Вимірювання основних електричних характеристик. Вимірювання параметрів електричних кіл. перехідне згасання на ближньому кінці

Основними параметрами електричних кіл є: для ланцюга постійного струму опір R, для ланцюга змінного струмуактивний опір , індуктивність , ємність , комплексний опір .

Найчастіше для вимірювання цих параметрів застосовують такі методи: омметра, амперметра - вольтметра, бруківки. Застосування компенсаторів для вимірювання опорів вже розглядалося у п. 4.1.8. Розглянемо інші методи.

Омметри.Безпосередньо та швидко опору елементів ланцюга постійного струму можна виміряти за допомогою омметра. У схемах, поданих на рис. 16 ЇМ- магнітоелектричний вимірювальний механізм.

При постійному значенні напруги живлення
показання вимірювального механізму залежать тільки від значення опору, що вимірюється
. Отже, шкала може бути відградуйована в одиницях опору.

Для послідовної схеми включення елемента з опором
(Рис. 4.16, ) кут відхилення стрілки

,

Для паралельної схеми включення (Рис. 4.16, )


,

де - чутливість магнітоелектричного вимірювального механізму; - Опір вимірювального механізму;
- Опір додаткового резистора. Оскільки значення всіх величин у правій частині вищенаведених рівнянь, крім
, то кут відхилення визначається значенням
.

Шкали омметрів для обох схем нерівномірні включення. У послідовній схемі включення, на відміну від паралельної, нуль шкали поєднаний з максимальним кутом повороту рухомої частини. Омметри з послідовною схемою включення більш придатні вимірювання великих опорів, і з паралельної схемою - малих. Зазвичай омметри виконують як переносних приладів класів точності 1,5 і 2,5. Як джерело живлення застосовують батарею. Необхідність встановлення нуля за допомогою коректора є великим недоліком розглянутих омметрів. Цей недолік відсутній у омметрів із магнітоелектричним логометром.

Схема включення логометра в омметр представлена ​​на рис. 4.17. У цій схемі 1 та 2 - котушки логометра (їх опору і );
і
- додаткові резистори, постійно включені до схеми.

,

то відхилення стрілки логометра

,

тобто кут відхилення визначається значенням
і не залежить від напруги .

Омметри з логометром мають різні конструкції в залежності від необхідної межі вимірювання, призначення (щитовий або переносний прилад) і т.п.

Метод амперметра – вольтметра. Цей метод є непрямим методом вимірювання опору елементів ланцюгів постійного та змінного струмів. Амперметром і вольтметром вимірюються відповідно струм і напруга на опорі
значення якого потім розраховується за законом Ома:
. Точність визначення опорів цим методом залежить як від точності приладів, так і від схеми включення, що застосовується (рис. 4.18, і ).

При вимірі щодо невеликих опорів (менше 1 Ом) схема на рис. 4.18, краще, так як вольтметр підключений безпосередньо до вимірюваного опору
, А струм , що вимірюється амперметром, дорівнює сумі струму у вимірюваному опорі та струму у вольтметрі , тобто.
. Так як >>, то
.

При вимірі відносно великих опорів (більше 1 Ом) краще схема на рис. 4.18, , так як амперметр безпосередньо вимірює струм у опорі
, а напруга , що вимірюється вольтметром, дорівнює сумі напруг на амперметрі
та вимірюваному опорі
, тобто.
. Так як
>>
, то
.

Принципові схеми вмикання приладів для вимірювання повного опору елементів
ланцюги змінного струму методом амперметра - вольтметра ті ж, що й для вимірювання опорів
. У цьому випадку за виміряними значеннями напруги і струму визначають повний опір
.

Очевидно, що цим методом не можна виміряти аргумент опору, що повіряється. Тому методом амперметра - вольтметра можна вимірювати індуктивності котушок та ємності конденсаторів, втрати в яких досить малі. В цьому випадку

;
.

Вимірювання електричних параметрів кабельних ліній зв'язку

1. Вимірювання електричних параметрів кабельних ліній зв'язку

1.1 загальні положення

Електричні властивостікабельних ліній зв'язку характеризуються параметрами передачі та параметрами впливу.

Параметри передачі оцінюють процеси поширення електромагнітної енергії вздовж кабельного ланцюга. Параметри впливу характеризують явища переходу енергії з одного ланцюга на інший та ступінь захищеності від взаємних та зовнішніх перешкод.

До параметрів передачі відносяться первинні параметри:

R - опір,

L - індуктивність,

З - ємність,

G - провідність ізоляції та вторинні параметри,

Z - хвильовий опір,

a - Коефіцієнт загасання,

β - Коефіцієнт фази.

До параметрів впливу належать первинні параметри;

К - електричний зв'язок,

М - магнітний зв'язок та вторинні параметри,

По-перехідне згасання на ближньому кінці,

Bℓ - перехідне згасання на дальньому кінці.

В області низьких частотякість і дальність зв'язку визначаються переважно параметрами передачі, а за високочастотному використанні ланцюгів найважливішими характеристиками є параметри впливу.

При експлуатації кабельних ліній зв'язку проводяться вимірювання їх електричних параметрів, які поділяються на профілактичні, контрольні та аварійні. Профілактичні виміри здійснюються через певні проміжки часу для оцінки стану ліній зв'язку та приведення їх параметрів до норм. Контрольні вимірювання проводять після технічне обслуговуваннята інших видів робіт з метою оцінки якості їх виконання. Аварійні вимірювання здійснюються з метою визначення характеру та місця пошкодження лінії зв'язку.

1.2 Вимір опору ланцюга

Розрізняють опір ланцюга (Rц) постійному струму та опір ланцюга змінному струму. Опір 1 км дроту постійному струму залежить від матеріалу дроту (питомого опору - p), діаметра дроту та температури. Опір будь-якого дроту зі збільшенням температури збільшується, а зі збільшенням діаметра зменшується.

Для будь-якої температури опір від 20 °С опір може бути підрахований за формулою:

Rt = Rt = 20 [1+а (t-20) ]Ом/км ,

де Rt - опір при даній температурі,

a – температурний коефіцієнт опору.

Для двох провідних кіл отриману величину опору необхідно помножити на два.

Опір 1 км дроту змінному струму залежить, крім зазначених факторів, ще й від частоти струму. Опір змінному струму завжди більший, ніж постійному, внаслідок поверхневого ефекту.

Залежність опору дроту змінному струму від частоти визначається формулою:

R=K1 × Rt Ом/км ,

де K1 - коефіцієнт, що враховує частоту струму (зі збільшенням частоти струму K1 збільшується)

Опір ланцюга кабелю та окремих проводів вимірюється на змонтованих підсилювальних ділянках. Для вимірювання опору використовується схема моста постійного струму із постійним ставленням балансних плечей. Цю схему забезпечують вимірювальні пристрої ПКП-3М, ПКП-4М, П-324. Схеми виміру з використанням зазначених приладів зображені на рис. 1 та рис. 2.

Мал. 1. Схема вимірювання опору ланцюга приладом ПКП

Мал. 2. Схема вимірювання опору ланцюга приладом П-324

Виміряний опір перераховується на 1 км ланцюга та порівнюється з нормами на даний кабель. Норми опорів деякі типи легких і симетричних кабелів наведено в табл. 1.

