Měření je proces experimentálního zjištění hodnoty fyzikální veličiny pomocí speciálních technických prostředků. Elektrické měřicí přístroje mají široké uplatnění při sledování provozu elektroinstalací, při sledování jejich stavu a provozních režimů, při zohledňování spotřeby a kvality elektrické energie, při opravách a seřizování elektrických zařízení.
Elektrické měřicí přístroje jsou elektrické měřicí přístroje určené ke generování signálů funkčně souvisejících s měřenými fyzikálními veličinami ve formě srozumitelné pozorovateli nebo automatickému zařízení.
Elektrické měřicí přístroje se dělí na:
- podle druhu informací přijímaných na přístrojích pro měření elektrických (proud, napětí, výkon atd.) a neelektrických (teplota, tlak atd.) veličin;
- metodou měření – pro přímé vyhodnocovací přístroje (ampérmetr, voltmetr atd.) a srovnávací přístroje (měřicí můstky a kompenzátory);
- podle způsobu prezentace naměřené informace – analogové a diskrétní (digitální).
Nejpoužívanější analogová zařízení pro přímé hodnocení jsou klasifikována podle následujících kritérií: druh proudu (stejnosměrný nebo střídavý), druh měřené veličiny (proud, napětí, výkon, fázový posun), princip činnosti (magnetoelektrický, elektromagnetický, elektro – a ferodynamické), třída přesnosti a provozní podmínky.
Pro rozšíření mezí měření elektrických zařízení na stejnosměrný proud se používají bočníky (pro proud) a přídavné odpory Rd (pro napětí); na střídavý proud, proudové transformátory (tt) a napěťové transformátory (tn).
Přístroje používané k měření elektrických veličin.
Měření napětí se provádí voltmetrem (V), připojeným přímo ke svorkám studovaného úseku elektrického obvodu.
Měření proudu se provádí ampérmetrem (A), zapojeným do série s prvky zkoumaného obvodu.
Měření výkonu (W) a fázového posunu () v obvodech střídavého proudu se provádí pomocí wattmetru a měřiče fáze. Tato zařízení mají dvě vinutí: pevné proudové vinutí, které je zapojeno do série, a pohyblivé napěťové vinutí, zapojené paralelně.
Měřiče frekvence se používají k měření frekvence střídavého proudu (f).
Měřit a účtovat elektrickou energii – elektroměry zapojené do měřicího obvodu stejně jako wattmetry.
Hlavní charakteristiky elektrických měřicích přístrojů jsou: přesnost, odchylky odečtu, citlivost, spotřeba energie, doba ustálení odečtu a spolehlivost.
Hlavními částmi elektromechanických zařízení jsou elektrický měřicí obvod a měřicí mechanismus.
Měřicí obvod přístroje je převodník a skládá se z různých zapojení činného a jalového odporu a dalších prvků, podle charakteru převodu. Měřicí mechanismus přeměňuje elektromagnetickou energii na mechanickou energii potřebnou pro úhlový pohyb jeho pohyblivé části vůči stacionární. Úhlové pohyby ručičky a funkčně souvisí s kroutícím momentem a protipůsobícím momentem zařízení pomocí transformační rovnice ve tvaru:
k – návrhová konstanta zařízení;
– elektrická veličina, pod jejímž vlivem se šipka zařízení odchyluje o úhel
Na základě této rovnice lze tvrdit, že pokud:
- vstupní veličinu X na první mocninu (n=1), potom a změní znaménko, když se změní polarita, a zařízení nemůže pracovat na jiných frekvencích než 0;
- n=2, pak zařízení může pracovat na stejnosměrném i střídavém proudu;
- rovnice obsahuje více než jednu veličinu, pak můžete jako vstup zvolit kteroukoli, zbytek ponechat konstantní;
- jsou na vstupu dvě veličiny, pak lze zařízení použít jako násobící převodník (wattmetr, čítač) nebo dělicí převodník (fázové měřič, frekvenční měřič);
- se dvěma nebo více vstupními hodnotami na nesinusovém proudu má zařízení vlastnost selektivity v tom smyslu, že výchylka pohyblivé části je určena hodnotou pouze jedné frekvence.
Společnými prvky jsou: čtecí zařízení, pohyblivá část měřicího mechanismu, zařízení pro vytváření krouticího momentu, protipůsobící a uklidňující momenty.
Čtecí zařízení má stupnici a ukazatel. Interval mezi sousedními značkami stupnice se nazývá dělení.
Hodnota dílku přístroje je hodnota měřené veličiny, která způsobí vychýlení jehly přístroje o jeden dílek a je určena závislostmi:
Stupnice mohou být jednotné nebo nerovnoměrné. Oblast mezi počáteční a konečnou hodnotou stupnice se nazývá rozsah odečtů přístroje.
