Che cos'è un dispositivo elettrico: precisione e principio di funzionamento

Una classe di dispositivi che vengono utilizzati per misurare le grandezze elettriche, denominati strumenti elettrici di misura. Il più famoso di loro sono amperometri, voltmetri e ohmmetri.

Ambito di applicazione

Il misuratore elettrico è un dispositivo necessario per le comunicazioni, l'energia, l'industria, i trasporti, la medicina e la ricerca scientifica. Questo dispositivo viene utilizzato nella vita di tutti i giorni, ad esempio per tenere conto dell'elettricità consumata.
E se utilizziamo convertitori speciali di valori non elettrici o elettrici, il campo di applicazione degli strumenti di misura elettrici diventa molto più ampio.

Classificazione delle misure elettriche

Uno dei segni essenziali della sistematizzazione di tali dispositivi è una quantità fisica riproducibile o misurabile. Secondo lui, i dispositivi sono divisi:

- sulla misurazione della forza della corrente elettrica - amperometri,

- misurare la tensione - voltmetri,

- misurazione della resistenza elettrica - ohmmetri,

- misurare la frequenza delle oscillazioni della corrente elettrica - misuratori di frequenza,

- misurazione di vari valori - multimetri o avometri, tester,

- per giocare queste resistenze - negozi di resistenza,

- Misurazione della potenza della corrente elettrica - varmeter e wattmetri,

- misurazione del consumo di energia elettrica - contatori di elettricità, ecc.

Altri segni di sistematizzazione

Ci sono altri segni che classificano un dispositivo come un misuratore elettrico. Potrebbe essere:

1. Scopo: misure strumenti di misura e convertitori, sistemi di misurazione e installazioni, altri dispositivi ausiliari.

2. Il sistema di presentazione del risultato: registrazione (immagine grafica su pellicola o carta o come file del computer) o visualizzazione.

3. Metodo di misurazione: dispositivi di confronto o valutazione diretta.

4. Metodo di utilizzo e caratteristiche del progetto: portatile, schermo (fissato su un pannello speciale o schermo), fisso.

Secondo il principio di azione, la classificazione degli strumenti di misura elettrici è la seguente:

• elettromeccanici, che a loro volta sono suddivisi:

- su elettromagnetica,

- magnetoelettrico,

- elettrostatico,

- induzione,

- elettrodinamico,

- magnetodinamico,

- ferrodinamico;

• elettronica;
• elettrochimica;
• termometri.

Sistema di notazione

All'estero, i produttori stabiliscono le loro designazioni sui dispositivi di misurazione prodotti. In Russia e in alcune ex repubbliche dell'Unione Sovietica, il tradizionale sistema unificato di segni. Si basa sul principio di funzionamento di un dispositivo specifico. I principali strumenti elettrici di misurazione nella designazione hanno sempre una lettera maiuscola dell'alfabeto russo, che indica il principio del dispositivo. Così come il numero che indica il numero di modello condizionale. A volte puoi trovare una lettera maiuscola M, il che significa che il dispositivo è aggiornato o K (contatto). Ci sono altre notazioni. Ad esempio, D (dispositivi elettrodinamici), H (strumenti di registrazione), P (misure, dispositivi, parametri di misurazione di elementi di reti elettriche, trasduttori di misura), I (dispositivi di induzione), L (logometri), ecc.

Tassi di precisione

Una delle principali caratteristiche del dispositivo per le misurazioni elettriche è la classe di precisione. Ce ne sono diversi. Ed è determinato dalla dipendenza dal margine di errore ammissibile causato dalle caratteristiche di progettazione di un singolo dispositivo.

L'accuratezza degli strumenti di misura elettrici non può essere uguale all'errore di relativo o assoluto. Quest'ultima non è determinante per l'accuratezza, e la relativa dipende dal valore della grandezza che ha subito un cambiamento, cioè avrà valori diversi per le diverse parti della scala.

