õlad valitakse nii, et võrdsus on täidetud M/m= N/n. Seejärel muutes takistust R s, vähendage tasakaalustamatust nullini ja leidke

Rx = R s(N/M).

Vahelduvvoolu mõõtesillad.

Kõige tavalisemad vahelduvvoolu mõõtesillad on mõeldud mõõtmiseks kas liinisagedusel 50–60 Hz või helisagedustel (tavaliselt umbes 1000 Hz); spetsiaalsed mõõtesillad töötavad sagedustel kuni 100 MHz. Reeglina kasutatakse vahelduvvoolu mõõtesildades kahe pingesuhte täpselt määrava haru asemel trafot. Selle reegli eranditeks on Maxwell-Wieni mõõtesild.

Maxwell-Wien mõõtesild.

Selline mõõtesild võimaldab võrrelda induktiivsuse standardeid ( L) mahtuvusstandarditega teadmata töösagedusel. Mahtuvusstandardeid kasutatakse ülitäpsetel mõõtmistel, kuna need on disainilt lihtsamad kui täppisinduktiivsuse standardid, kompaktsemad, kergemini varjestatavad ja praktiliselt ei tekita väliseid elektromagnetvälju. Selle mõõtesilla tasakaalutingimused on järgmised: Lx = R 2 R 3 C 1 ja Rx = (R 2 R 3) /R 1 (joonis 3). Sild on tasakaalustatud isegi "ebapuhta" toiteallika (st põhisageduse harmoonilisi sisaldava signaaliallika) korral, kui väärtus on Lx ei sõltu sagedusest.

Trafo mõõtesild.

Vahelduvvoolu mõõtesillade üks eeliseid on täpse pingesuhte seadistamise lihtsus trafo abil. Erinevalt takistitest, kondensaatoritest või induktiivpoolidest ehitatud pingejaoturitest hoiavad trafod püsivat pingesuhet pika aja jooksul ja vajavad harva ümberkalibreerimist. Joonisel fig. Joonisel 4 on kujutatud trafo mõõtesilla skeem kahe sama tüüpi impedantsi võrdlemiseks. Trafo mõõtesilla puudusteks on asjaolu, et trafo poolt määratud suhe sõltub mingil määral signaali sagedusest. See toob kaasa vajaduse projekteerida trafo mõõtesillad ainult piiratud sagedusvahemikele, kus on tagatud nimitäpsus.

Maandus ja varjestus.

Tüüpilised nulldetektorid.

Vahelduvvoolu mõõtesillades kasutatakse kõige sagedamini kahte tüüpi nulldetektoreid. Neist ühe nulldetektoriks on analoogväljundseadmega resonantsvõimendi, mis näitab signaali taset. Teist tüüpi nulldetektorid on faasitundlik detektor, mis eraldab tasakaalustamatuse signaali aktiivseteks ja reaktiivseteks komponentideks ning on kasulik rakendustes, kus ainult üks tundmatutest komponentidest (näiteks induktiivsus) vajab täpselt tasakaalustamist. L, kuid mitte vastupanu R induktiivpoolid).

AC SIGNAALIDE MÕÕTMINE

Ajaliselt muutuvate vahelduvvoolu signaalide puhul on tavaliselt vaja mõõta mõningaid nende omadusi, mis on seotud signaali hetkväärtustega. Kõige sagedamini on soovitav teada vahelduvvoolu RMS (rms) elektrilisi väärtusi, kuna küttevõimsus 1 V alalisvoolu juures vastab küttevõimsusele 1 Vrms vahelduvvoolu juures. Koos sellega võivad huvi pakkuda ka muud kogused, näiteks maksimum või keskmine absoluutväärtus. Vahelduvvoolu pinge (või tugevuse) ruutkeskmine (efektiivne) väärtus määratakse ruutjuurena pinge (või voolu) ajakeskmise ruudust:

Kus T- signaali periood Y(t). Maksimaalne väärtus Y max on signaali suurim hetkeväärtus ja keskmine absoluutväärtus YAA– absoluutväärtus ajas keskmistatuna. Sinusoidaalse võnkumisega Y eff = 0,707 Y max ja YAA = 0,637Y Max

Vahelduvvoolu pinge ja voolu mõõtmine.

