Амперметр обозначение на приборе

Амперме́тр (от ампер + μετρέω «измеряю») — прибор для измерения силы тока в амперах. Шкалу амперметров градуируют в микроамперах, миллиамперах, амперах или килоамперах в соответствии с пределами измерения прибора.

В электрическую цепь амперметр включается последовательно [1] с тем участком электрической цепи, силу тока в котором измеряют. Поэтому, чем ниже внутреннее сопротивление амперметра (в идеале — 0), тем меньше будет влияние прибора на исследуемый объект, и тем выше будет точность измерения [2] . Для увеличения предела измерений амперметр снабжается шунтом (для цепей постоянного и переменного тока), трансформатором тока (только для цепей переменного тока) или магнитным усилителем (для цепей постоянного тока). Очень опасно пытаться использовать амперметр в качестве вольтметра (подключать его непосредственно к источнику питания): это приведёт к короткому замыканию. В технике используются амперметры с разной ценой деления,в зависимости от назначения

Бесконтактное устройство из токоизмерительной головки и трансформатора тока специальной конструкции называется токоизмерительные клещи (на фото).

Содержание

Общая характеристика [ править | править код ]

По конструкции амперметры делятся:

  • со стрелочной измерительной головкой без электронных схем;
  • со стрелочной измерительной головкой с использованием электронных схем;
  • с цифровым индикатором.

Приборы со стрелочной головкой [ править | править код ]

Наиболее распространены амперметры, в которых движущаяся часть прибора со стрелкой поворачивается на угол крена, пропорциональный величине измеряемого тока.

Амперметры бывают магнитоэлектрическими, электромагнитными, электродинамическими, тепловыми, индукционными, детекторными, термоэлектрическими и фотоэлектрическими.

Магнитоэлектрическими амперметрами измеряют силу постоянного тока; индукционными и детекторными — силу переменного тока; амперметры других систем измеряют силу любого тока. Самыми точными и чувствительными являются магнитоэлектрические и электродинамические амперметры.

Приборы со стрелочной головкой могут снабжаться дополнительными электронными схемами для усиления сигнала, подаваемого на головку (для измерения токов, существенно меньших чем ток полного отклонения головки, который для большинства магнитоэлектрических приборов составляет 50 мкА и более), защиты головки от перегруза и прочее.

Приборы с цифровым индикатором [ править | править код ]

В последнее время приборы со стрелочной измерительной головкой стали вытесняться приборами с цифровым индикатором на основе жидких кристаллов и светодиодов.

Принцип действия стрелочной измерительной головки [ править | править код ]

Принцип действия самых распространённых в амперметрах систем измерения:

  • В магнитоэлектрической системе прибора крутящий момент стрелки создаётся благодаря взаимодействию между полем постоянного магнита и током, который проходит через обмотку рамки (вращающий момент). С рамкой соединена стрелка, которая перемещается по шкале. Угол поворота стрелки прямо пропорционален силе тока, поэтому шкала магнитоэлектрического прибора линейна. Направление поворота стрелки зависит от направления протекающего через рамку тока, поэтому магнитоэлектрические амперметры непригодны для непосредственного измерения силы переменного тока (стрелка будет дрожать возле нулевого значения), и требуют правильной полярности подключения в цепи постоянного тока (иначе стрелка будет отклоняться левее нуля).
  • В электромагнитной системе прибора вращающий момент стрелки создаётся между катушкой и подвижным ферромагнитным сердечником, к которому прикрепляется указательная стрелка.
  • В электродинамической системе измерительная головка состоит из неподвижной и подвижной катушек, соединённых параллельно или последовательно. Взаимодействие между токами, которые проходят через катушки, вызывает отклонения подвижной катушки и соединённой с нею стрелки.

Во всех вышеуказанных системах угол поворота стрелки устанавливается при равенстве вращающего момента и момента сопротивления пружины.