Таблиця 1

Пара-метрКабельП-274 П-274МП-270ТГ ТБТЗБ ТЗГП-296МКБ МКГМКСБ МКСГОпір ланцюга постійному струму ( ¦ = 800 Гц), за +20 °С, Ом/км115 ÷ 12536,0 d = 0,4 £ 148d = 0,8 £ 56,155,5 d = 1,2 £ 31,9 d = 0,9 £ 28,5 d = 0,75 £ 95d = 0,9 £ 28,5 d = 1,4 £ 23,8 d = 1,2 £ 15,85 d = 0,6 £ 65,8 d = 1,0 £ 23,5 d = 0,7 £ 48d = 1,2 £ 16,4 d = 1,4 £ 11,9

Опір постійному струму d дорівнює, а активний опір легких польових кабелів зв'язку (П-274, П-274М, П-275) не залежать від способів прокладання ліній та умов погоди («сухо», «сиро») і має лише температурну залежність, зростаючи зі збільшенням температури довкілля(повітря, ґрунти і т.д.).

Якщо в результаті порівняння виміряне значення опору більше за норму, то це може означати наявність поганого контакту в зростках кабелю або в сполучних напівмуфтах.

1.3 Вимір ємності

Ємність (Сх) одна із найважливіших первинних параметрів передачі ланцюгів кабельних ліній зв'язку. За її величиною можна будувати висновки про стан кабелю, визначати характері і місце його ушкодження.

За фактичною природою ємність кабелю аналогічна ємності конденсатора, де роль обкладок виконують поверхні проводів, а діелектриком служить розташований між ними ізоляційний матеріал (папір, стирофлекс і т.д.).

Місткість ланцюгів кабельних ліній зв'язку залежить від довжини лінії зв'язку, конструкції кабелю, ізоляційних матеріалів, типу скручування.

На величину ємності ланцюгів симетричних кабелів впливають сусідні жили, оболонки кабелю, оскільки вони перебувають у безпосередній близькості друг від друга.

Вимірювання ємності кабелю роблять вимірювальними приладами типу ПКП-3М, ПКП-4М, П-324. При вимірі приладу ПКП використовується балістичний метод виміру, а прилад П-324 вимірює за схемою моста змінного струму зі змінним ставленням балансних плечей.

На кабельних лініях зв'язку можуть проводитися:

вимірювання ємності пари жил;

вимірювання ємності жили (щодо землі).

1.3.1 Вимір ємності пари жив приладом П-324

Вимір ємності пари жил проводиться за схемою, наведеною на рис. 3.

Мал. 3. Схема вимірювання ємності пари жил

Одне з балансних плечей є набір резисторів nR, втричі - магазин опорів - Rмс. Два інших плеча - еталонна ємність С і вимірювана Сх.

Для забезпечення рівності кутів втрат плечей та використовуються потенціометри БАЛАНС Сх ГРУБО та БАЛАНС Сх ПЛАВНО. Баланс моста забезпечується за допомогою магазину опорів Rмс. При рівності кутів втрат плечей та балансу моста справедлива така рівність:

Оскільки і R постійні для даної схеми вимірювання, то вимірювана ємність обернено пропорційна опору магазину. Тому магазин опорів градує безпосередньо в одиницях ємності (нФ), а результат вимірювання визначається з виразу:

Сх = n Смс.

1.3.2 Вимірювання ємності жили щодо землі

Вимір ємності жили щодо землі проводиться за схемою рис. 4.

Мал. 4. Схема вимірювання ємності жили щодо землі

Норми середнього значення робочої ємності пари жил деяких типів кабельних ліній зв'язку наведені в табл. 2.

Таблиця 2

Пара-метрКабельП-274 П-274МП-270ТГ ТБТЗБ ТЗГП-296МКБ МКГМКСБ МКСГСереднє значення робочої ємності, нФ/км32,6 ÷ 38,340,45 d =0,4 d =0,5 С=50d =0,8 С=3836,0d =1,2 С=27 d =1,4 С=3624,0 ÷ 25d =0,9 С=33,5d =0,6 С=40d =1,0 С=34d =0,7 С=41d =1,2 С=34,5d =1,4 С=35,5

Примітка:

. Місткість легких польових кабелів зв'язку в залежності від способу прокладання, стану погоди, а також температури навколишнього середовища коливається. Найбільший вплив надає зволоження або покриття кабельної оболонки напівпровідними нашаруваннями (грунт, атмосферні опади, сажа і т.д.).

Робоча ємність кабелю МКСБ, МКСГ залежить від числа четвірок (одно-, чотири- і семичетвіркові) та кількості сигнальних жил.

1.4 Вимірювання опору ізоляції

Оцінюючи якості ізоляції ланцюга зазвичай користуються поняттям «опір ізоляції» (Rиз). Опір ізоляції є величина, обернена до провідності ізоляції.

Провідність ізоляції ланцюга залежить від матеріалу та стану ізоляції, атмосферних умов та частоти струму. Провідність ізоляції значно збільшується при забрудненні ізоляції, при наявності в ній тріщин, порушення цілісності шару ізоляційного покриву кабелю. У сиру погоду провідність ізоляції більша, ніж у суху. Зі збільшенням частоти струму провідність ізоляції збільшується.

Вимір опору ізоляції може здійснюватися приладами ПКП-3, ПКП-4, П-324 при профілактичних та контрольних випробуваннях. Опір ізоляції вимірюється між жилами та між житловою та землею.

Для вимірювання опору ізоляції Rіз обмотка МУ, що управляє, включається послідовно з джерелом напруги і вимірюваним опором ізоляції. Чим менше величина вимірюваного Rіз, тим більше струм у керуючій обмотці МУ, а отже, і більше ЕРС у вихідній обмотці МУ. Посилений сигнал детектується та фіксується приладом ІП. Шкала приладу градуюється безпосередньо в мегомах, тому відлік величини Rиз, що вимірюється. проводиться за верхньою або середньою шкалою з урахуванням положення перемикача МЕЖ Rмом.

При вимірі приладом ПКП опору ізоляції використовується схема омметра, яка складається з послідовно з'єднаних мікроамперметра та джерела живлення напругою 220В. Шкала мікроамперметра проградуйована від 3 до 1000 Мом.

Норми опору ізоляції деяких типів кабелів зв'язку наведені в табл. 3.

Таблиця 3

ПараметрКабельП-274 П-274МП-270ТГ ТБТЗБ ТЗГП-296МКБ МКГМКСБ МКСГОпір ізоляції одиночних жил щодо інших жил, при t=20 °С не менше, МОм/км 100÷1000 250÷2500 500050001000050001000010000

Опір ізоляції легких польових кабелів зв'язку переважно залежить від способу прокладання умов експлуатації, і навіть температури навколишнього середовища.

1.5 Вимірювання вторинних параметрів передачі

1.5.1 Хвильовий опір

Хвильовий опір (Zc) - це опір, який зустрічає електромагнітна хвиляпри поширенні вздовж однорідного ланцюга без відбиття. Воно властиве даному типу кабелю і залежить лише від первинних параметрів і частоти струму, що передається. Величина хвильового опору характеризує ланцюг, оскільки показує співвідношення між напругою (U) та струмом ( I ) у будь-якій її точці для однорідного ланцюга величина постійна, яка залежить від її довжини.

Оскільки всі первинні параметри, крім ємності, залежить від частоти струму, то зі збільшенням частоти струму хвильове опір зменшується.

Вимірювання та оцінка величини хвильового опору може проводитись за допомогою приладу Р5-5. З цією метою роботи виробляються з обох кінців кабельної лінії зв'язку. На одному кінці вимірюваний ланцюг порушується активним опором, в якості якого рекомендується використовувати високочастотні мастичні опори СП, СПО або магазин дротів опорів, на іншому підключається прилад Р5-5. Регулюючи опори на дальньому кінці ланцюга та збільшуючи посилення приладу на ближньому кінці ланцюга, домагаються мінімального відображення далекого кінця лінії по приладу Р5-5. Величина опору, підібрана на дальньому кінці ланцюга, у цьому випадку буде відповідати хвильовому опору ланцюга.