Peaaegu kõik vahelduvvoolu pinge ja voolu mõõtmise instrumendid näitavad väärtust, mida soovitatakse pidada sisendsignaali efektiivseks väärtuseks. Odavad instrumendid mõõdavad aga sageli tegelikult signaali keskmist absoluutset või maksimaalset väärtust ja kalibreerivad skaala nii, et näit vastaks samaväärsele efektiivsele väärtusele, eeldades, et sisendsignaal on siinuslainekuju. Ei tasu tähelepanuta jätta, et selliste seadmete täpsus on ülimalt madal, kui signaal on mittesinusoidne. Instrumendid, mis on võimelised mõõtma vahelduvvoolu signaalide tegelikku efektiivväärtust, võivad põhineda ühel kolmest põhimõttest: elektrooniline korrutamine, signaali diskreetimine või termiline muundamine. Kahel esimesel põhimõttel põhinevad seadmed reageerivad reeglina pingele ja elektrilised termilised mõõteriistad voolule. Lisa- ja šunttakistite kasutamisel saavad kõik seadmed mõõta nii voolu kui pinget.

Elektrooniline korrutamine.

Sisendsignaali ruudustamist ja aja keskmistamist teatud lähenduseni viivad läbi võimendite ja mittelineaarsete elementidega elektroonilised ahelad, et sooritada matemaatilisi toiminguid, nagu analoogsignaalide logaritmi ja antilogaritmi leidmine. Seda tüüpi seadmete viga võib olla vaid 0,009%.

Signaali diskreetimine.

Vahelduvvoolu signaal teisendatakse digitaalseks vormiks, kasutades kiiret ADC-d. Valitud signaali väärtused ruudustatakse, summeeritakse ja jagatakse ühe signaaliperioodi diskreetsete väärtuste arvuga. Selliste seadmete viga on 0,01–0,1%.

Elektrilised soojusmõõteriistad.

Pinge ja voolu efektiivsete väärtuste mõõtmise suurima täpsuse tagavad elektrilised termilised mõõteriistad. Nad kasutavad soojusvoolu muundurit väikese tühjendatud klaasanuma kujul koos küttejuhtmega (pikkusega 0,5–1 cm), mille keskosa külge kinnitatakse tillukese helmega termopaari kuumliitmik. Helme tagab termilise kontakti ja samal ajal elektriisolatsiooni. Temperatuuri tõusuga, mis on otseselt seotud küttejuhtme voolu efektiivse väärtusega, ilmub termopaari väljundisse termo-EMF (alalisvoolu pinge). Sellised muundurid sobivad vahelduvvoolu mõõtmiseks sagedusega 20 Hz kuni 10 MHz.

Joonisel fig. Joonisel 5 on kujutatud parameetrite järgi valitud kahe soojusvoolu muunduriga soojuselektrilise mõõteseadme skemaatiline diagramm. Kui vooluahela sisendile rakendatakse vahelduvpinget V ac muunduri termopaari väljundis TS 1 Tekib alalispinge, võimendi A tekitab muunduri küttejuhtmes alalisvoolu TS 2, milles viimase termopaar toodab sama alalispinget ja tavaline alalisvooluarvesti mõõdab väljundvoolu.

Täiendava takisti abil saab kirjeldatud voolumõõturi muuta voltmeetriks. Kuna termilised elektriarvestid mõõdavad otseselt voolusid ainult 2 kuni 500 mA, on suuremate voolude mõõtmiseks vaja takisti šunte.

Vahelduvvoolu ja energia mõõtmine.

Vahelduvvooluahelas koormuse poolt tarbitav võimsus võrdub pinge ja koormusvoolu hetkväärtuste aja keskmise korrutisega. Kui pinge ja vool varieeruvad sinusoidaalselt (nagu tavaliselt), siis võimsus R saab esitada kujul P = EI cos j, Kus E Ja I on pinge ja voolu efektiivsed väärtused ning j– pinge ja voolu sinusoidide faasinurk (nihkenurk). Kui pinget väljendatakse voltides ja voolutugevust amprites, siis võimsust väljendatakse vattides. cos kordaja j, mida nimetatakse võimsusteguriks, iseloomustab pinge ja voolu kõikumiste sünkroonsuse astet.