Включение амперметра в электрическую цепь [ править | править код ]

В электрической цепи амперметр соединяется последовательно с нагрузкой, а при больших токах — через трансформатор тока, магнитный усилитель или шунт. Для измерения токов может также применяться милливольтметр и калиброванный шунт (первичные токи шунтов могут быть выбраны из стандартного ряда, вторичное напряжение стандартизировано — чаще всего 75 мВ). При высоких напряжениях (выше 1000В) — в цепях переменного тока для гальванической развязки амперметров также применяют трансформаторы тока, а цепях постоянного тока — магнитные усилители.

Для контроля за правильностью работы электротехнических установок, испытания их, определения параметров электрических цепей, учета расходуемой электрической энергии и т. д. производят различные электрические измерения. В технике связи, как и в технике сильных токов, электрические измерения имеют важное значение. Приборы, с помощью которых измеряются различные электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, мощность и т. д., — называются электрическими измерительными приборами.

Существуют большое количество различных электроизмерительных приборов. Наиболее часто при производстве электрических измерений используются: амперметры, вольтметры, гальванометры, ваттметры, электросчетчики, фазометры, фазоуказатели, синхроноскопы, частотомеры, омметры, мегомметры, измерители сопротивления заземления, измерители емкости и индуктивности, осциллографы, измерительные мосты, комбинированные приборы и измерительные комплекты.

Классификация электроизмерительных приборов по принципу действия

По принципу действия электроизмерительные приборы подразделяются на следующие основные типы:

1. Приборы магнитоэлектрической системы , основанные на принципе взаимодействия катушки с током и внешнего магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом.

2. П риборы электродинамической системы , основанные на принципе электродинамического взаимодействия двух катушек с токами, из которых одна неподвижна, а другая подвижна.

3. Приборы электромагнитной системы , в которых используется принцип взаимодействия магнитного поля неподвижной катушки с током и подвижной железной пластинки, нaмагниченной этим полем.

4. Тепловые измерительные приборы , использующие тепловое действие электрического тока. Нагретая током проволока удлиняется, провисает, и вследствие этого подвижная часть прибора получает возможность повернуться под действием пружины, выбирающей образовавшуюся слабину проволоки.

Читайте также:  Divisor is equal to zero

5. Приборы индукционной системы , основанные нa принципе взаимодействия вращающегося магнитного поля с токами, индуктированными этим полем в подвижном металлическом цилиндре.

6. Приборы электростатической системы , основанные на принципе взаимодействия подвижных и неподвижных металлических пластин, заряженных разноименными электрическими зарядами.

7. Приборы термоэлектрической системы , представляющие собой совокупность термопары с каким-либо чувствительным прибором, например магнитоэлектрической системы. Измеряемый ток, проходя через термопару, способствует возникновению термотока, воздействующего на магнитоэлектрический прибор.

8. Приборы вибрационной системы , основанные нa принципе механического резонанса вибрирующих тел. При заданной частоте тока наиболее интенсивно вибрирует тот из якорьков электромагнита, период собственных колебаний которого совпадает с периодом навязанных колебаний.

9. Электронные измерительные приборы — приборы, измерительные цепи которых содержат электронные элементы. Они используется для измерений практически всех электрических величин, а также неэлектрических величин, предварительно преобразованных в электрические.

По типу отсчетного устройства различают аналоговые и цифровые приборы. В аналоговых приборах измеряемая или пропорциональная ей величина непосредственно воздействует на положение подвижной части, на которой расположено отсчетное устройство. В цифровых приборах подвижная часть отсутствует, а измеряемая или пропорциональная ей величина преобразуется в числовой эквивалент, регистрируемый цифровым индикатором.

Индукционный счетчик электроэнергии:

Отклонение подвижной части у большинства электроизмерительных механизмов зависит от значений токов в их катушках. Но в тех случаях, когда механизм должен служить для измерения величины, не являющейся прямой функцией тока (сопротивления, индуктивности, емкости, сдвига фаз, частоты и т. д.), необходимо сделать результирующий вращающий момент зависящим от измеряемой величины и не зависящим от напряжения источника питания.