Pertanto, per caratterizzare la precisione dell'apparecchio, viene utilizzato l'errore ridotto (ɣ). È determinato dal rapporto errore assoluto dispositivo specifico (Δx) al massimo (o limite) del valore misurato (x _ol ). Il valore risultante, espresso in percentuale, sarà la classe di precisione di uno strumento specifico:

- ɣ = Δx / x _pr * 100%.

Qualsiasi strumento di misura elettrico sulla bilancia deve avere un'indicazione della classe di precisione. Secondo GOST, può essere 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 1,5, 2,5 e 4,0. Su questa base, i dispositivi possono essere classificati come segue:

- classe di precisione 0,05 e 0,1 sono esemplificativi, utilizzati per la calibrazione di strumenti di precisione (ad esempio, strumenti da laboratorio);

- classe di precisione 0,2 e 0,5 - laboratorio, utilizzato nei laboratori per la produzione di misurazioni e tarature di dispositivi tecnici;

- classe di precisione 1.0, 1.5, 2.5 e 4.0 - tecnica, utilizzata per le misurazioni tecniche.

Apparecchi elettrici: principio di funzionamento

Il lavoro della maggior parte degli strumenti di misura elettrici si basa sull'effetto magnetoelettrico. Elettroni che si muovono lungo un conduttore circuito elettrico forma un campo magnetico intorno a loro. La freccia del dispositivo di misurazione si muove in esso, reagendo alla forza del campo circostante. Più debole è il campo magnetico, minore è la deviazione della freccia e viceversa.

Se nelle immediate vicinanze del conduttore, attraverso il quale non scorre corrente elettrica, la freccia è sospesa, quindi può solo reagire a Campo magnetico terrestre. Ma se una corrente passa attraverso il conduttore, la freccia reagirà già al campo magnetico della corrente elettrica. Pertanto, le frecce di deflessione meccanica provocano elettroni che si muovono attraverso il conduttore. E di conseguenza, maggiore è la corrente elettrica, più forte è il campo formato da esso e più lontano dalla posizione iniziale viene deflessa la freccia. Questo semplice principio è fondamentale per la maggior parte degli apparecchi elettrici.

Uno strumento di misura elettrico si differenzia dall'altra non misurando la deviazione della freccia (per strumenti con un indicatore digitale, questo non si applica), ma da circuiti interni e metodi per la creazione di un campo elettromagnetico. Come è noto, è necessario un carico per il movimento in una rete di elettroni. Pertanto, questo movimento ha alcune differenze in ohmmetri, voltmetri e amperometri aventi pinze di misurazione. I dispositivi con tali impugnature "tirano" il campo magnetico delle piastre che li formano. In un voltmetro, viene applicato un resistore per ottenere un campo magnetico, che riceve il carico quando viene applicata una tensione al circuito. Un ohmmetro ha una singola fonte di energia e utilizza un dispositivo che misura, per formare un campo magnetico.

I dispositivi sopra descritti eseguono le misurazioni allo stesso modo, mentre l'alimentazione del carico e le fonti di alimentazione sono diverse.

Misurare lo spostamento della freccia, provocato dal campo magnetico degli elettroni in movimento, indica qualsiasi divisione della scala. Di solito sono diversi e ognuno ha il proprio limite per misurare la tensione, la resistenza e la corrente. Su alcuni dispositivi per la comodità dell'utente ha pensato al selettore.

Come funzionano gli indicatori digitali

Gli strumenti di misura elettrici digitali hanno una classe di alta precisione (errore varia da 0,1 a 1,0%) e un ampio limite di misurazione. Sono ad azione rapida e possono funzionare insieme a computer elettronici, il che consente di trasferire i risultati delle misurazioni senza distorsioni a distanze diverse.

Questi dispositivi sono considerati dispositivi di confronto e valutazione diretta. Il loro lavoro si basa sul principio di convertire il valore misurato in un codice, grazie al quale l'utente ha una rappresentazione digitale delle informazioni. Quali altri dispositivi di misurazione elettrici sono digitali? Si tratta di dispositivi che, durante la misurazione di un valore elettrico continuo, convertono automaticamente in discreto, codificano e generano il risultato in forma digitale che è facile da leggere per l'utente.

