Как найти номинальное значение прибора

Основные электроизмерительные приборы. Условные обозначения. Электрические принципиальные и монтажные схемы

Всякая
физическая величина, в том числе и
электрическая (ток, напряжение, мощность
и др.), характеризуется как своими
свойствами, т.е. качественно, так и
количественно.

Количественная
характеристика оценивается числовым
выражением физической величины, которое
получают в результате измерения и
которое называется – значение
измеряемой величины.

 Для
измерения электрических величин (сила
тока, напряжение и мощность) используются
электроизмерительные приборы, отсчетное
устройство которых имеет шкалу, нанесенную
на циферблат прибора.  На шкале прибора
нанесены отметки – мелкие штрихи и
крупные оцифрованные штрихи (числовые
отметки шкалы), каждый из которых
соответствует некоторому численному
значению измеряемой величины.

По
шкале и другим обозначениям на циферблате
прибора определяются его основные
характеристики:
номинальное
(нормирующее) значение,  класс точности,
цена деления шкалы и др.

Номинальное значение прибора – это наибольшее значение физической величины, возможное для измерения данным прибором.

Номинальное
значение для приборов с нулевой отметкой
в начале или вне шкалы совпадает

с
верхним пределом измерений и обычно
соответствует конечному значению шкалы.

Для
приборов с двусторонней шкалой, т.е. с
отметками шкалы, расположенными по обе
стороны от нуля, номинальное значение
равно арифметической сумме конечных
значений диапазона измерений.

По
шкале прибора можно определить диапазон
показаний
и
диапазон
измерений
используемого прибора.

Диапазон
показаний прибора
–
это область значений шкалы, ограниченная
начальным и конечным значениями шкалы
[ 0 – 5 А].

Диапазон
измерений прибора –
это область значений измеряемой величины,
для которой нормированы допускаемые
погрешности прибора  [ 1 – 5 A].

При равномерной шкале диапазон измерений и диапазон показаний прибора обычно совпадают.

При
неравномерной шкале диапазон измерений
всегда меньше диапазона показаний 
–  эти диапазоны не совпадают. Поэтому
на шкале такого прибора выделяют
диапазон измерений
и ставят точку на шкале в начале диапазона
измерений (●),
а иногда и конце диапазона (●),
если он не совпадает с конечным значением
шкалы.

Наименьшее
значение диапазона измерений называют
 –
нижний
предел измерений
 [1
A].

Наибольшее
значение диапазона измерений называют
– верхний
предел измерений [5
A],
а
иногда
просто
– предел
измерений.

Числовое
значение измеряемой величины определяется
по положению стрелки прибора в момент
измерения (по показанию прибора) и
известной цене деления шкалы.

Деление шкалы – это промежуток между соседними штрихами шкалы прибора.

Цена
деления шкалы
прибора
выражается в единицах измеряемой
величины и показывает насколько
изменяется измеряемая величина при
перемещении указателя прибора (стрелки)
на одно деление шкалы.

При
снятии показаний прибора необходимо
учитывать особенности отсчёта его
показаний, если стрелка не совпадает
(на глаз) со отметкой шкалы.  В случае,
если стрелка прибора
находится
неравномерно между штрихами шкалы, то
её показание следует к отнести к
ближайшему штриху, а если стрелка
оказалась точно (на глаз) между штрихами,
то для определения показания можно
выбрать любой из двух штрихов.

Однако
в случаях, когда деления шкалы очень
крупные, допускается отсчёт показаний
прибора с точностью до половины и 
даже более мелкой доли деления, хотя
точность такого отсчёта следует считать
очень низкой.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #

  19.04.2015382.32 Кб516.pdf

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Вокруг нас находится множество разных предметов, в том числе, приборов. Какие-то из них предназначены для быта, какие-то — для производства, а некоторые являются лабораторным оборудованием, позволяющим ученым двигать вперед науку. Объединяет эти приборы то, что у них есть специфические характеристики, зная которые, человек может представить функционал прибора наглядно. Номинальное значение – это один из типов значений, которые можно использовать в работе с оборудованием.