Для таких измерений применяют механизм, отклонение подвижной части которого определяется только отношением токов в двух его катушках и не зависит от их значений. Приборы, построенные по этому общему принципу, называются логометрами. Возможно построение логометрического механизма любой электроизмерительной системы с характерной особенностью — отсутствием механического противодействующего момента, создаваемого закручиванием пружин или растяжек.

Условные обозначения на вольтметре:

На рисунках ниже приведены условные обозначения электроизмерительных приборов по принципу их действия.

Обозначение принципа действия прибора

Обозначения рода тока

Обозначения класса точности, положения прибора, прочности изоляции, влияющих величин

Классификация электроизмерительных приборов по роду измеримой величины

Электроизмерительные приборы классифицируются и по роду измеряемой ими величины, так как приборы одного и того же принципа действия, но предназначенные для измерения разных величин могут значительно отличаться друг от друга по своей конструкции, не говоря уже о шкале прибора.

В таблице 1 приведен перечень условных обозначений наиболее употребительных электроизмерительных приборов.

Таблица 1. Примеры обозначения единиц измерения, их кратных и дольных значений

Наименование Обозначение Наименование Обозначение
Килоампер kA Коэффициент мощности cos φ
Ампер A Коэффициент реактивной мощности sin φ
Миллиампер mA Тераом
Микроампер μA Мегаом
Киловольт kV Килоом
Вольт V Ом Ω
Милливольт mV Миллиом
Мегаватт MW Микром μΩ
Киловатт kW Милливебер mWb
Ватт W Микрофарада mF
Мегавар MVAR Пикофарада pF
Киловар kVAR Генри H
Вар VAR Миллигенри mH
Мегагерц MHz Микрогенри μ H
Килогерц kHz Градус стоградусной температурной шкалы o C
Герц Hz
Градусы угла сдвига фаз φ o

Классификация электроизмерительных приборов по степени точности

Абсолютной погрешностью прибора называют разность между показанием прибора и истинным значением измеряемой величины.

Например, абсолютная погрешность амперметра равна

где δ (читать "дельта") — абсолютная погрешность в ампеpax, I — показание прибора в амперах, I э — истинное значение измеряемого тока в амперах.

Если I > I э, то абсолютная погрешность прибора положительна, а при I э, она отрицательна.

Поправкой прибора называют величину, которую надо прибавить к показаниям прибора, чтобы получить истинное значение измеряемой величины.

I э = I — δ = I + (-δ)

Следовательно, поправка прибора — величина р авная абсолютной погрешности прибора, но противоположная ей по знаку. Например, если амперметр показал 1 = 5 А, а абсолютная погрешность прибора равна δ =0,1 а, то истинное значение измеряемой величины равно I = 5+ (—0,1) = 4,9 а.

Приведенной погрешностью прибора называется отношение абсолютной погрешности к наибольшему возможному отклонению показателя прибора (номинальному показанию прибора).

Например, для амперметра

β = (δ/In) · 100% = ( (I — I э )/In) · 100%

где β — приведенная погрешность в процентах , In — номинальное показание прибора.

Точность прибора характеризуется величиной его максимальной приведенной погрешности. Согласно ГОСТ 8.401-80 приборы по степени их точности разделяются на 9 классов: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 1,5, 2,5 и 4,0. Если, например, данный прибор имеет класс точности 1,5, то это значит, что его максимальная приведенная погрешность равна 1,5%.

Электроизмерительные приборы, имеющие классы точности 0,02, 0,05, 0,1 и 0,2, как наиболее точные, применяются там, где требуется весьма большая точность измерения. Если прибор имеет приведенную погрешность выше 4%, то он считается внеклассным.

Прибор для измерения угла сдвига фаз с классом точности 2,5:

Чувствительность и постоянная измерительного прибора

Чувствительностью прибора называют отношение углового или линейного перемещения указателя прибора, приходящееся на единицу измеряемой величины. Если шкала прибора равномерна, то чувствительность его по всей шкале одинакова.