Норми на величину середнього значення хвильового опору наведено у табл. 4.

Таблиця 4

Година-то, кГцКабельП-274П-274МП-270ТГ, ТБТЗГ, ТЗСП-296МКБ МКГМКСБ МКСГсухів водесухів воді0,8720495823585798 ÷1085 368 ÷648 43548749010,0230155258181146231 ÷308 147 ÷200 160190,519616,0205135222158139133 ÷174 15218218660131142 ÷147 130174174,6120129142 ÷146 171168,4200128169,2167,3300126168,2166,3

1.5.2 Робоче згасання

При поширенні електричної енергії по проводах амплітуди струму і напруги зменшуються або, як кажуть, загасають. Зменшення енергії на довжині ланцюга 1 км враховується через коефіцієнт загасання, який інакше називають кілометровим загасанням. Коефіцієнт згасання позначається буквою a та вимірюється в неперах на 1 км. Коефіцієнт загасання залежить від первинних параметрів ланцюга та обумовлений двома видами втрат:

згасання за рахунок втрат енергії на нагрівання металу дроту;

згасання за рахунок втрат недосконалості ізоляції та за рахунок діелектричних втрат.

У нижній області частот домінують втрати в металі, а вище починають впливати втрати в діелектриці.

Оскільки первинні параметри залежать від частоти, то й a залежить від частоти: зі збільшенням частоти струму a збільшується. Збільшення згасання пояснюється тим, що зі зростанням частоти струму збільшуються активний опір та провідність ізоляції.

Знаючи коефіцієнт загасання ланцюга ( a ) і довжину ланцюга (ℓ), то можна визначити власне згасання всього ланцюга (а):

а= a × ℓ, Нп

Для чотирисмугів, що утворюють канал зв'язку, зазвичай не вдається повністю забезпечити умови узгодженого включення. Тому для обліку неузгодженості як у вхідний, так і у вихідний ланцюгах утвореного каналу зв'язку в дійсних (реальних) умовах недостатньо знання лише власного згасання.

Робоче згасання (ар) - це згасання кабельного ланцюга реальних умовах, тобто. при будь-яких навантаженнях на її кінцях.

Як правило, в реальних умовах робоче згасання більше за власне згасання (ар. >а).

Одним із методів вимірювання робочого згасання є метод різниці рівнів.

При вимірах цього методу необхідний генератор з відомої ЕРС, відомим внутрішнім опором Zо. Абсолютний рівень напруги на узгодженому навантаженні генератора Zо вимірюється покажчиком рівня станції А і визначається:

а абсолютний рівень напруги на навантаженні Z i вимірюється вказівником рівня станції Б.

Норми на коефіцієнт загасання ланцюгів деяких типів кабельних ліній зв'язку представлені в табл. 5.

Вторинні параметри легких польових кабелів зв'язку істотно залежать від способу прокладання ліній (підвіска, по землі, землі, воді).

1.6 Вимірювання параметрів впливу

Ступінь впливу між ланцюгами кабельної лінії зв'язку прийнято оцінювати за величиною перехідного згасання. Перехідне згасання характеризує згасання струмів впливу при переході їх з впливу ланцюга в ланцюг, схильний до впливу. При проходженні змінного струму по ланцюгу, що впливає, навколо нього створюється змінне магнітне поле, яке перетинає ланцюг, схильний до впливу.

Розрізняють перехідне згасання на ближньому кінці Ао та перехідне згасання на дальньому кінці Аℓ.

Згасання перехідних струмів, що виявляються на тому кінці ланцюга, де розташований генератор ланцюга, що впливає, називається перехідним загасанням на ближньому кінці.

Згасання перехідних струмів, що надійшли на протилежний кінець другого ланцюга, називається перехідним загасанням на дальньому кінці.

Таблиця 5. Норми на коефіцієнт загасання ланцюгів, Нп/км.

Частота, кГцКабельП-274П-274МП-270ТГ, ТБТЗГ, ТЗСП-296МКБ МКГМКСБ МКСГсухів водесухів воді0,80,1080,1570,0950,1440,065 0,04÷0,670,043÷0,066 0,0440,043100,2840,3980,2680,3740,1160,344÷0,6440,091÷0,170 0,200,0910,087160,3200,4450,3040,4210,1360,103÷0,1 820,230,0960,092300,1740,129÷0,220 0,240,1110,114600,2290,189÷0,275 0,280,1500,1451200,3110,299÷0,383 0,380,2180,2102000,3920,460,2940,2743000,4740,3720,3325520,81

1.6.1 перехідне згасання на ближньому кінці

Перехідне згасання на ближньому кінці важливо вимірювати та оцінювати для чотирьохпровідних систем з різними напрямками передачі та прийому. До таких систем відносяться однокабельні системи передачі (П-303, П-302, П-301, П-330-6, П-330-24), що працюють за одночетвірковим кабелем (П-296, Р-270).

Найбільш поширеним методом виміру перехідних загасань є метод порівняння, що використовується при застосуванні комплекту приладів ВІЗ-600, П-322. При вимірі приладом П-324 використовується змішаний (порівняння та доповнення) метод.

Суть методу порівняння та доповнення полягає в тому, що в положенні 2 величина перехідного згасання (Ао) доповнюється загасанням магазину (амз) до значення менше 10 Нп. Змінюючи згасання магазину, домагаються виконання умови Ао + амз ≥10 Нп.

Для зручності відліку вимірюваної величини на перемикачі НП вказані цифри не згасання амз, фактично внесеного магазином, а різниці 10 - амз.

Оскільки загасання магазину змінюється не плавно, а ступенями через 1 Нп, залишок загасання свій у Нп вимірюється за шкалою стрілочного приладу (ІП) у межах від 0 до 1 Нп.

Перед вимірюванням проводиться градуювання приладу (ІП), для чого перемикач НП схеми встановлюється положення ГРАД (положення 1 на рис. 9). При цьому вихід генератора підключається до вимірювача через подовжувач еталонний (ЕУ) з загасанням 10 Нп.

Норми на перехідне згасання наведено у табл. 6.

Таблиця 6. Норми на перехідне згасання на ближньому кінці всередині та між суміжними четвірками, не менше, Нп

Тип кабелюЧастота, кГцДовжина лінії, кмПерехідне згасанняП-27060106,0П-29660108,8МКБ МКГ100 2000,850 0,8506,8 6,8МКСБ, МКСГВесь діапазон частот0,650

Для кабелю П-296 перевірка перехідного згасання проводиться також частотах 10 кГц і 30 кГц.

1.6.2 Перехідне згасання на дальньому кінці

Перехідне згасання на дальньому кінці важливо вимірювати та оцінювати також для чотирьохпровідних систем, але з однаковими напрямками прийому та передачі. До таких систем відносяться двокабельні системи передачі типу П-300, П-330-60.

Для вимірювання перехідного згасання на дальньому кінці Аℓ необхідно мати два прилади П-324, що встановлюються на протилежних кінцях ланцюгів, що вимірюються. Вимірювання проводиться у три етапи.

Також за допомогою приладу П-324 можливий вимір загасань не менше 5 Нп, на вході приладу включається подовжувач УД 5 Нп, що входить до складу пристрою для перевірки працездатності приладу.

