3.8. Якісні показники приладів

Характеристики точності: градуювальна похибка, основна похибка, варіація дають досить повну уяву про можливі похибки вимірювань за допомогою даного приладу у нормальних умовах, але вони не дозволяють судити про ряд інших властивостей приладу, які дуже суттєві з точки зору експлуатації і визначають загальну якість вимірювального механізму і конструкції приладу у цілому. До числа важливих якісних показників мір і приладів відносяться: власне споживання енергії, вплив температури, вплив зовнішніх магнітних і електричних полів, перевантажувальна властивість.

Власне споживання енергії. При вмиканні вимірювального приладу в електричну систему неминуче відбувається деяка зміна параметрів цієї схеми. При включенні амперметра збільшується опір кола, при включенні вольтметра збільшується загальна провідність. Зміна параметрів схеми викликає відповідну зміну у ній струмів. Таким чином, включення приладу неминуче у тій чи іншій мірі порушує режим роботи схеми. Цей небажаний вплив приладу на схему, в яку він вмикається, швидко зростає із збіль­шенням відношення потужності, яка необхідна для приведення у дію приладу до загальної потужності, яка споживається дослід­жуваним електричним колом.

З цієї причини споживання енергії приладом або власне спо­живання енергії є суттєвим показником при оцінці приладів. Потуж­ність, яка споживається приладами різних систем і конструкцій, коливається у широких межах: від долей мікровата у чутливих гальванометрах до кількох ват у самопишучих приладах.

Вплив температури. При зміні температури навколишнього повітря покази приладів дещо змінюються. Причинами цього є:

а) зменшення пружності пружинок при підвищенні темпера­тури; це викликає додатну похибку приладу біля 0,04 % на кожний градус зміни температури;

б) зменшення магнітного потоку постійних магнітів з підви­щенням температури: у приладах магнітоелектричної системи це призводить до появи від'ємної похибки;

в) зміна опорів обмоток приладів, додаткових опорів і шунтів; вплив цього фактору у більшості випадків призводить до зменшення показів із зростанням температури.

Згідно стандартів зміна показів приладів нормального вико­нання при зміні температури навколишнього середовища на 10 °С не повинна перевищувати допустимих значень основної похибки для приладів даного класу.

Вплив зовнішніх полів. Всі показуючі електровимірювальні прилади, за виключенням приладів двох систем: теплової і електро­статичної, піддаються впливу магнітних полів. Зовнішнє магніт­не поле додається до власних магнітних полів приладу і змінює його покази.

За стандартом поділяються прилади залежно від степені їх захисту від впливу зовнішніх магнітних полів на три категорії.

Категорія І II III.

Похибка 0,5 %; 1 %; ' 2,5 %.

Покази приладів електростатичної системи можуть змінюва­тися під впливом зовнішніх електричних полів (ті ж ступені захи­сту, що й для магнітних полів).

Тривале перевантаження. Обмотки електровимірювальних приладів та інші струмопровідні частини (затискачі, пружинки) повинні бути розраховані на тривалу роботу при номінальних струмах і напругах. За стандартом, щитові прилади повинні витримувати дві години без всяких пошкоджень навантаження у 120% від номінального.

Короткочасне перевантаження. В умовах експлуатації прилад може піддаватися короткочасно дуже великим пере­вантаженням, які виникають при аваріях у мережі і помилкових вмиканнях, або при випадкових непередбачених змінах у режимі струмоприймачів, у колі яких ввімкнений прилад. При коротко­часному перевантаженні, яке триває декілька секунд, для приладів у більшості випадків небезпечним є не нагрівання обмоток, а меха­нічне пошкодження його рухомої частини при різкому ударі стрілки об упорний штифт на циферблаті. Стандарти вимагають, щоб щитові амперметри витримували без пошкодження дев'ять ударів струмом, який у десять разів більший від номінального, тривалістю 0,5 секунд кожний з інтервалом в 1 хвилину між ними і один удар струмом тривалістю 5 секунд, що у десять разів пере­вищує номінальний струм.

Ізоляція. Додатковою, необхідною умовою забезпечення безаварійності роботи і безпеки персоналу є надійність ізоляції струмопровідних частин приладу. Тому, кожний електровимі­рювальний прилад на виробництві або після ремонту досліджують на надійність ізоляції між струмопровідними частинами і кожухом (корпусом). Дослідження проводять синусоїдальною напругою 50 Гц, значення якої вибирають згідно стандартів залежно від номінальної напруги мережі, для роботи в якій призначений даний прилад, і залежно від номінальної напруги самого приладу (вольт­метри, ватметри, фазометри). Ізоляція повинна витримувати випробувальну напругу на протязі однієї хвилини без будь-яких пошкоджень. Випробувальна напруга вказується на шкалі приладу.

Наприклад, таке позначення на приладі означає, що випро­бувана напруга 2 кВ.

КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ

1. Намалюйте структурну схему, яка пояснює зв'язок між вимірювальною схемою і вимірювальним механізмом.

2. Як класифікують методи вимірювання?

3. Що називається чутливістю приладу?

4. Напишіть і поясніть загальну умову рівноваги рухомої частини показуючого приладу.

5. Що називається сталою приладу?

6. Напишіть узагальнений вираз обертового моменту для приладів електромеханічної групи.

7. Що називається градуювальною похибкою приладу?

8. Що таке основна похибка приладу?

9. Опишіть основні якісні показники мір і вимірювальних приладів.

10. Напишіть формулу для протидіючого моменту, який створюється спіральною пружиною.