Лекция 3/4 Общи сведения за електрическите измервания. Магнитоелектрична система .

1. Лекция 3/4Общи сведения за електрическите измервания.Магнитоелектрична система.

2. Основни въпроси: 1.Общи сведения. Система SI. 2.Класификация на измерителните уреди. 3.Уреди от магнитоелектричната система.

3. 1.Общи сведения. Система SI. 1.1. Общи сведения за електрическите измервания. -определение -електрическите измервания са процес, при който дадена електрическа величина се сравнява с величина от същия вид, условно приета за единица мярка; -резултат от измерването -число, което показва колко пъти измервателната единица се съдържа в измерваната величина; -измервателна апаратура - средствата, с помощта на които измерваната величина се сравнява с измервателната едеини-ца; -измервателна единица - определена стойност на физична-та величина, приета за сравняване на величините от същия вид - метър- единица за дължина; ампер - единица за сила на ток и т.н.; -независими единици - тези, чиято големина се установява независимо от големината на другите единици;

4. -производни единици - измервателни единици, дефинирани чрез уравнения, изразяващи определянето на величини или физически закони; -кратни единици - единици, равни на цяло число независи-ми или производни единици; -дробни единици - единици, представляващи определена част от независимата или производната единица; -грешки от измерването - дължат се на несъвършенството на електрическата и магнитната система на уреда и на несъвършенството на механичната им конструкция; -абсолютна грешка - разлика между измерената от уреда стойност на величината и действителната й такава. Изразява се със същите единици, както и самата измервана величина. Например,  = I - IД , А (1.1) -относителна грешка -

5.  = /IД= [(I-IД )/IД].100 , % (1.2) -приведена грешка -отношение между абсолютната грешка от измерването и възможно най-голямото показание на уреда, ’ = ( / Imax).100, % (1.3) 1.2. Системи измерителни единици. Система SI. -система единици - система от измерителни единици за всички области на физиката и техниката. Във всяка система е избират само няколко условно приети основни единици, а единиците за измерване на всички останали величини са производни; -”абсолютни системи” измервателни единици - Карл Гаус (1872 г.) - сантиметър-грам -секунда (CGS) - за измерване на електрични и магнитни величина са формулирани 8 системи измерителни величини: Абсолютна електростатична система (CGSE); Абсолютна електромагнитна система (CGSM);

6. Гаусова (Симетрична) система CGS ; Система CGS0 ; Система CGS0 ; Система CGSF; Система CGSB; Система MKSA. -международна система измерителни единици SI -резултат на упорит труд на учени от различни страни, задължитетелна от 01.07.1963 г. В основата на изграждането й са залегнали следните принципи: 1.Броят на основните единици за отделните отрасли на науката да е минимален; 2.Производните единици да бъдат кохерентни, т.е.да бъдат съгласувани с основните единици; 3.Международно еднообразие на измерителните единици; 4.Отхвърляне на нерационализираните формули в областта на електрическите и магнитните полета; В системата SI са залегнали 6 основни единици: метър, килограм секунда, ампер, градус Келвин и кандела (свещ), както

7. и две допълнителни единици: радиан и стерадиан; Приети определения: Метър - единица за дължина, равна на 1 650 763,73 дължини на вълната на във вакуум, излъчена от атома на Криптон86, отговарящо на прехода между нивата 2p10и 5d5 ; -Килограм - единица за маса - представлява масата на платино-иридиев цилиндър (международния прототип на кило-грама) с височина, равна на диаметъра му и с маса, равна на масата на 1 кубически дециметър чиста вода, при температура на най-голямата и плътност 4о С; -Секунда - времето, равно на 9 192 631 770 периода на лъчението, отговарящо на прехода между две нива на основното състояние на атома на Цезий 133 (атомна секунда); -Ампер - постоянен електрически ток, който при протичане по безкрайно дълги успоредни проводници, с нищожно кръгово сечение, на разстояние 1 m един от друг във вакуум,