Отриманий результат виміру ділиться навпіл і визначається загасання одного ланцюга.

Після цього збирається схема і проводиться градуювання вимірювального тракту приладу станції Б, що підключається до ланцюга, що впливає. При цьому сума загасань ланцюга, подовжувача УД 5Нп та магазину загасання повинна бути не менше 10 Нп, залишок загасання понад 10Нп встановлюється на стрілочному приладі.

На етапі вимірюється перехідне згасання далекому кінці. Результат вимірювання являє собою суму показань перемикача НП та стрілочного приладу.

Виміряна величина перехідного згасання на дальньому кінці порівнюється з нормою. Нормою перехідного згасання на дальньому кінці наведено у табл. 7.

Таблиця 7

Тип кабелюЧастота, кГцДовжина лінії, кмПерехідне згасанняП-27060105,5П-29660105,0МКБ МКГ100 2000,850 0,8507,8 7,8МКСБ, МКСГВесь діапазон частот0,650

У всіх симетричних кабельних ланцюгах перехідне згасання зі зростанням частоти знижується приблизно за логарифмічним законом. Для збільшення перехідного згасання між ланцюгами струмопровідні жили при виготовленні скручуються в групи (пари, четвірки, вісімки), групи звиваються в кабельний сердечник, ланцюги екрануються, а при прокладанні кабельних ліній зв'язку проводиться симетрування кабелю. Симетрування на кабелях низької частоти полягає у додатковому схрещуванні їх при розгортанні та включенні конденсаторів. Симетрування на кабелях ВЧ - це схрещування і включення контурів протизв'язку. Потреба в симетруванні може виникнути при погіршенні параметрів впливу кабелю в процесі його багаторічного використання або будівництва лінії зв'язку великої протяжності. Необхідність симетрування кабелю повинна визначатися в кожному конкретному випадку, виходячи з фактичної величини перехідного загасання ланцюгів, яка залежить від системи зв'язку (системи використання ланцюгів кабелю та апаратури ущільнення) та протяжності лінії.

2. Визначення характеру та місця пошкодження кабельних ліній зв'язку

2.1 Загальні положення

На кабелях зв'язку можуть бути такі види пошкоджень:

зниження опору ізоляції між жилами кабелю чи між жилами та землею;

зниження опору ізоляції «оболонка – земля» або «броня – земля»;

повний обрив кабелю;

пробою діелектрика;

асиметрія опору жил;

розбитість пар у симетричному кабелі.

2.2 Випробування визначення характеру ушкоджень

Визначення характеру пошкоджень («земля», «обрив», «коротке» зниження опору ізоляції) проводиться випробуванням кожної жили кабелю за допомогою схем мегомметра або омметра різних вимірювальних приладів (наприклад, П-324, ПКП-3, ПКП-4, КМ- 61С та ін). Як омметр можна використовувати комбінований прилад «тестер».

Випробування проводять у наступному порядку:

Перевіряється опір ізоляції між однією жилою та іншими, з'єднаними із заземленим екраном.

На станції А, де проводяться випробування, усі жили, крім однієї, з'єднуються разом і з екраном та заземлюються. На станції Б жили ставляться на ізоляцію. Вимірюється опір ізоляції та порівнюється з нормою для даного типу кабелю. Випробування та аналіз проводяться для кожної жили кабелю. Якщо виміряне значення опору ізоляції виявиться нижче за норму, то визначається характер пошкодження:

ушкодження ізоляції щодо «землі»;

пошкодження ізоляції щодо екрану кабелю;

пошкодження ізоляції щодо інших жил кабелю.

Для визначення характеру пошкодження на станції А по черзі знімають «землю» з жил кабелю та проводять аналіз:

а) якщо зняття «землі» з якоїсь жили (наприклад, з жили 2 на рис. 13) призводить до різкого збільшення опору ізоляції, то пошкоджена ізоляція між жилою (жила 1) і тією, з якої знята «земля» ( жила 2);

б) якщо зняття «землі» з усіх жил не призводить до збільшення опору ізоляції до норми, то ізоляція жили (жила 1), що випробовується, пошкоджена щодо екрану кабелю (землі).

Якщо при черговому випробуванні виявиться, що опір ізоляції становить сотні Ом або одиниці ком, то це вказує на можливе коротке замикання між жилами кабелю, що випробовуються (наприклад, «коротке» показано між жилами 3 і 4);

Перевіряється цілість жил кабелю, навіщо всі жили на станції Б з'єднуються разом із екраном. На станції А кожна жила перевіряється омметром на цілість.

Встановлення характеру пошкодження дозволяє вибрати один із методів визначення місця пошкодження.

2.3 Визначення місця ушкодження ізоляції жил проводів

Для визначення місця пошкодження ізоляції жил застосовують мостові схеми, вибір яких залежить від того, чи є в даному кабелі справні жили чи ні.

За наявності справного дроту, що дорівнює опору пошкодженому, і при опорі ізоляції пошкодженого дроту до 10мОм вимірювання виробляють методом моста зі змінним ставленням балансних плечей.

Величини опору плечей моста Rа і Rм при вимірах підбираються таким чином, щоб струм діагоналі моста, в яку включений ІП, був відсутній.

При визначенні місця ушкодження ізоляції методом мосту зі змінним ставленням балансних плечей використовуються прилади ПКП-3, ПКП-4, КМ-61С. У цих приладах опір Rм змінний і визначається при вимірюваннях в момент рівноваги моста, а опір Rа постійний і для приладів ПКП обрано рівним 990 ОМ, для приладу КМ-61С-1000 Ом.

Якщо справний та пошкоджений дроти мають різні опори, то виміри проводяться з обох кінців кабельної лінії зв'язку.

При використанні приладів ПКП-3, ПКП-4 можуть застосовуватись інші методи вимірювання опору ізоляції з метою визначення місця пошкодження кабелю:

  1. Метод моста із змінним ставленням балансних плечей з допоміжною лінією. Застосовується за наявності справних проводів, не рівних по опору пошкодженому, та опорів ізоляції пошкодженого проводу до 10 МОм, а допоміжного - понад 5000 МОм,
  2. Метод моста з постійним ставленням балансних плечей способом подвійної петлі. Застосовується за наявності значних струмів перешкод та опорів ізоляції пошкодженого дроту до 10 М0 м, а допоміжна – понад 5000 МОм.
  3. Метод моста з постійним ставленням балансних плечей при великих перехідних опорах. Застосовується за наявності справного дроту, що дорівнює опору пошкодженому, і перехідному опору в місці пошкодження ізоляції до 10 МОм.
  4. Метод двосторонніх вимірів опору шлейфу пошкоджених дротів. Застосовується за відсутності справних проводів та перехідному опорі порядку опору шлейфу.

5. Метод холостого ходу та короткого замикання при використанні моста з постійним ставленням балансних плечей. Застосовується за відсутності справних проводів та перехідного опору в місці пошкодження ізоляції до 10 кОм.

Метод холостого ходу та короткого замикання при використанні моста зі змінним ставленням балансних плечей. Застосовується за відсутності справних проводів та перехідному опорі у місці пошкодження ізоляції від 0,1 до 10 МОм.

За відсутності справних проводів визначення місця ушкодження ізоляції мостовими методами з достатньою точністю становить певні труднощі. У цьому випадку можуть використовуватися імпульсний та індуктивний методи. Для вимірювань імпульсним методом застосовуються прилади Р5-5, P5-10, дальність дії яких може досягати 20-25 км на симетричних кабелях зв'язку.