Odečty elektrických měřicích přístrojů se poněkud liší od skutečných hodnot měřených veličin. To je způsobeno třením v měřicí části mechanismu, vlivem vnějších magnetických a elektrických polí, změnami okolní teploty atd. Rozdíl mezi naměřenými hodnotami Ai a skutečnými hodnotami Ad regulované veličiny se nazývá absolutní chyba měření:
Protože absolutní chyba nedává představu o stupni přesnosti měření, používá se relativní chyba:
Protože skutečná hodnota měřené veličiny při měření není známa, lze k jejímu určení použít třídu přesnosti přístroje.
Ampérmetry, voltmetry a wattmetry jsou rozděleny do 8 tříd přesnosti: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Číslo udávající třídu přesnosti určuje největší kladnou nebo zápornou základní redukovanou chybu, kterou dané zařízení má. Například pro třídu přesnosti 0,5 bude daná chyba ±0,5 %.
Technické vlastnosti ampérmetrů
| Název parametru | Ampérmetry E47 | Voltmetry E47 |
| systém | elektromagnetické | elektromagnetické |
| Metoda výstupu informací | analog | analog |
| Rozsah měření | 0 A | 0. 600 V |
| Metoda instalace | na štítovém panelu | na štítovém panelu |
| Způsob přepínání | 100 A – přes proudový transformátor s 5 A sekundárním proudem | Přímo |
| Třída přesnosti | 1,5 | 1,5 |
| Hranice dovolené základní chyby přístrojů, % | ± 1,5 | ± 1,5 |
| Jmenovité provozní napětí, ne více | 400 B | 600 B |
| Přípustné dlouhodobé přetížení (ne více než 2 hodiny) | 120 % konečné hodnoty měřicího rozsahu | 120 % konečné hodnoty měřicího rozsahu |
| Průměrná doba do selhání, ne méně, h | 65000 | 65000 |
| Průměrná životnost, ne méně, roky | 8 | 8 |
| Teplota okolního vzduchu, °C | 20 5 ± | 20 5 ± |
| Frekvence měřené hodnoty, Hz | 45. 65 | 45. 65 |
| Poloha montážní roviny | vertikálně | vertikálně |
| Rozměry, mm | 72x72x73,5 96x96x73,5 | 72x72x73,5 96x96x73,5 |
Elektrické měřicí přístroje (ampérmetry a voltmetry) řady E47
Používají se v nízkonapěťových kompletních zařízeních v elektrických rozvodných sítích bytových, obchodních a průmyslových objektů.
Ampérmetry E47 – analogové elektromagnetické elektrické měřicí přístroje – jsou určeny k měření proudu ve střídavých elektrických obvodech.
Voltmetry E47 – analogové elektromagnetické elektrické měřicí přístroje – jsou určeny k měření napětí ve střídavých elektrických obvodech.
Široký rozsah měření: ampérmetry do 3000 A, voltmetry do 600 V. Třída přesnosti 1.5.
Ampérmetry určené pro měření proudů nad 50 A se do měřeného obvodu připojují přes proudový transformátor se jmenovitým sekundárním provozním proudem 5 A.
Princip činnosti ampérmetrů a voltmetrů řady E47
Ampérmetry a voltmetry E47 jsou přístroje s elektromagnetickým systémem. Skládají se z kulaté cívky s pohyblivými a stacionárními jádry umístěnými uvnitř. Když proud protéká závity cívky, vzniká magnetické pole, které zmagnetizuje obě jádra. Jako výsledek.
stejné póly jader se odpuzují a pohyblivé jádro otáčí osou se šipkou. Pro ochranu před negativním vlivem vnějších magnetických polí jsou cívka a jádra chráněna kovovým stíněním.
Princip činnosti zařízení magnetoelektrického systému je založen na interakci pole permanentního magnetu a vodičů s proudem a elektromagnetický systém je založen na zatažení ocelového jádra do stacionární cívky, když je v ní proud. Elektrodynamický systém má dvě cívky. Jedna z cívek, pohyblivá, je namontována na ose a je umístěna uvnitř stacionární cívky.
Princip činnosti zařízení, možnost jeho provozu za určitých podmínek, možné maximální chyby zařízení lze zjistit podle symbolů vytištěných na číselníku zařízení.
Například: (A) – ampérmetr; (~) – střídavý proud v rozsahu od 0 do 50A; () – vertikální poloha, třída přesnosti 1,0 atd.