8. Предизвиква между тези проводници сила на взаимодействие, равна на 2.10-7 Нютона; -Келвин - единица за измерване на температура по термодинамичната скала, при която за тройната точка на водата е приета стойността 273,16 К; -Кандела - единица за светлинна интензивност в перпендикулярна посока от повърхност1/600 000 m2 на абсолютно че-, рно тяло при температура на втвърдяване на платина, при налягане 101 325 Паскала; -Радиан - допълнителна единица за равнинен ъгъл - ъгълът между два радиуса на кръг, които отрязват от окръжността дъга с дължина, равна на радиуса - 1 rad = 57o 17’ 44’’; -Стерадиан - допълнителна единица за пространствен ъгъл, който от повърхността на сфера с център във върха на ъгъла отрязва лице, равно на лицето на квадрат, със страна равна на радиуса на сферата.

9. 2.Класификация на измервателните уреди. Класификацията се извършва въз основа на следните класификационни признаци: а)По начина на сравняване на измерваната величина с измервателните единици - уреди за непосредствено измерванеи уреди за сравняване; б)По начина на отчитане - с непосредствено отчитане и с управлявано (регулирано) отчитане; в)По вида на измерваната величина - за постоянен ток, за променлив ток и комбинирани; г)По степента на точност на измерваната величина - в зависимост от приведената грешка се делят на 7 класа на точност 0,1 ; 0,2; 0,5; 1.0; 1,5; 2,5; 4,0; д)По принципа на действие - в зависимост от начина на получаване на двигателния момент, уредите за непосредствено измерване се делят на следните системи:

10. магнитоелектрична, електромагнитна, електродинамична, индукционна, топлинна, електростатична, вибрационна, магнитоелектрична с токоизправител и електролитна. 3.Уреди от магнитоелектричната система -устройство - неподвижен постоянен магнит, направен от висококачествена волфрамова, кобалтова, хромова или никелалуминиева стомана; полюсни накрайници от меко желязо с цилиндрични изрезки от вътрешната страна, закрепенивърху краищата на постоянния магнит; сърцевина от меко желязо с цилиндрична форма, предназначена да създава във въздушната междина достатъчно силно радиално поле. В свободното пространство на междината е закрепена върху ос бобина, обхващаща цилиндричната сърцевина. Бобината е навита върху лека алуминиева рамка от тънък меден или алуминиев проводник. Рамката играе двояка роля -служи като основа на бобината и като успокоително устройство на колебанията й, вследствие взаимодействието между

11. индуктираните в нея вихрови токове и потока на постоянния магнит. Върху оста е закрепена стрелка, краят на която се движи върху скала; -принцип на действие - в резултат на взаимодействието между тока, протичащ през бобината и потока, създаван от постоянния магнит, възниква въртящ момент, под действието на който бобината се завърта около оста си. Поради противодействието на спирална пружина, бобината ще застане в положение, при което магнитното поле създавано от тока, протичащ през нея да съвпада по посока с полето на постоянния магнит. По този начин бобината ще обхваща максимален магнитен поток, а действащия момент върху нея ще бъде равен на нула. -ако площта на бобинатаSсе изрази в m2, магнитната индукция на магнита B0 в Т, тока I в А, моментът М ще се получи в N.m и ще се изрази с равенството, M = wIB0S , N.m (3.1)

12. Противодействащият момент на пружината може да се изрази така, МС = k (3.2) От равенството на(3.2) и(3.2) се получава,  = (wSB0 /k)I = SI I (3.3) където SIсе нарича чувствителност на системата (уреда). От (3.3) се вижда, че между ъгъла на завъртане на стрелката и тока през бобината съществува право пропорционална зависимост, което показва, че скалата на уреда е равномерна; -приложение- като амперметри, волтметри, омметри и галванометри; -предимства - голяма точност и чувствителност, слабо влия-ние на външни магнитни полета, малка собствена консумация и равномерна скала; -недостатъци - сложна конструкция, пригодни са само за постоянен ток, голяма цена.