2.4 Визначення місця обриву проводів

Визначення місця обриву проводів може здійснюватися такими методами:

Метод моста на пульсуючому струмі. Застосовується за наявності справного дроту, що дорівнює опору пошкодженому.

Метод порівняння ємностей (балістичний метод). Застосовується при рівній питомій ємності справного та пошкодженого проводів.

Метод порівняння ємностей при двосторонньому вимірі. Застосовується при нерівній питомій ємності пошкодженого та справного проводів і, зокрема, при неможливості заземлити дроти лінії, що не вимірюються.

Для визначення місця обриву проводів можуть використовуватись прилади ПКП-3, ПКП-4, KM-61C, П-324.

За наявності в кабелі справної жили та можливості заземлення решти жил кабелю по черзі вимірюється робоча ємність справної жили (Сℓ), потім пошкодженої жили (Сх).

Якщо ж за умовами експлуатації кабелю заземлення решти невимірюваних жил неможливо, то для отримання достовірного результату обірвану жилу вимірюють з двох сторін, відстань до місця обриву обчислюють за формулою:

План

Вступ

Вимірники сили струму

Вимірювання напруги

Комбіновані прилади магнітоелектричної системи

Універсальні електронні вимірювальні прилади

Шунти вимірювальні

Прилади для вимірювання опорів

Визначення опору заземлення

Магнітний потік

Індукція

Список літератури


Вступ

Вимірюванням називають знаходження значення фізичної величини досвідченим шляхом, за допомогою спеціальних технічних засобів – вимірювальних приладів.

Таким чином, вимір – це інформаційний процесотримання дослідним шляхом чисельного відношення між даною фізичною величиною та деяким її значенням, прийнятим за одиницю порівняння.

Результат виміру – іменоване число, знайдене шляхом виміру фізичної величини. Одне з основних завдань вимірювання – оцінка ступеня наближення чи різниці між істинним і дійсним значеннями фізичної величини, що вимірюється – похибки вимірювання.

Основними параметрами електричних ланцюгів є сила струму, напруга, опір, потужність струму. Для вимірювання цих параметрів використовують електровимірювальні прилади.

Вимірювання параметрів електричних кіл здійснюється двома способами: перший – прямий метод виміру, другий – непрямий метод виміру.

Прямий метод виміру передбачає отримання результату безпосередньо з досвіду. Непрямим виміром називають вимір, при якому шукана величина знаходиться на підставі відомої залежності між цією величиною та величиною, отриманої в результаті прямого виміру.

Електровимірювальні прилади - клас пристроїв, які застосовуються для вимірювання різних електричних величин. До групи електровимірювальних приладів входять також крім власне вимірювальних приладів та інші засоби вимірювання – заходи, перетворювачі, комплексні установки.

Електровимірювальні прилади класифікуються наступним чином: за вимірюваною та відтворюваною фізичною величиною (амперметр, вольтметр, омметр, частометр та ін.); за призначенням (вимірювальні прилади, заходи, вимірювальні перетворювачі, вимірювальні установки та системи, допоміжні пристрої); за способом надання результатів вимірювань (що показують та реєструють); за методом вимірювань (прилади безпосередньо оцінки та прилади порівняння); за способом застосування та конструкції (щитові, переносні та стаціонарні); за принципом дії (електромеханічні - магнітоелектричні, електромагнітні, електродинамічні, електростатичні, феродинамічні, індукційні, магнітодинамічні; електронні; термоелектричні; електрохімічні).

У даному рефераті я постараюся розповісти про пристрій, принцип дії, дати опис та коротку характеристикуелектровимірювальних приладів електромеханічного класу.


Вимірювання сили струму

Амперметр – прилад вимірювання сили струму в амперах (рис.1). Шкалу амперметрів градуюють у мікроамперах, міліамперах, амперах або кілоамперах відповідно до меж вимірювання приладу. В електричний ланцюг амперметр включається послідовно з тією ділянкою електричного ланцюга (рис.2) силу струму в якому вимірюють; збільшення межі вимірів - з шунтом чи через трансформатор.

Найбільш поширені амперметри, в яких частина приладу, що рухається, зі стрілкою повертається на кут, пропорційній величині вимірюваного струму.

Амперметри бувають магнітоелектричними, електромагнітними, електродинамічними, тепловими, індукційними, детекторними, термоелектричними та фотоелектричними.

Магнітоелектричними амперметрами вимірюють силу постійного струму; індукційними та детекторними - силу змінного струму; амперметри інших систем вимірюють силу будь-якого струму. Найточнішими та чутливішими є магнітоелектричні та електродинамічні амперметри.

Принцип дії магнітоелектричного приладу заснований на створенні моменту, що крутить, завдяки взаємодії між полем постійного магніту і струмом, який проходить через обмотку рамки. З рамкою з'єднано стрілку, яка переміщається за шкалою. Кут повороту стрілки пропорційний силі струму.

Електродинамічні амперметри складаються з нерухомої та рухомої котушок, з'єднаних паралельно або послідовно. Взаємодія між струмами, що проходять через котушки, викликає відхилення рухомої котушки та з'єднаної з нею стрілки. В електричному контурі амперметр послідовно з'єднується з навантаженням, а при високій напрузі або великих струмах - через трансформатор.

Технічні дані деяких типів вітчизняних амперметрів, міліамперметрів, мікроамперметрів, магнітоелектричної, електромагнітної, електродинамічної та теплової систем наведені в таблиці 1.

Таблиця 1. Амперметри, міліамперметри, мікроамперметри

Система приладу Тип приладу Клас точності Межі виміру
Магнітоелектрична М109 0,5 1; 2; 5; 10 А
М109/1 0,5 1,5-3 А
М45М 1,0 75мВ
75-0-75мВ
М1-9 0,5 10-1000 мкА
М109 0,5 2; 10; 50 мА
200 мА
М45М 1,0 1,5-150 мА
Електромагнітна Е514/3 0,5 5-10 А
Е514/2 0,5 2,5-5 А
Е514/1 0,5 1-2 А
Е316 1,0 1-2 А
3316 1,0 2,5-5 А
Е513/4 1,0 0,25-0,5-1 А
Е513/3 0,5 50-100-200 мА
Е513/2 0,5 25-50-100 мА
Е513/1 0,5 10-20-40 мА
Е316 1,0 10-20 мА
Електродинамічна Д510/1 0,5 0,1-0,2-0,5-1-2-5А
Теплова Е15 1,0 30; 50; 100; 300 мА

Вимірювання напруги

Вольтметр - вимірювальний пристрійбезпосереднього відліку визначення напруги чи ЕРС в електричних ланцюгах (рис. 3). Підключається паралельно до навантаження або джерела електричної енергії (рис.4).


За принципом дії вольтметри поділяються на: електромеханічні – магнітоелектричні, електромагнітні, електродинамічні, електростатичні, випрямляючі, термоелектричні; електронні - аналогові та цифрові. По призначенню: постійного струму; змінного струму; імпульсні; фазочутливі; селективні; Універсальні. За конструкцією та способом застосування: щитові; переносні; стаціонарні. Технічні дані деяких вітчизняних вольтметрів, мілівольтметрів магнітоелектричної, електродинамічної, електромагнітної та теплової систем представлені в таблиці 2.