Номинальное значение параметров измерений

Нужно понимать: для того, чтобы собрать достоверные данные, нужно ориентироваться на долгие измерения и эксперименты. Тогда как номинальное значение – это прежде всего приписываемое значение, то есть теоретическое. Опираться на него возможно лишь при выборе наиболее подходящего оборудования для получения более точных данных, отражающих реальность. В некоторых случаях сам прибор подлежит калибровке, во время которой происходит сопоставление номинального значения параметра с реальным, фактическим значением.

Как правило, номинальное значение выражается в определенных единицах и выдается отсчетным устройством, имеющим шкалу и указатель. Именно данные, указанные на шкале, можно полноценно называть номинальными данными на приборе.

Для примера: кухонные механические весы имеют шкалу с делениями и указатель в виде стрелки. Делением является пространство между двумя отметками шкалы, которое обладает так называемой ценой деления – это разница между значениями соседних отметок шкалы.

Различные приборы могут иметь несколько шкал, обладающих разными характеристиками и уточняющих разные показатели.

Фактическое значение

Фактическое значение того или иного параметра оборудования определяется методом калибровки. Для этого используют так называемый эталонный прибор – прибор с уже измеренными значениями нужного показателя. С его показаниями и сравнивают показания калибруемого оборудования. В результате, после успешной калибровки определяется соответствие номинального и фактического значения оборудования.

На производстве и в научных лабораториях оборудование калибруется в обязательном порядке согласно нормативной документации. Тогда как в быту чаще всего на указанные производителем значения можно свободно положиться и не перепроверять их. Однако в случае, если, допустим, номинальное значение мощности того или иного бытового прибора сильно отклоняется от фактического, то это может стать поводом для обращения в сервис. Поэтому иногда следует, хоть и на глаз, но определять приблизительное соответствие бытового приспособления заявленным параметрам.

Как определяются

Как уже было сказано, номинальное значение – это, прежде всего, указанное производителем и установленное во время производства прибора. Еще на стадии разработки инженеры вычисляют, какие значения характеристик необходимо получить и в процессе сборки готовой вещи контролируется соответствие проектных данных результату. Поэтому потребитель может быть уверен, что номинальные значения – это полный аналог фактически выдаваемых.

Для чего нужно знать оба значения

Основная функция указываемых производителем данных – это, конечно, упрощение ориентирования во множестве типов оборудования для конечного пользователя. Именно по характеристикам большинство людей выбирает себе технику на кухню, гаджеты и приборы для быта. А покупка производственного или лабораторного оборудования и вовсе всегда сопряжена с точным знанием, для чего и как будет использоваться купленное. В этом случае контроль всех показателей нормируется документами и регулярно проверяется специальными органами.

7.2.Погрешности измерений. Номинальные величины и постоянные приборов. Условные обозначения электроизмерительных приборов.

7.2.1. Погрешности измерений и электроизмерительных прибо­ров.

Показания электроизмерительных приборов несколько от­личаются от действительных значений измеряемых величин. Это вызвано непостоянством параметров измерительной цепи (изменение тем­пературы, индуктивности и т. п.), несовершен­ством конструкции измерительного механизма (нали­чие трения и т. д.) и влиянием внешних факторов (внешние магнитные и электрические поля, изме­нение температуры окружающей среды и т. д.).

Разность между измеренным А_и и действительным А_д зна­чениями контролируемой величины называется абсолютной погрешностью измерения:

ΔА = А_и─ А_д.

Если не учитывать значения измеряемой величины, то абсо­лютная погрешность не дает пред­ставления о степени точности измерения. Действительно, предположим, что абсолютная пог­реш­ность при измерении напряжения составляет DU = 1 В. Ес­ли указанная погрешность получена при измерении напряжения в 100 В, то измерение произведено с достаточной степенью точности. Если же погрешность DU = 1 В получена при измере­нии напряжения в 2 В, то степень точности недоста­точна. По­этому погрешность измерения принято оценивать не абсолют­ной, а относительной погреш­ностью.