KOOS majanduslik punkt Perspektiivist on kõige olulisem elektriline suurus energia. Energia W määratakse võimsuse ja selle tarbimise aja korrutisega. IN matemaatiline vorm see on kirjutatud nii:

Kui aeg ( t 1 - t 2) mõõdetuna sekundites, pinge e- voltides ja voolus i– amprites, siis energias W väljendatakse vatt-sekundites, s.o. džaulides (1 J = 1 Wh s). Kui aega mõõdetakse tundides, siis energiat mõõdetakse vatt-tundides. Praktikas on mugavam väljendada elektrit kilovatt-tundides (1 kWh h = 1000 Wh).

Ajajagatud elektriarvestid.

Ajajagatud elektriarvestid kasutavad elektrienergia mõõtmiseks väga ainulaadset, kuid täpset meetodit. Sellel seadmel on kaks kanalit. Üks kanal on elektrooniline võti, mis lubab või ei edasta sisendsignaali Y(või vastupidine sisendsignaal - Y) madalpääsfiltrile. Klahvi olekut juhib teise kanali väljundsignaal, mille ajaintervalli suhe "suletud"/"avatud" on võrdeline selle sisendsignaaliga. Keskmine signaal filtri väljundis on võrdne kahe sisendsignaali korrutise aja keskmisega. Kui üks sisendsignaal on võrdeline koormuspingega ja teine on võrdeline koormusvooluga, siis on väljundpinge võrdeline koormuse poolt tarbitava võimsusega. Selliste tööstuslike loendurite viga on sagedustel kuni 3 kHz 0,02% (laboratoorsetel on 60 Hz juures ainult 0,0001%). Kõrgtäppisinstrumentidena kasutatakse neid standardsete loenduritena töötavate mõõteriistade kontrollimiseks.

Proovivõtu vattmeetrid ja elektriarvestid.

Sellised seadmed põhinevad digitaalse voltmeetri põhimõttel, kuid neil on kaks sisendkanalit, mis proovivad paralleelselt voolu- ja pingesignaale. Iga diskreetne väärtus e(k), mis esindab pingesignaali hetkväärtusi diskreetse võtmise ajal, korrutatakse vastava diskreetse väärtusega i(k) samal ajal vastu võetud praegune signaal. Selliste toodete aja keskmine on võimsus vattides:

Summeerija, mis akumuleerib aja jooksul diskreetsete väärtuste korruseid, annab kogu elektrienergia vatt-tundides. Elektriarvestite viga võib olla isegi 0,01%.

Induktsioon elektriarvestid.

Induktsioonmõõtur pole midagi muud kui väikese võimsusega vahelduvvoolu elektrimootor, millel on kaks mähist – voolumähis ja pingemähis. Mähiste vahele asetatud juhtiv ketas pöörleb tarbitava võimsusega võrdelise pöördemomendi mõjul. Seda pöördemomenti tasakaalustavad püsimagneti poolt kettasse indutseeritud voolud, nii et ketta pöörlemiskiirus on võrdeline energiatarbimisega. Ketta pöörete arv etteantud aja jooksul on võrdeline kogu elektrienergiaga, mille tarbija selle aja jooksul saab. Ketta pöörete arvu loeb mehaaniline loendur, mis näitab elektrienergiat kilovatt-tundides. Seda tüüpi seadmeid kasutatakse laialdaselt kodumajapidamiste elektriarvestitena. Nende viga on tavaliselt 0,5%; neil on pikk kasutusiga mis tahes all lubatud tasemed praegune

Kirjandus:

Atamalyan E.G. ja jne. Elektriliste suuruste mõõtmise instrumendid ja meetodid. M., 1982
Malinovski V.N. ja jne. Elektrilised mõõtmised. M., 1985
Avdeev B.Ya. ja jne. Metroloogia ja elektrimõõtmiste alused. L., 1987