Таблиця 2. Вольтметри та мілівольтметри

Система приладу Тип приладу Клас точності Межі виміру
Електродинамічна Д121 0,5 150-250 В
Д567 0,5 15-600 В
Магнітоелектрична М109 0,5 3-600 В
М250 0,5 3; 50; 200; 400 В
М45М 1,0 75 мВ;
75-0-75 мВ
75-15-750-1500 мВ
М109 0,5 10-3000 мВ
Електростатична С50/1 1,0 30 В
С50/5 1,0 600 В
С50/8 1,0 3 кВ
С96 1,5 7,5-15-30 кВ
Електромагнітна Е515/3 0,5 75-600 В
Е515/2 0,5 7,5-60 В
Е512/1 0,5 1,5-15 В
З електронним перетворювачем Ф534 0,5 0,3-300 В
Теплова Е16 1,5 0,75-50 В

Для вимірювання ланцюгах постійного струму використовуються комбіновані прилади магнітоелектричної системи ампер-вольметри. Технічні дані про деякі типи приладів наведено у таблиці 3.

Таблиця 3. Комбіновані прилади магнітоелектричної системи .

Найменування Тип Клас точності Межі виміру
Міллівольт-міліамперметр М82 0,5 15-3000 мВ; 0,15-60 мА
Вольтамперметр М128 0,5 75 мВ-600; 5; 10; 20 А
Ампервольтметр М231 1,5

75-0-75 мВ; 100-0-100 В;

0,005-0-0,005 А; 10-0-10 А

Вольтамперметр М253 0,5 15 мВ-600; 0,75 мА-3А
Міллівольт-міліамперметр М254 0,5 0,15-60 мА; 15-3000 мВ
Мікроампервольтметр М1201 0,5 3-750; 0,3-750 мкА
Вольтамперметр М1107 0,2 45 мВ-600; 0,075 мА-30 А
Мілліампервольтметр М45М 1 7,5-150; 1,5 мА
Вольтомметр М491 2,5

3-30-300-600 В;

30-300-3000 кОм

Ампервольтомметр М493 2,5 3-300 мА; 3-600; 3-300 ком
Ампервольтомметр М351 1

75 мВ-1500;

15 мкА-3000 мА;

200 Ом-200 Мом

Технічні дані про комбіновані прилади – ампервольметри та ампервольтваттметри для вимірювання напруги та струму, а також потужності в ланцюгах змінного струму.

Комбіновані переносні прилади для вимірювання в ланцюгах постійного і змінного струмів забезпечують вимірювання постійних і змінних струмів і опорів, а деякі також ємність елементів у широкому діапазоні, відрізняються компактністю, мають автономне живлення, що забезпечує їх широке застосування. Клас точності цього приладів на постійному струмі 2,5; на змінному – 4,0.

Універсальні електронні вимірювальні прилади

Універсальні вимірювальні прилади (універсальні вольтметри) знаходять широке застосування вимірювання електричних величин. Ці прилади дозволяють, як правило, вимірювати у виключно широких межах змінні та постійні напруги та струми, опори, в деяких випадках частоту сигналів. У літературі їх часто називають універсальними вольтметрами, через те, що будь-яка вимірювана приладами величина так чи інакше перетворюється на напругу, посилюється широкосмуговим підсилювачем. Прилади мають стрілочну шкалу (прилад електромеханічного типу) або дисплей з рідкокристалічним індикатором, в деяких приладах є вбудовані програми, забезпечується математична обробка результатів.

Відомості про деякі типи сучасних вітчизняних універсальних приладів наведено у таблиці 4.

Таблиця 4. Універсальні вимірювальні прилади

Тип приладу Межі вимірюваних величин, додаткові функції додаткові відомості
В7-21А

1 мкВ-1 000 В,

0,01 Ом-12 Мом,

частота до 20 КГц

вага 5,5 кг
В7-34А

1 мкВ-1 000 В,

1 мОм - 10 Мом, похибка 0,02%

вага 10 кг
В7-35

0,1 мВ-1000,

0,1 мкВ-10 А,

1 Ом-10 МОм,

батарейне живлення вага 2 кг
В7-36

0,1 мВ-1 000,

1 Ом-10 МОм,

Стрілечне, батарейне живлення

До універсальних приладів додаються аксесуари:

1. Пробник для вимірювання змінної напруги в діапазоні 50 кГц-1 ГГц для розширення змінної напруги всіма універсальними вольтметрами та мультиметрами.

2. Дільник постійної напруги високовольтний до 30 кВ 1: 1000. У таблиці 5 наведено технічні дані універсального В3-38В.

Таблиця 5. Технічні дані цифрового мілівольтметра В3-38В

Характеристики Параметри Значення
Змінна напруга

Діапазон напруг

Межа виміру

10 мкВ ... 300 В

1 мВ/… /300 В

(12 п/діапазонів, крок 1-3)

Діапазон частоти

Нормальна область:

45 Гц ... 1 МГц

Робочі області:

20 Гц … 45 Гц;

1 МГц-3 МГц;

3 МГц-5 МГц

Похибка вимірювання

Додаткова похибка

Час встановлення показань

±2% (для гармонійних коливань)

±1/3хКг, при Кг 20% (для негармонічних коливань)

Максимальна вхідна напруга

Вхідний імпеданс

600 В (250 В постійна складова)

4 МОм/25 пФ на межах 1 мВ/…/300 мВ

5 МОм/15пФ на межах 1 В/…/300 В

Перетворювач напруги

Вихідна напруга

Похибка перетворення

Вихідний опір

Широкосмуговий підсилювач Максимальна вихідна напруга (100±20) мВ
Дисплей

Тип індикаторів

Формат індикації

ЖК – індикатор

3 ½ розряду

Загальні дані

Напруга живлення

Габаритні дані

220 ± 10%, 50 Гц

155х209х278 мм

Універсальні вольтметри з рідкокристалічною індикацією результатів вимірювання постійного та змінного струмів та напруг, опір за 2/4 провідною схемою, частоти та періоди, вимірювання середньоквадратичного значення змінного струму та напруги довільної форми.

Крім того, за наявності змінних термодатчиків прилади забезпечують вимірювання температури від -200 до +1110 0 С, вимірювання потужності, відносних рівнів (дБ), запис/зчитування до 200 результатів вимірювань, автоматичний або ручний вибір меж вимірювань, вбудовану програму тестового контролю, музичний звуковий контроль.

Шунти вимірювальні

Шунти призначені для розширення меж вимірювання струму. Шунт являє собою калібрований зазвичай плоский, провідник (резистор) спеціальної конструкції з манганіну, яким проходить вимірюваний струм. Падіння напруги на шунті є лінійною функцією струму. Номінальній напрузі відповідає номінальний струм шунта. Застосовуються в основному в ланцюгах постійного струму в комплекті з вимірювальними магнітоелектричними приладами. При вимірі невеликих струмів (до 30 А) шунти вбудовуються у корпус приладу. При вимірі великих струмів (до 7500 А) використовуються зовнішні шунти. Шунти поділяються за класами точності: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2 та 0,5.

Для розширення меж вимірювання приладів за напругою використовуються резистори калібровані, звані додатковими опорами. Додаткові резистори виготовляють із манганинового ізольованого дроту і також поділяються за класами точності. Відомості про шунти представлені у таблиці 6.