Dispositivi situati nello stesso pacchetto

Questi sono strumenti che, per la misurazione non simultanea di diverse quantità, utilizzano un meccanismo per la misurazione. Oppure hanno diversi convertitori con un comune per tutti i dispositivi di lettura (scala). È classificato in unità di valori misurati. Molto spesso, gli strumenti di misura elettrici combinati combinano in sé dispositivi che misurano la forza della tensione diretta o alternata e della tensione elettrica (ampervoltometri); resistenza, corrente continua e alternata, tensione (avometri o misuratori amperometrici). E ci sono anche strumenti di misurazione elettrici digitali universali che misurano la tensione CC e CA, l'induttanza e il numero di impulsi.

Un esempio di tale dispositivo può servire come nuovo sviluppo "Aktakom ADS-4031". Il dispositivo dell'azienda "Aktakom" combina armoniosamente un generatore funzionale, un oscilloscopio digitale, un frequenzimetro, un RLC-meter e un multimetro digitale. Oltre ai cinque dispositivi combinati di base, il tester oscillografico può essere utilizzato per una serie di altre attività di misurazione a causa di dispositivi aggiuntivi.

Produzione e sviluppo di strumenti elettrici di misura

Sul territorio della Russia, sia le nuove imprese che le fabbriche, che guidano la loro storia dai tempi dell'URSS, stanno attivamente lavorando e promuovendo i loro prodotti sul mercato. Considerali in dettaglio.

JSC "Electropribor"

Uno di questi fegati lunghi è l'impianto di misurazione elettrica Cheboksary. Oggi si chiama Electropribor. I suoi laboratori producono dispositivi elettrici e shunt analogici e digitali. Nel listino prezzi dell'impianto - amperometri, voltmetri, watt- e varmetri, dispositivi multifunzionali per la misurazione. Oltre a misurare i trasduttori di tensione, corrente, frequenza e potenza. Nelle realtà moderne, l'impianto ha portato alla produzione di una linea di prodotti ausiliari - shunt, che sono in grado di espandere il campo di misura in tensione e corrente. Produce trasformatori "Electropribor" e resistenza aggiuntiva.

I dispositivi con convertitori elettronici che misurano la frequenza della potenza reattiva o attiva, così come il suo coefficiente, sono molto richiesti. Indicatori, dispositivi per attrezzare aule specializzate, vari dispositivi e componenti digitali sono ugualmente popolari. Alla fine del secolo scorso, la società ha ricevuto un certificato che conferma il sistema di gestione della qualità ISO 9001, che corrisponde allo standard internazionale.

Per oltre 55 anni, lo stabilimento di Cheboksary è stato il leader tra i produttori di strumenti di misura elettrici.

JSC "Istituto di ricerca di Electromera"

65 anni fa, secondo la risoluzione del Consiglio dei ministri dell'URSS, fu costituito il VNIIEP, l'istituto di ricerca elettromagnetica di tutti gli strumenti di misura. Oltre ai lavori di ricerca e sviluppo sullo sviluppo di nuovi tipi di tecnologia, qui sono state prodotte piccole serie di strumenti unici e di alta precisione.
Sviluppando un sistema di strumenti elettrici di misura progettato per automatizzare esperimenti e condurre test di apparecchiature complesse, l'istituto ha creato complessi di misurazione e controllo.

Alla fine del secolo scorso, VNIIEP è stato riorganizzato in OAO NII Elektromera.

Beltechpribor LLC

Una delle imprese moderne è Beltechpribor LLC. Espande costantemente la gamma di prodotti. Oggi la strumentazione e le apparecchiature a bassa tensione vengono fornite alle imprese nazionali di costruzione di macchinari, elettromeccanici, combustibili ed energia e alla raffinazione del petrolio.