Например, чувствительность амперметра, имеющего равномерную шкалу, определяется формулой

где S — чувствительность амперметра в делениях на ампер, Δ I — приращение тока в амперах или миллиамперах, Δα — приращение углового перемещения показателя прибора в градусах или миллиметрах.

Читайте также:  Как перенести приложение на карту памяти xiaomi

Если шкала прибора неравномерна, то чувствительность прибора в различных областях шкалы различна, так как одному и тому же приращению (например, тока) будут соответствовать разные приращения углового или линейного перемещения показателя прибора.

Величина, обратная чувствительности прибора, называется постоянной прибора. Следовательно, постоянная прибора — это цена деления прибора, или, иначе, величина, на которую должен быть помножен отсчет по шкале в делениях, чтобы получить измеряемую величину.

Например, если постоянная прибора равна 10 мА/дел (десять миллиампер на деление), то при отклонении его указателя на α = 10 делений измеряемая величина тока равна I = 10 · 10 = 100 мА.

Калибровка измерительных приборов — определение погрешностей или поправок для совокупности значений шкалы прибора путем сравнения в различных сочетаниях отдельных значений шкалы друг с другом. За основу сравнения берется одно из значений шкалы. Калибровка широко применяется в практике точной метрологической работы.

Простейший способ калибровкой — сравнение каждого размера с номинально равным ему (принимаемым за достаточно верный) размером. Это понятие не следует смешивать (как это часто делают) с градуированием (градуировкой) измерительных приборов, представляющим собой метрологическую операцию, при помощи которой делениям шкалы измерительного прибора придаются значения, выраженные в установленных единицах измерения.

Мощность потерь энергии в приборах

Электроизмерительные приборы потребляют при работе энергию, которая в них преобразуется обычно в тепловую энергию. Мощность потерь зависит от режима в цепи, а также от системы и конструкции прибора.

Если измеряемая мощность относительно мала, а следовательно, относительно малы ток или напряжение в цепи, то мощность потерь энергии в самих приборах может заметно влиять на режим исследуемой цепи и показания приборов могут иметь довольно большую погрешность. При точных измерениях в цепях, где развиваемые мощности сравнительно малы, необходимо знать мощность потерь энергии в приборах.

В табл. 2 приведены средние величины мощности потерь энергии в различных системах электроизмерительных приборов.

Общие сведения об измерениях электроизмерительных приборах.

Измерением называется количественное сравнение измеряемой физической величины с определенным ее значением, принятым за единицу.

Измерения выполняются с помощью мер и измерительных приборов. Мерами называются образцы единиц измерений (магазины сопротивлений, емкостей, масштабные линейки и т.д.). Электроизмерительные приборы – устройства, служащие для прямого или косвенного сравнения измеряемой величины с мерой. Приборы прямого сравнения (амперметры, вольтметры и т.д.) дают возможность определить измеряемую величину непосредственно по показанию прибора. К приборам косвенного сравнения относятся мосты, компенсаторы.

Классификация измерительных приборов осуществляется по виду измерения, принципу действия, точности измерения, условию эксплуатации. На лицевой стороне прибора наносятся: шкала и условные знаки, указывающие назначение прибора, систему, условные обозначения рода тока, напряжение, при котором испытан прибор, внутреннее сопротивление или ток полного отклонения, класс точности, степень защищенности прибора от внешних магнитных и электрических полей, ГОСТ, год выпуска, условия эксплуатации и ряд других величин.

Представление об условных обозначениях на шкалах электроизмерительных приборов дают таблицы 1 и 2.

Условные обозначения на шкалах электроизмерительных приборов.