Таблиця 6. Вимірювальні шунти

Тип Номінальний струм, А Номінальне падіння напруги, мВ Клас точності
Р114/1 75 45 0,1
Р114/1 150 45 0,1
Р114/1 300 45 0,1
75РІ 0,3-0,75 75 0,2
75РІ 1,5-7,5 75 0,2
75РІ 15-30 75 0,2
75РІ 75 75 0,2
75ШС-0,2 300; 500; 750; 1000; 1500; 2000; 4000 75 0,2
75ШС 5; 10; 20; 30; 50 75 0,5
75ШСМ 75; 100; 150; 200; 300; 500; 750; 1 000 75 0,5

Прилади для вимірювання опорів

Прилади для вимірювання електричного опорузалежно від діапазону вимірюваного приладами опору називають омметр, мікроомметр, магаомметр. Для вимірювання опору розтіканню струму заземлювальних пристроїв використовуються вимірювачі заземлення. Відомості про деякі типи цих приладів наведено у таблиці 7.

Таблиці 7. Омметри, мікроомметри, мегаомеєтри, вимірювачі заземлення

Прилад Тип Межі виміру Основна похибка чи клас точності
Омметр М218

0,1-1-10-100 Ом

0,1-1-10-100 кОм

0,1-1-10-100 МОм

1,5-2,5%
Омметр М371

100-10000 кОм;

±1,5%
Омметр М57Д 0-1 500 Ом ±2,5%
Мікроомметр М246

100-1 000 мкОм

10-100 мОм-10 Ом

Мікроомметр Ф415

100-1000 мкОм;

-
Мегаомметр М4101/5 1
Мегаомметр М503М 1
Мегаомметр М4101/1 1
Мегаомметр М4101/3 1

Визначення опору заземлення

Під терміном заземлення мається на увазі електричне підключеннябудь-якого ланцюга або обладнання до землі. Заземлення використовується для встановлення та підтримання потенціалу підключеного ланцюга або обладнання максимально близьким до потенціалу землі. Ланцюг заземлення утворений провідником, затискачем, за допомогою якого провідник підключений до електрода, електрода і ґрунту навколо електрода. Заземлення широко використовується для електричного захисту. Наприклад, в освітлювальній апаратурі заземлення використовується для замикання на землю струму пробою, щоб захистити персонал та компоненти обладнання від впливу високої напруги. Низький опір ланцюга заземлення забезпечує стікання струму пробою на землю та швидке спрацювання захисних реле. В результаті стороння напруга якнайшвидше усувається, щоб не піддавати її впливу персонал та обладнання. Щоб найкраще фіксувати опорний потенціал апаратури з метою її захисту від статичної електрики та обмежити напруги на корпусі обладнання для захисту персоналу, ідеальний опір ланцюга заземлення має дорівнювати нулю.

ПРИНЦИП ВИМІРЮВАННЯ ОПОРУ Землі

Вольтметр вимірює напругу між штирями X і Y і амперметром - струм, що протікає між штирями X і Z (рис.5)

Зауважимо, що точки X,Yта Z відповідають точкам X,Pі C приладу, що працює за 3-точковою схемою або точками С1, Р2 і С2 приладу, що працює за 4-точковою схемою.

Користуючись формулами закону Ома E = R I або R = E / I, ми можемо визначити опір заземлення електрода R. Наприклад, якщо Е = 20 і I = 1 А, то:

R = E / I = 20 / 1 = 20 Ом

При використанні тестера заземлення не потрібно проводити ці обчислення. Прилад сам згенерує необхідний вимірювання струм і прямо покаже значення опору заземлення.

Наприклад розглянь вимірювач зарубіжної фірми виробника марки 1820 ER (рис.6 та таблиця 8).


Таблиця 8 Технічні дані вимірювача типу 1820 ER

Характеристики Параметри Значення
Опір заземлення Межі вимірів 20; 200; 2000 Ом
Дозвіл

0,01 Ом на межі 20 Ом

0,1 Ом на межі 200 Ом

1 Ом на межі 2000 Ом

Похибка вимірювання ±(2,0%+2 од.мл.розряду)
Тест-сигнал 820 Гц, 2 мА
Напруга дотику Межі вимірів 200 В, 50 ... 60 Гц
Дозвіл 1 В
Похибка вимірювання ±(1%+2 од.мл.розряду)
Загальні дані Індикатор РКІ, що максимально індикується число 2 000
Напруга живлення 1,5 В х 8 (тип АА)
габаритні розміри 170 х 165 х 92 мм
Маса 1 кг

Магнітний потік

Загальні відомості.

Магнітний потік- Потік як інтеграл вектора магнітної індукції через кінцеву поверхню. Визначається через інтеграл поверхнею


при цьому векторний елемент площі поверхні визначається як

де – одиничний вектор, нормальний до поверхні.

де α - кут між вектором магнітної індукції та нормаллю до площини площі.

Магнітний потік через контур можна виразити через циркуляцію векторного потенціалу магнітного поляза цим контуром:

Одиниці виміру

У системі СІ одиницею магнітного потоку є вебер (Вб, розмірність - В·с = кг·м²·с −2 ·А −1), у системі СГС - максвел (Мкс); 1 Вб = 108 Мкс.

Прилад для вимірювання магнітних потоків називається Флюксметр(від латів. fluxus - протягом і … метр) або веберметр.

Індукція

Магнітна індукція- Векторна величина, що є силовою характеристикою магнітного поля в даній точці простору. Показує, з якою силою магнітне поле діє на заряд, що рухається зі швидкістю.

Точніше, - це такий вектор, що сила Лоренца, що діє на заряд, що рухається зі швидкістю, дорівнює

де α - кут між векторами швидкості та магнітної індукції.

Також магнітна індукція може бути визначена як відношення максимального механічного моменту сил, що діють на рамку зі струмом, поміщену в однорідне поле, до твору сили струму в рамці на її площу.

Є основною характеристикою магнітного поля, аналогічною вектор напруженості електричного поля.

У системі СГС магнітна індукція поля вимірюється в гаусах (Гс), у системі СІ – у теслах (Тл)

1 Тл = 10 4 Гс

Магнітометри, які застосовуються для вимірювання магнітної індукції, називають тесламетрами.


Список літератури

1. Довідник з електротехніки та електрообладнання, Алієв І.І.

2. Електротехніка, Рябов В.І.

3. Сучасне вимірювальне електроустаткування, Журавльов А.

План

Вступ

Вимірники сили струму

Вимірювання напруги

Комбіновані прилади магнітоелектричної системи

Універсальні електронні вимірювальні прилади

Шунти вимірювальні

Прилади для вимірювання опорів

Визначення опору заземлення

Магнітний потік

Індукція

Список літератури


Вступ

Вимірюванням називають знаходження значення фізичної величини досвідченим шляхом, за допомогою спеціальних технічних засобів – вимірювальних приладів.

Таким чином, вимір – це інформаційний процес отримання досвідченим шляхом чисельного відношення між даною фізичною величиною та деяким її значенням, прийнятим за одиницю порівняння.

Результат виміру – іменоване число, знайдене шляхом виміру фізичної величини. Одне з основних завдань вимірювання – оцінка ступеня наближення чи різниці між істинним і дійсним значеннями фізичної величини, що вимірюється – похибки вимірювання.

Основними параметрами електричних ланцюгів є сила струму, напруга, опір, потужність струму. Для вимірювання цих параметрів використовують електровимірювальні прилади.

Вимірювання параметрів електричних кіл здійснюється двома способами: перший – прямий метод виміру, другий – непрямий метод виміру.

Прямий метод виміру передбачає отримання результату безпосередньо з досвіду. Непрямим виміром називають вимір, при якому шукана величина знаходиться на підставі відомої залежності між цією величиною та величиною, отриманої в результаті прямого виміру.

Електровимірювальні прилади - клас пристроїв, які застосовуються для вимірювання різних електричних величин. До групи електровимірювальних приладів входять також крім власне вимірювальних приладів та інші засоби вимірювання – заходи, перетворювачі, комплексні установки.