Относительная погрешность измерения представляет собой отношение абсолютной погрешно­сти к действительному значе­нию измеряемой величины, выраженное в процентах:

.                      (7.3)

Поскольку действительное значение измеряемой величины при измерении не известно, для оп­ределения ΔU и γ можно воспользоваться классом точности прибора, представляющим собой обоб­щенную характеристику средств измерений, опреде­ляемую предельными допустимыми погрешно­стями.

Рекомендуемые материалы

Амперметры, вольтметры и ваттметры подразделяются на восемь классов точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Цифра, обозначающая класс точности, определяет наибольшую положи­тельную или отрицательную основную приведенную погрешность, которую имеет данный прибор.

Под основной приведенной погрешностью прибора пони­мают абсолютную погрешность, вы­раженную в процентах по отношению к номинальной величине прибора:

                     (7.4)

Например, прибор класса точности 0,5 имеет γ_np= ±0,5%. Погрешность γ_пр называется основной, так как она гаранти­рована в нормальных условиях, под которыми понимают тем­пературу окружаю­щей среды 20 °С, отсутствие внешних маг­нитных полей, соответствующее положение прибора и т. д. При других условиях возникают дополнительные погрешности. По­грешность γ_пр называется приве­денной, потому что абсолютная погрешность независимо от значения измеряемой величины выража­ется в процентах по отношению к постоянной величине А_ном.

Сравнивая (7.3) и (7.4), нетрудно получить

.                              (7.5)

Из (7.5) следует, что относительная погрешность измерения зависит от действительного значе­ния измеряемой величины и возрастает при ее уменьшении. Вследствие этого надо ста­раться по воз­можности не пользоваться при измерении началь­ной частью шкалы прибора. В случае необходимо­сти измере­ния малых величин следует применять другие приборы.

Пример 7.1. Номинальное напряжение вольтметра U_ном= 150 В, класс точности 1,5. С помощью вольтметра измерено напря­жение U = 50 В.

Определить абсолютную и относительную величину погрешности измерения, а также действи­тельное значение напряжения.

Решение. Абсолютная погрешность измерения

.

Действительное значение напряжения может лежать в пределах

U_д = U_и ─ ΔU = (50 ± 2,25) В.

Относительная погрешность измерения

7.2.2. Номинальные величины приборов.

Наибольшие значения напряжений, токов и мощностей, которые могут быть измерены перечисленными приборами называются номинальными напряжениями U_ном, токами I_ном и мощностями P_ном соответственно вольтметров, амперметров и ваттметров.

Номинальная мощность ваттметра в отличие от его номи­нальных напряжения и тока указыва­ется не всегда. Для ваттме­тра номинальное напряжение представляет собой наибольшее напряжение, на которое может быть включена обмотка напря­жения; номинальным током явля­ется наибольший ток, на ко­торый рассчитана последовательная обмотка.

Если номинальная мощность ваттметра не дана, то ее мож­но подсчитать по номинальному на­пряжению и току:

P_ном= U_номI_ном .

7.2.3. Постоянные приборов.

Постоянная (цена деления) прибора представляет собой значение измеряемой величины, вызы­вающее от­клонение подвижной части прибора на одно деление шкалы. Постоянные вольтметра, ам­перметра и ваттметра могут быть определены следующим образом:

C_U = U_ном / N, вольт на одно деление;

C_I   = I_ном  / N, ампер на одно деление;

C_P = U_ном I_ном / N, ватт на одно деление;

где N — число делений шкалы соответственно вольтметра, амперметра и ваттметра.

Пример 7.2. Ваттметр имеет номинальное напряжение U_ном= 150 В, номинальный ток: I_ном = 5 А, число делений шкалы N = 150.

Определить номинальную мощность и постоянную ваттметра, а также его показание, если при измерении мощности подвижная часть отклонилась на N = 60 делений.

Решение. Номинальная мощность ваттметра  P_ном = U_ном I_ном  = 150 · 5 = 750 Вт .

Постоянная ваттметра C_P = P_ном / N = 750/150 = 5 Вт/дел.