Система приборов Знак системы
Магнитоэлектри ческая С механической противодействующей силой
Без механической противодействующей силы
Приборы, использующие магнитоэлектрическую систему Термоэлектрические приборы С контактым преобразователем
С изолированным преобразователем
Электронно- ламповые приборы
Фотоэлектрические приборы
Электромагнитная С механической противодействующей силой
Без механической противодействующей силы
Электродинамическая Без стали Без механической противодействующей силы
С механической противодействующей силой
Ферродинамическая С механической противодействующей силой
Без механической противодействующей силы
Индукционная С механической противодействующей силой
Без механической противодействующей силы
Электростатическая
Тепловая
Вибрационная (язычковая )
Постоянный ток
Переменный однофазный ток
Постоянный и переменный ток Трехфазный ток (равномерная нагрузка) Вертикальное расположение прибора ^­ Горизонтальное расположение прибора Õ® Наклонное (например, под углом 60 0 ) Ð60 0 Класс точности 0,1;0,2; 0,5 Изоляция прибора испытана напряжением 2 кВ Магнитный экран ð Выпрямитель

Важнейшей характеристикой электроизмерительного прибора является точность. В зависимости от точности все электроизмерительные приборы по ГОСТу 1845-59 делятся на восемь классов: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1.0; 1,5; 2,5; 4. Класс точности прибора определяет приведенную погрешность прибора в %.

Приведенной погрешностью называется выраженное в процентах отношение наибольшей абсолютной погрешности прибора Х к номинальному значению его шкалы Хном.

Номинальной величиной Хном. называется верхний предел измерения прибора. Следовательно, цифра класса точности показывает величину возможной относительной ошибки в процентах при отклонении стрелки прибора на всю шкалу.

У электроизмерительных приборов абсолютная ошибка определяется конструкцией прибора и равна:

Таким образом предполагается, что абсолютная погрешность измерения для данного предела прибора – величина постоянная, т.е. не зависит от измеряемой величины.

Чем меньше измеряемая величина, тем больше относительная погрешность измерения dх . Действительно, dх определяется из соотношения :

dх = DХ : Х , где Х – значение измеряемой величины.

Абсолютная ошибка хпри любом измерении постоянно, поэтому,чем меньше измеряемая величина Х , тем больше относительная погрешность измерения dх .

Пример: Ток, измеряемый миллиамперметром класса d = 1,0 с пределом хном = 3 мА, соответственно равен ! мА и 2 мА. Абсолютная погрешность, допускаемая при измерениях этим прибором, в любом месте шкалы одинакова.

т.е. DХ равна 1% от номинального значения прибора. При первом измерении относительная ошибка измерения

Следовательно, для уменьшения относительной погрешности следует выбирать приборы с таким пределом, чтобы при измерениях стрелка прибора отклонилась больше, чем на 50% деления шкалы.

Читайте также:  Как найти параграф на клавиатуре

Для приборов с нулем по середине шкалы Хном равна сумме пределов измерения по левой и правой части шкалы. Например, для прибора 100 В-0-100 В, Хном=200 В.

По степени защищенности от внешних полей приборы по ГОСТу подразделяются на две категории. Категория обозначается римской цифрой , расположенной в квадрате. Для приборов 1 категории дополнительная погрешность , обусловленная влиянием поля, не должна превышать 0,5 % , для

П – 1% , для Ш – 2,5% .

Важной характеристикой электроизмерительного прибора является его сопротивление. Внутреннее сопротивление измерительного прибора обычно приводится на его шкале. У некоторых приборов вместо внутреннего сопротивления прибора приводится ток полного отклонения ( для вольтметров) или номинальное падение напряженности ( для амперметров). Зная эти величины и предел измерения прибора Хном , можно рассчитать сопротивление прибора. Очень часто приборы, используемые в лабораторной практике, снабжаются набором шунтов и дополнительных сопротивлений , которые можно легко менять в процессе работы, производя несложные операции переключения на самом приборе. Приборы такого типа называются многопредельными.

Шкалы многопредельных приборов чаще всего делятся на некоторое число безымянных делений, обычно на 100 или 150. Для определения измеряемой величины нужно отсчет, взятый по шкале такого прибора, умножить на цену деления С. Цена деления С определяет значение физической величины, измеряемой прибором, которая вызывает отклонение стрелки на одно деление. Для определенияцены деления нужно предел измерения прибора разделить на число делений шкалы прибора: С = Хном : n.