Електровимірювальні прилади класифікуються наступним чином: за вимірюваною та відтворюваною фізичною величиною (амперметр, вольтметр, омметр, частометр та ін.); за призначенням (вимірювальні прилади, заходи, вимірювальні перетворювачі, вимірювальні установки та системи, допоміжні пристрої); за способом надання результатів вимірювань (що показують та реєструють); за методом вимірювань (прилади безпосередньо оцінки та прилади порівняння); за способом застосування та конструкції (щитові, переносні та стаціонарні); за принципом дії (електромеханічні - магнітоелектричні, електромагнітні, електродинамічні, електростатичні, феродинамічні, індукційні, магнітодинамічні; електронні; термоелектричні; електрохімічні).

У даному рефераті я постараюся розповісти про пристрій, принцип дії, дати опис та коротку характеристику електровимірювальних приладів електромеханічного класу.


Вимірювання сили струму

Амперметр – прилад вимірювання сили струму в амперах (рис.1). Шкалу амперметрів градуюють у мікроамперах, міліамперах, амперах або кілоамперах відповідно до меж вимірювання приладу. В електричний ланцюг амперметр включається послідовно з тією ділянкою електричного ланцюга (рис.2) силу струму в якому вимірюють; збільшення межі вимірів - з шунтом чи через трансформатор.

Найбільш поширені амперметри, в яких частина приладу, що рухається, зі стрілкою повертається на кут, пропорційній величині вимірюваного струму.

Амперметри бувають магнітоелектричними, електромагнітними, електродинамічними, тепловими, індукційними, детекторними, термоелектричними та фотоелектричними.

Магнітоелектричними амперметрами вимірюють силу постійного струму; індукційними та детекторними - силу змінного струму; амперметри інших систем вимірюють силу будь-якого струму. Найточнішими та чутливішими є магнітоелектричні та електродинамічні амперметри.

Принцип дії магнітоелектричного приладу заснований на створенні моменту, що крутить, завдяки взаємодії між полем постійного магніту і струмом, який проходить через обмотку рамки. З рамкою з'єднано стрілку, яка переміщається за шкалою. Кут повороту стрілки пропорційний силі струму.

Електродинамічні амперметри складаються з нерухомої та рухомої котушок, з'єднаних паралельно або послідовно. Взаємодія між струмами, що проходять через котушки, викликає відхилення рухомої котушки та з'єднаної з нею стрілки. В електричному контурі амперметр послідовно з'єднується з навантаженням, а при високій напрузі або великих струмах - через трансформатор.

Технічні дані деяких типів вітчизняних амперметрів, міліамперметрів, мікроамперметрів, магнітоелектричної, електромагнітної, електродинамічної та теплової систем наведені в таблиці 1.

Таблиця 1. Амперметри, міліамперметри, мікроамперметри

Система приладу Тип приладу Клас точності Межі виміру
Магнітоелектрична М109 0,5 1; 2; 5; 10 А
М109/1 0,5 1,5-3 А
М45М 1,0 75мВ
75-0-75мВ
М1-9 0,5 10-1000 мкА
М109 0,5 2; 10; 50 мА
200 мА
М45М 1,0 1,5-150 мА
Електромагнітна Е514/3 0,5 5-10 А
Е514/2 0,5 2,5-5 А
Е514/1 0,5 1-2 А
Е316 1,0 1-2 А
3316 1,0 2,5-5 А
Е513/4 1,0 0,25-0,5-1 А
Е513/3 0,5 50-100-200 мА
Е513/2 0,5 25-50-100 мА
Е513/1 0,5 10-20-40 мА
Е316 1,0 10-20 мА
Електродинамічна Д510/1 0,5 0,1-0,2-0,5-1-2-5А
Теплова Е15 1,0 30; 50; 100; 300 мА

Вимірювання напруги

Вольтметр - вимірювальний пристрій безпосереднього відліку для визначення напруги або ЕРС в електричних ланцюгах (рис. 3). Підключається паралельно до навантаження або джерела електричної енергії (рис.4).


За принципом дії вольтметри поділяються на: електромеханічні – магнітоелектричні, електромагнітні, електродинамічні, електростатичні, випрямляючі, термоелектричні; електронні - аналогові та цифрові. По призначенню: постійного струму; змінного струму; імпульсні; фазочутливі; селективні; Універсальні. За конструкцією та способом застосування: щитові; переносні; стаціонарні. Технічні дані деяких вітчизняних вольтметрів, мілівольтметрів магнітоелектричної, електродинамічної, електромагнітної та теплової систем представлені в таблиці 2.

Таблиця 2. Вольтметри та мілівольтметри

Система приладу Тип приладу Клас точності Межі виміру
Електродинамічна Д121 0,5 150-250 В
Д567 0,5 15-600 В
Магнітоелектрична М109 0,5 3-600 В
М250 0,5 3; 50; 200; 400 В
М45М 1,0 75 мВ;
75-0-75 мВ
75-15-750-1500 мВ
М109 0,5 10-3000 мВ
Електростатична С50/1 1,0 30 В
С50/5 1,0 600 В
С50/8 1,0 3 кВ
С96 1,5 7,5-15-30 кВ
Електромагнітна Е515/3 0,5 75-600 В
Е515/2 0,5 7,5-60 В
Е512/1 0,5 1,5-15 В
З електронним перетворювачем Ф534 0,5 0,3-300 В
Теплова Е16 1,5 0,75-50 В

Для вимірювання ланцюгах постійного струму використовуються комбіновані прилади магнітоелектричної системи ампер-вольметри. Технічні дані про деякі типи приладів наведено у таблиці 3.

Таблиця 3. Комбіновані прилади магнітоелектричної системи.

Найменування Тип Клас точності Межі виміру
Міллівольт-міліамперметр М82 0,5 15-3000 мВ; 0,15-60 мА
Вольтамперметр М128 0,5 75 мВ-600; 5; 10; 20 А
Ампервольтметр М231 1,5 75-0-75 мВ; 100-0-100 В; 0,005-0-0,005 А; 10-0-10 А
Вольтамперметр М253 0,5 15 мВ-600; 0,75 мА-3А
Міллівольт-міліамперметр М254 0,5 0,15-60 мА; 15-3000 мВ
Мікроампервольтметр М1201 0,5 3-750; 0,3-750 мкА
Вольтамперметр М1107 0,2 45 мВ-600; 0,075 мА-30 А
Мілліампервольтметр М45М 1 7,5-150; 1,5 мА
Вольтомметр М491 2,5 3-30-300-600 В; 30-300-3000 кОм
Ампервольтомметр М493 2,5 3-300 мА; 3-600; 3-300 ком
Ампервольтомметр М351 1 75 мВ-1500 В; 15 мкА-3000 мА; 200 Ом-200 Мом

Технічні дані про комбіновані прилади – ампервольметри та ампервольтваттметри для вимірювання напруги та струму, а також потужності в ланцюгах змінного струму.

Комбіновані переносні прилади для вимірювання в ланцюгах постійного і змінного струмів забезпечують вимірювання постійних і змінних струмів і опорів, а деякі також ємність елементів у широкому діапазоні, відрізняються компактністю, мають автономне живлення, що забезпечує їх широке застосування. Клас точності цього приладів на постійному струмі 2,5; на змінному – 4,0.

Універсальні електронні вимірювальні прилади

Схожі статті

2023 р. videointercoms.ru. Майстер на усі руки - Побутова техніка. Висвітлення. Металобробка. Ножі Електрика.