Měřicí transformátory proudu a napětí mají feromagnetická magnetická jádra, na kterých je umístěno primární a sekundární vinutí. Počet závitů sekundárního vinutí je vždy větší než primárního.
Vývody primárního vinutí proudového transformátoru jsou označeny písmeny L1 a L2 (linka) a sekundární vinutí písmeny I1 a I2 (měření). Podle bezpečnostních předpisů je jedna ze svorek sekundárního vinutí proudového transformátoru, stejně jako napěťový transformátor, uzemněna, což se provádí v případě poškození izolace. Primární vinutí proudového transformátoru je zapojeno do série s měřeným objektem. Odpor primárního vinutí proudového transformátoru je ve srovnání s odporem spotřebiče malý. Sekundární vinutí je připojeno k ampérmetru a proudovým obvodům přístrojů (wattmetr, měřidlo atd.). Proudová vinutí wattmetrů, měřičů a relé jsou dimenzována na 5A, voltmetry, napěťové obvody wattmetrů, měřiče a vinutí relé jsou dimenzovány na 100 V.
Odpor ampérmetru a proudové obvody wattmetru jsou malé, takže proudový transformátor vlastně pracuje v režimu zkratu. Jmenovitý proud sekundárního vinutí je 5A. Transformační poměr proudového transformátoru se rovná poměru primárního proudu k jmenovitému proudu sekundárního vinutí a pro napěťový transformátor – poměru primárního napětí k sekundárnímu jmenovitému proudu.
Odpor voltmetru a napěťových obvodů měřicích přístrojů je vždy vysoký a činí minimálně tisíc ohmů. V tomto ohledu napěťový transformátor pracuje v klidovém režimu.
Hodnoty zařízení připojených přes proudové a napěťové transformátory musí být vynásobeny transformačním poměrem.
Proudové transformátory TTI
Proudové transformátory TTI jsou určeny: pro použití ve schématech měření elektřiny pro zúčtování se spotřebiteli; pro použití v komerčních schématech měření elektřiny; pro přenos informačního signálu měření do měřicích přístrojů nebo ochranných a kontrolních zařízení. Pouzdro transformátoru je neoddělitelné a utěsněné nálepkou, která znemožňuje přístup k sekundárnímu vinutí. Svorky sekundárního vinutí jsou zakryty průhledným krytem, který zajišťuje bezpečnost při provozu. Víko lze navíc utěsnit. To je zvláště důležité v obvodech pro měření elektřiny, protože to pomáhá zabránit neoprávněnému přístupu ke svorkám sekundárního vinutí.
Vestavěná pocínovaná měděná přípojnice modifikace TTI-A umožňuje připojit měděné i hliníkové vodiče.
Jmenovité napětí – 660 V; jmenovitá frekvence sítě – 50 Hz; třída přesnosti transformátoru 0,5 a 0,5S; jmenovitý sekundární provozní proud – 5A.
Technické vlastnosti transformátorů TTI
| Úpravy transformátorů | Jmenovitý primární proud transformátoru, A |
| TTI-A | 5; 10; 15; 20; 25; třicet; 30; 40; 50; 60; 75; 80; 100; 120; 125; 150; 200; 250; 300; 400; 500; 600; 800 |
| TTI-30 | 150, 200, 250; 300 |
| TTI-40 | 300, 400, 500; 600 |
| TTI-60 | 600, 750, 800; 1000 |
| TTI-85 | 750; 800; 1000; 1200; Xnumx |
| TTI-100 | 1500; 1600; 2000; 2500; Xnumx |
| TTI-125 | 1500; 2000; 2500; 3000; 4000; 5000 |
Elektronická analogová zařízení jsou kombinací různých elektronických převodníků a magnetoelektrického zařízení a používají se k měření elektrických veličin. Mají vysokou vstupní impedanci (nízká spotřeba energie z měřeného objektu) a vysokou citlivost. Používá se pro měření ve vysokofrekvenčních a vysokofrekvenčních obvodech.
Princip činnosti digitálních měřicích přístrojů je založen na převodu měřeného spojitého signálu na elektrický kód zobrazený v digitální podobě. Výhodou jsou malé chyby měření (0.1-0,01 %) v širokém rozsahu měřených signálů a vysoký výkon od 2 do 500 měření za sekundu. Pro potlačení průmyslového rušení jsou vybaveny speciálními filtry. Polarita se volí automaticky a zobrazuje se na čtecím zařízení. Obsahuje výstup do digitálního tiskového zařízení. Používají se k měření napětí a proudu, ale i pasivních parametrů – odporu, indukčnosti, kapacity. Umožňuje měřit frekvenci a její odchylku, časový interval a počet pulzů.