Каждому пределу измерений соответствует своя цена деления. С измерением предела прибора меняется и величина абсолютной ошибки, допускаемой при измерениях этим прибором. Многопредельные приборы иногда меняют несколько шкал с равным числом делений. Отсчет следует проводить по той шкале, у которой число делений кратно верхнему пределу прибора.

Пример: Прибор имеет две шкалы, разбитых, соответственно, на 150 и 1000 делений. На пределе 300В целесообразно проводить отсчет по первой шкале, при переходе на предел измерения 100В удобнее осуществлять отсчет по второй шкале.

Изменение предела измерений у некоторых приборов, как, например, у амперметров типа АСТ, осуществляется поворотом головки переключателя пределов. Номинальное значение прибора определяется по положению указателя на головке.

Для установления выбранного предела измерения, надо совместить указатель (стрелка или точка на головке) с цифрой на корпусе, указывающей предел измерения прибора. У некоторых приборов, типа М-45, переключение осуществляется подключением источника сигнала к соответствующим клеммам прибора. Цифры у клемм дают номинальное значение величины, измеряемой на этом пределе.

Системы измерительных механизмов электроизмерительных приборов.

Основной частью приборов является измерительный механизм. При воздействии измеряемой электрической величины на измерительный механизм его подвижная часть поворачивается на некоторый угол, по которому определяется значение измеряемой величины. В лабораторной практике чаще всего применяются приборы магнитоэлектрической, электромагнитной, электростатической, электродинамической систем. Рассмотрим кратко действие измерительных механизмов различных систем и других вспомогательных приборов.

1. МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА. Основана на взаимодействии измеряемого тока с магнитным полем постоянного магнита. Измеряемый ток проходит по рамке из нескольких витков проволоки, которая находится в магнитном поле постоянного магнита. Рамка укреплена на двух полуосях и может вращаться. При протекании тока на рамку действуют силы, поворачивающие ее. Эти силы уравновешиваются упругими силами пружинок., удерживающих рамку в положении равновесия. магнитоэлектрическая система применяется только в цепях постоянного тока. При включении прибора необходимо соблюдать полярность. Клемма со знаком «+» подключается к участку цепи, имеющей более высокий потенциал.

2. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ система. Основана на взаимодействии измеряемого тока, который протекает по неподвижной катушке с ферритовым телом, закрепленным на одной оси со стрелкой. При прохождении тока сердечник втягивается в катушку. Сердечник втягивается до тех пор, пока силы, действующие на него со стороны магнита, не уравновесятся упругими силами пружиной. Система пригодна для цепей постоянного и переменного тока, не боится перегрузок. Недостаток системы: низкая чувствительность, зависимость показания от частоты тока, влияние на показания внешних магнитных полей. Для устранения влияния внешних магнитных полей в приборе применяются две измерительные системы, укрепленные на одной оси со стрелкой. Внешнее поле оказывает на сердечник противоположные действия, взаимно компенсирующие друг друга. Такая система называется астатической.

3. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ система. Работа этой системы основана на взаимодействии двух заряженных пластинок. Одна пластина неподвижна, другая связана со стрелкой прибора и может перемещаться. При наличии разности потенциалов на пластинах, под действием электростатических сил, подвижная пластина притягивается. Сила, действующая на пластинку уравновешивается упругими силами пружинок, удерживающих систему в положении равновесия.

Электростатическая система применяется в цепях постоянного и переменного тока. Достоинством системы является большое, практически бесконечное, внутреннее сопротивление прибора. Недостатком является низкая чувствительность, неравномерная шкала, влияние на показания внешнего электрического поля.

4. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКАЯ система основана на взаимодействии магнитных полей двух катушек с током. Неподвижная катушка включается в цепь последовательно с нагрузкой, в ваттметре она играет роль амперметра. Внутри катушки находится подвижная катушка, которая подключается параллельно нагрузке, в ваттметре она играет роль вольтметра. Вращающий момент, действующий на подвижную катушку, уравновешивается моментом упругих сил.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Оставьте ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *