Buderus-trade.ru

Теплотехника Будерус
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Измерение переменного тока и напряжения

Измерение переменного тока и напряжения

В случае изменяющихся во времени сигналов переменного тока обычно требуется измерять некоторые их характеристики, связанные с мгновенными значениями сигнала. Чаще всего желательно знать среднеквадратические (эффективные) значения электрических величин переменного тока. Наряду с этим могут представлять интерес и другие величины, например максимальное или среднее абсолютное значение.

Среднеквадратическое (эффективное) значение напряжения (или силы) переменного тока определяется как корень квадратный из усредненного по времени квадрата напряжения (или силы тока):

где Т – период сигнала U(t).

Максимальное значение – это наибольшее мгновенное значение сигнала, а среднее абсолютное значение – абсолютное значение, усредненное по времени. При синусоидальной форме колебаний = 0,707и = 0,637.

Почти все приборы для измерения напряжения и силы переменного тока показывают значение, которое предлагается рассматривать как эффективное значение входного сигнала. Однако в дешевых приборах зачастую на самом деле измеряется среднее абсолютное или максимальное значение сигнала, а шкала градуируется так, чтобы показание соответствовало эквивалентному эффективному значению в предположении, что входной сигнал имеет синусоидальную форму. Точность таких приборов крайне низка, если сигнал не синусоидальный.

Приборы, способные измерять истинное эффективное значение сигналов переменного тока, могут быть основаны на одном из трех принципов: электронного умножения, дискретизации сигнала или теплового преобразования. Приборы, основанные на первых двух принципах, как правило, реагируют на напряжение, а тепловые электроизмерительные приборы – на ток. При использовании добавочных резисторов и шунтов такими приборами можно измерять ток и напряжение в достаточно широких пределах.

Возведение в квадрат и усреднение по времени входного сигнала в некотором приближении осуществляются электронными схемами с усилителями и нелинейными элементами для выполнения таких математических операций, как нахождение логарифма и антилогарифма аналоговых сигналов. Приборы такого типа могут иметь погрешность порядка 0,009%.

Сигнал переменного тока преобразуется в цифровую форму с помощью быстродействующего АЦП. Дискретизированные значения сигнала возводятся в квадрат, суммируются и делятся на число дискретных значений в одном периоде сигнала. Погрешность таких приборов составляет 0,01–0,1%.

Для оценки величины переменного тока и напряжения используют понятия действующего, амплитудного и среднего значений. Для этой цели используют приборы различных систем, но при использовании приборов магнитоэлектрической системы требуется применение дополнительных преобразователей из переменного тока в постоянный.

При измерении токов свыше 250…300 А амперметры электромеханической системы непосредственно в цепь не включаются из-за сильного влияния на показания приборов магнитного поля токоподводящих проводов и значительного нагрева шин. Расширение диапазона измеряемых токов и напряжений производится в основном при помощи измерительных трансформаторов. Для защиты приборов от внешних магнитных и электрических поле применяется экранирование. На переменном токе необходимо учитывать и частотную составляющую погрешности измерений.

Наивысшую точность измерения эффективных значений напряжения и тока обеспечивают тепловые электроизмерительные приборы. В них используется тепловой преобразователь тока в виде небольшого откачанного стеклянного баллончика с нагревателем (длиной 0,5–1 см), к средней части которой прикреплен спай термопары в виде маленькой бусинки, обеспечивающей тепловой контакт и электроизоляцию термопары с токопроводом. При повышении температуры, пропорциональным эффективному значению тока в нагревателе, на выходе термопары возникает термо-ЭДС. Такие преобразователи пригодны для измерения силы переменного тока с частотой от 20 Гц до 10 МГц.

Читайте так же:
Реле тепловое токов ртл 1016

На рис. показана принципиальная схема теплового электроизмерительного прибора с двумя подобранными по параметрам тепловыми преобразователями тока. При подаче на вход схемы напряжения переменного тока Vас на выходе термопары преобразователя ТС1 возникает напряжение постоянного тока, усилитель А создает постоянный ток в нагревательной проволочке преобразователя ТС2, при котором термопара выдает напряжение постоянного тока, затем прибор измеряет выходной постоянный ток.

Рис. Тепловой электроизмерительный прибор для измерения эффективных значений напряжения и силы переменного тока.

С помощью добавочного резистора описанный измеритель тока можно превратить в вольтметр. Тепловые электроизмерительные приборы непосредственно измеряют токи от 2 до 500 мА, поэтому для измерения токов большей силы необходимо использовать резисторные шунты.