Показание ваттметра при отклонении его подвижной части на N = 60 делений

P = C_P N = 5 · 60 = 300 Вт.

7.2.4. Чувствительность приборов.

Под чувствительностью приборов понимают число делений шкалы, приходящееся на единицу измеряемой величины. Чувствительность вольтметра, амперметра и ваттметра может быть опреде­лена следующим образом:

S_U = N /U_ном , делений на вольт;

S_I = N /I_ном , делений на ампер;

, делений на ватт.

Очевидно, что    S = 1/С.

7.2.5. Условные обозначения электроизмерительных приборов.

На лицевой стороне электроизмерительных приборов изобра­жен ряд условных обозначений, позволяющих правильно вы­брать прибор и дающих некоторые указания по их эксплуата­ции.

Согласно ГОСТ на лицевой стороне прибора должны быть изображены:

а) условное обозначение единицы измерения или измеряе­мой величины либо начальные буквы наименования прибора (табл. 7.1);

б) условное обозначение системы прибора (табл. 7.2);

в) условные обозначения рода тока и числа фаз, класса точ­ности прибора, испытательного на­пряжения изоляции, рабоче­го положения прибора, исполнения прибора в зависимости от условий эксплуатации, категории прибора по степени защищен­ности от внешних магнитных полей (табл. 7.3).

Таблица 7.1

Таблица 7.2

Таблица 7.3

НОМИНАЛЬНОЕ
ЗНАЧЕНИЕ величины — значение
величины, соответствующее номинальному режиму работы изделия, определенному
заводом-изготовителем. От номинального значения отсчитывают допуск.

        Номинальные значения некоторых величин (напряжение, мощность, частота тока,
частота вращения и  др.) должны
соответствовать, числам, взятым из рядов номинальных значений, указанных в соответствующих
стандартах.

В
электрических реле номинальные значения обычно устанавливают для:

– сопротивления входной цепи [1];

– воздействующей величины [1];

– напряжения
катушки [2];

– напряжение
изоляции [4]

– тока
катушки [2];

–
напряжения контактов [2];

– тока
контактов [2];

– тока
аналоговых входов (в цифровых устройствах РЗА) [3];

–
воздействующих механических и климатических факторов [2] и др.

Номинальная
мощность электрической машины представляет собой для:

– генераторов
постоянного тока — полезную электрическую мощность на его выводах,
выраженную в кВт, МВт или Вт [6, 7];

– синхронных
генераторов — полную мощность на его выводах при номинальном значении мощности
коэффициента, выраженную в ВА, кВА или
в МВА [6, 7];

–
двигателей полезную – мощность на валу, выраженную в Вт, кВт, МВт [6, 7].

По
номинальной мощности и частоте вращения рассчитывают номинальный момент
двигателя.

В
международных стандартах можно встретить такой перевод на русский язык
определения термина номинальное значение:
«Количественное значение, указанное
для обозначения определенных рабочих состояний детали, аппарата, устройства или
системы».

Помимо
термина «номинальное значение» в
международных стандартах встречается термин «номинальный
параметр», переведенный так: «Совокупность номинальных значений и рабочих
условий».

Литература.

1. ГОСТ 16022-83 Реле электрические. Термины и определения.

2. ГОСТ 17523-85 Реле электромагнитные.
Общие технические условия.
3. РД 35.34.310-97. Общие технические требования к микропроцессорным
устройствам защиты и автоматики энергосистем. М.: ОРГРЭС, 1997

4. ГОСТ Р 50030.1-2007 (МЭК 60947-1:2004). Аппаратура распределения и управления
низковольтная. Часть 1. Общие требования

5. Захаров О.Г.
Словарь-справочник по настройке судового электрооборудования. Л.: Судостроение,
1987, 216 с.

6. ГОСТ 183-74. Машины
электрические вращающиеся. Общие технические условия (отменен с 01.07.2010)

7.ГОСТ Р 52776-2007.
Машины электрические вращающиеся. Номинальные данные и характеристики.

8. ГОСТ 7746-2001.
Трансформаторы тока. Общие технические условия.