Измеряйте силу тока, напряжение или сопротивление ещё точнее и эффективнее

Header_Master-mobile-960x300.jpg

Инновационные приборы для измерения электрических параметров Testo выделяются среди конкурентов за счет их исключительного удобства в использовании, тем самым задавая новые стандарты интеллектуальных технологий. Цифровые мультиметры с функцией автоматического распознавания измеряемого параметра, токоизмерительные клещи с уникальным механизмом захвата провода и тестеры напряжения с функцией измерения тока

Цифровые мультиметры

К мультиметрам

Цифровые мультиметры Testo управляются без помощи поворотного механизма и исключают любые некорректные настройки. Вне зависимости от измеряемого параметра мультиметры обеспечивают максимальную эффективность.

  • Автоматически определяют параметры измерения через распознавание разъёма подключённого щупа
  • Исключает некорректные настройки
  • Простое и современное управление с использованием кнопок вместо “колеса”
Токоизмерительные клещи

К токовым клещам

Мы предлагаем идеальные токовые клещи для бесконтактного измерения тока, напряжения и др. электрических параметров даже в узких распределительных щитках.

  • Уникальный механизм захвата позволяет легко и безопасно захватить практически любой кабель по отдельности даже при очень плотной укладке
  • С дополнительными функциями, такими как: измерение пускового тока, силы тока в режиме измерения мкА, подключение прибора к вашему смартфону/планшету по Bluetooth
  • Автоматическое определение постоянного/переменного тока
Тестеры напряжения/силы тока

К тестерам силы тока/напряжения

Первые тестеры напряжения, соответствующие DIN-EN 61243-3:2010, которые измеряют силу тока. Идеально подходят для любой задачи, связанной с измерением напряжения и силы тока.

  • Надёжное отображение данных напряжения даже с разряженной батареей
  • Моментальное измерение без настройки и переключения прибора
  • Сменные измерительные щупы
Тестеры напряжения с технологией кругового обзора

К тестерам напряжения

Единственные тестеры с оптоволоконной технологией кругового обзора, благодаря которой данные измерений могут быть легко считаны из любого положения.

  • Соответствует стандарту DIN EN 61243-3:2010 для тестеров напряжения
  • Прочный корпус с эргономичной рукояткой и кольцом, препятствующим выскальзыванию
  • Требования по безопасности соответствуют CAT III
Читайте так же:
Характеристика теплового расцепителя автоматического выключателя
Бесконтактный тестер напряжения

К testo 745

Бесконтактный тестер напряжения необходим для предварительной проверки системы и поиска неисправности.

АМПЕРМЕТР

прибор для измерения силы тока. Распространение получили А. электромагнитные, магнитоэлектр., электродинамические, тепловые и индукционные. В электромагнитных А. измеряемый ток, проходя по катушке, втягивает внутрь ее сердечник из мягкого железа с силой, возрастающей с увеличением силы тока; при этом насаженная на одной оси с сердечником стрелка поворачивается и по градуированной шкале указывает силу тока в амперах. В тепловых А. измеряемый ток пропускается по натянутой металл. нити, к-рая вследствие нагревания током удлиняется и провисает, поворачивая при этом стрелку, указывающую на шкале силу тока. В магнитоэлектр. А. под влиянием взаимодействия измеряемого тока, пропускаемого по проволоке, намотанной на легкую алюминиевую рамку, и магнитного поля постоянного подковообразного магнита рамка вместе с указательной стрелкой поворачивается на больший или меньший угол в зависимости от величины силы тока. В электродинамических А. (без железа) измеряемый ток пропускается последовательно по обмотке неподвижной и подвижной катушек; последняя благодаря взаимодействию проходящего по ней тока с током в неподвижной катушке поворачивается вместе со стрелкой, указывающей силу тока. В индукционных приборах подвижный металл. диск или цилиндр подвергается воздействию бегущего или вращающегося поля, создаваемого неподвижными катушками, соединенными магнитной системой. Тепловые и электродинамические А. пригодны для измерения как постоянного, так и переменного токов, электромагнитные—для постоянного тока и индукционные—для переменного.

Технический железнодорожный словарь. — М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство . Н. Н. Васильев, О. Н. Исаакян, Н. О. Рогинский, Я. Б. Смолянский, В. А. Сокович, Т. С. Хачатуров. 1941 .

Полезное

Смотреть что такое «АМПЕРМЕТР» в других словарях:

амперметр — амперметр … Орфографический словарь-справочник

АМПЕРМЕТР — АМПЕРМЕТР, прибор для измерения тока в амперах (а). Подключается к цепи последовательно. Амперметр для постоянного тока имеет подвижную катушку, измеряемый ток проходит по катушке, подвешенной в магнитном поле, и отклоняет стрелку, прикрепленную… … Научно-технический энциклопедический словарь

АМПЕРМЕТР — прибор для измерения силы электрич. тока. В соответствии с верх. пределом измерений различают кило , милли , микро и наноамперметры. А. включается в цепь тока последовательно. Для уменьшения искажающего влияния А. должен обладать малым входным… … Физическая энциклопедия

амперметр — а, м. ampèremètre m. Прибор для измерения силы электрического тока. СИС 1985. Иван неподвижно стоял у стены и пялил сонные глаза на ярко освещенные циферблаты вольтметров и амперметров. Вересаев Васька. Лекс.Гранат: амперметр; СИС 1937:… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

Читайте так же:
Автоматические выключатели с тепловым расцепителем каталог

АМПЕРМЕТР — АМПЕРМЕТР, прибор, служащий для измерения силы электрического тока. Имеется несколько систем А.: 1) сист.Депре д Арсон валя, 2) А. «с мягким железом», 3) А. тепловые, 4) сист. Феррариса и ряд других. Первая из перечисленных систем… … Большая медицинская энциклопедия

амперметр-кліщі — амперметр клещи bus bar ammeter *Amperezange – переносний амперметр, що працює за принципом трансформатора і застосовується з метою уточнення урівноваження верстатів качалок шляхом контролювання струму, який споживає електродвигун верстата… … Гірничий енциклопедичний словник

АМПЕРМЕТР — АМПЕРМЕТР, прибор для измерения силы электрического тока в амперах (А). В электрическую цепь включается последовательно. Шкалу амперметра часто градуируют в кратных и дольных единицах от А (мкА, мА, кА) … Современная энциклопедия

АМПЕРМЕТР — (от ампер и . метр) электроизмерительный прибор для измерения силы постоянного и (или) переменного тока; в электрическую цепь включается последовательно. Шкала амперметра градуируется в мкА, мА, А или кА … Большой Энциклопедический словарь

АМПЕРМЕТР — АМПЕРМЕТР, а, муж. Прибор для измерения силы электрического тока. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

АМПЕРМЕТР — (Ampere meter) прибор для измерения силы тока. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь

Значение ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ: ИЗМЕРЕНИЕ СИГНАЛОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА в Словаре Кольера

В случае изменяющихся во времени сигналов переменного тока обычно требуется измерять некоторые их характеристики, связанные с мгновенными значениями сигнала. Чаще всего желательно знать среднеквадратические (эффективные) значения электрических величин переменного тока, поскольку мощности нагревания при напряжении 1 В постоянного тока соответствует мощность нагревания при напряжении 1 В (эфф.) переменного тока. Наряду с этим могут представлять интерес и другие величины, например максимальное или среднее абсолютное значение. Среднеквадратическое (эффективное) значение напряжения (или силы) переменного тока определяется как корень квадратный из усредненного по времени квадрата напряжения (или силы тока):

где Т — период сигнала Y(t). Максимальное значение Yмакс — это наибольшее мгновенное значение сигнала, а среднее абсолютное значение YAA — абсолютное значение, усредненное по времени. При синусоидальной форме колебаний Yэфф = 0,707Yмакс и YAA = 0,637Yмакс.

Измерение напряжения и силы переменного тока. Почти все приборы для измерения напряжения и силы переменного тока показывают значение, которое предлагается рассматривать как эффективное значение входного сигнала. Однако в дешевых приборах зачастую на самом деле измеряется среднее абсолютное или максимальное значение сигнала, а шкала градуируется так, чтобы показание соответствовало эквивалентному эффективному значению в предположении, что входной сигнал имеет синусоидальную форму. Не следует упускать из виду, что точность таких приборов крайне низка, если сигнал несинусоидален. Приборы, способные измерять истинное эффективное значение сигналов переменного тока, могут быть основаны на одном из трех принципов: электронного умножения, дискретизации сигнала или теплового преобразования. Приборы, основанные на первых двух принципах, как правило, реагируют на напряжение, а тепловые электроизмерительные приборы — на ток. При использовании добавочных и шунтовых резисторов всеми приборами можно измерять как ток, так и напряжение.

Читайте так же:
Тепловое реле для автоматических выключателей

Электронное умножение. Возведение в квадрат и усреднение по времени входного сигнала в некотором приближении осуществляются электронными схемами с усилителями и нелинейными элементами для выполнения таких математических операций, как нахождение логарифма и антилогарифма аналоговых сигналов. Приборы такого типа могут иметь погрешность порядка всего лишь 0,009%.

Дискретизация сигнала. Сигнал переменного тока преобразуется в цифровую форму с помощью быстродействующего АЦП. Дискретизированные значения сигнала возводятся в квадрат, суммируются и делятся на число дискретных значений в одном периоде сигнала. Погрешность таких приборов составляет 0,01-0,1%.

Тепловые электроизмерительные приборы. Наивысшую точность измерения эффективных значений напряжения и тока обеспечивают тепловые электроизмерительные приборы. В них используется тепловой преобразователь тока в виде небольшого откачанного стеклянного баллончика с нагревательной проволочкой (длиной 0,5-1 см), к средней части которой крохотной бусинкой прикреплен горячий спай термопары. Бусинка обеспечивает тепловой контакт и одновременно электроизоляцию. При повышении температуры, прямо связанном с эффективным значением тока в нагревательной проволочке, на выходе термопары возникает термо-ЭДС (напряжение постоянного тока). Такие преобразователи пригодны для измерения силы переменного тока с частотой от 20 Гц до 10 МГц.

На рис. 5 показана принципиальная схема теплового электроизмерительного прибора с двумя подобранными по параметрам тепловыми преобразователями тока. При подаче на вход схемы напряжения переменного тока Vас на выходе термопары преобразователя ТС1 возникает напряжение постоянного тока, усилитель А создает постоянный ток в нагревательной проволочке преобразователя ТС2, при котором термопара последнего дает такое же напряжение постоянного тока, и обычный прибор постоянного тока измеряет выходной ток.

С помощью добавочного резистора описанный измеритель тока можно превратить в вольтметр. Поскольку тепловые электроизмерительные приборы непосредственно измеряют токи лишь от 2 до 500 мА, для измерения токов большей силы необходимы резисторные шунты.

Измерение мощности и энергии переменного тока. Мощность, потребляемая нагрузкой в цепи переменного тока, равна среднему по времени произведению мгновенных значений напряжения и тока нагрузки. Если напряжение и ток изменяются синусоидально (как это обычно и бывает), то мощность Р можно представить в виде P = EI cos?, где Е и I — эффективные значения напряжения и тока, а ? — фазовый угол (угол сдвига) синусоид напряжения и тока. Если напряжение выражается в вольтах, а ток в амперах, то мощность будет выражена в ваттах. Множитель cos?, называемый коэффициентом мощности, характеризует степень синхронности колебаний напряжения и тока.

Читайте так же:
Тепловой режим переменного тока

С экономической точки зрения, самая важная электрическая величина — энергия. Энергия W определяется произведением мощности на время ее потребления. В математической форме это записывается так:

Если время (t1 ? t2) измеряется в секундах, напряжение е — в вольтах, а ток i — в амперах, то энергия W будет выражена в ватт-секундах, т.е. джоулях (1 Дж = 1 Вт?с). Если же время измеряется в часах, то энергия — в ватт-часах. На практике электроэнергию удобнее выражать в киловатт-часах (1 кВт?ч = 1000 Вт?ч).

Счетчики электроэнергии с разделением времени. В счетчиках электроэнергии с разделением времени используется весьма своеобразный, но точный метод измерения электрической мощности. Такой прибор имеет два канала. Один канал представляет собой электронный ключ, который пропускает или не пропускает входной сигнал Y (или обращенный входной сигнал ?Y) на фильтр нижних частот. Состоянием ключа управляет выходной сигнал второго канала с отношением временных интервалов "закрыто"/"открыто", пропорциональным его входному сигналу. Средний сигнал на выходе фильтра равен среднему по времени произведению двух входных сигналов. Если один входной сигнал пропорционален напряжению на нагрузке, а другой — току нагрузки, то выходное напряжение пропорционально мощности, потребляемой нагрузкой. Погрешность таких счетчиков промышленного изготовления составляет 0,02% на частотах до 3 кГц (лабораторных — порядка всего лишь 0,0001% при 60 Гц). Как приборы высокой точности они применяются в качестве образцовых счетчиков для поверки рабочих средств измерения.

Дискретизирующие ваттметры и счетчики электроэнергии. Такие приборы основаны на принципе цифрового вольтметра, но имеют два входных канала, дискретизирующих параллельно сигналы тока и напряжения. Каждое дискретное значение e(k), представляющее мгновенные значения сигнала напряжения в момент дискретизации, умножается на соответствующее дискретное значение i(k) сигнала тока, полученное в тот же момент времени. Среднее по времени таких произведений есть мощность в ваттах:

Сумматор, накапливающий произведения дискретных значений с течением времени, дает полную электроэнергию в ватт-часах. Погрешность счетчиков электроэнергии может составлять всего лишь 0,01%.

Индукционные счетчики электроэнергии. Индукционный счетчик представляет собой не что иное, как маломощный электродвигатель переменного тока с двумя обмотками — токовой и обмоткой напряжения. Проводящий диск, помещенный между обмотками, вращается под действием крутящего момента, пропорционального потребляемой мощности. Этот момент уравновешивается токами, наводимыми в диске постоянным магнитом, так что частота вращения диска пропорциональна потребляемой мощности. Число оборотов диска за то или иное время пропорционально полной электроэнергии, полученной за это время потребителем. Число оборотов диска считает механический счетчик, который показывает электроэнергию в киловатт-часах. Приборы такого типа широко применяются в качестве бытовых счетчиков электроэнергии. Их погрешность, как правило, составляет 0,5%; они отличаются большим сроком службы при любых допустимых уровнях тока.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector