صفحه اصلی - ابزار و مواد
اندازه گیری های الکتریکی انواع و روش های اندازه گیری الکتریکی اندازه گیری مشخصات اولیه الکتریکی

5. تعمیر و نگهداری سازه های خطی
5.1. مقررات عمومی
5.2. بازرسی و نگهداری پیشگیرانه سازه های کابل خط
5.3. بازرسی و نگهداری پیشگیرانه خطوط هوایی
5.4. اندازه گیری ها مشخصات الکتریکیکابل، خطوط هوایی و مختلط
5.5. بررسی کابل‌ها، سیم‌ها، دستگاه‌های پایان کابل و اتصالات در حال خدمت
6. رفع آسیب به خطوط کابل، هوایی و مختلط
6.1. سازماندهی کار برای از بین بردن حوادث و آسیب به خطوط
6.2. روش هایی برای یافتن و از بین بردن آسیب به خطوط کابل
6.2.1. دستورالعمل های عمومی
قوانین نگهداری و تعمیر کابل های ارتباطی
5.4. اندازه گیری مشخصات الکتریکی کابل، خطوط هوایی و مختلط

5.4.1. اندازه گیری مشخصات الکتریکی خطوط کابل، هوایی و مختلط شبکه های محلیارتباطات به منظور بررسی انطباق ویژگی ها با استانداردهای تعیین شده و جلوگیری از شرایط اضطراری انجام می شود.

5.4.2. اندازه گیری های الکتریکی خطوط توسط تیم اندازه گیری شرکت ارتباطات مطابق با "راهنمای" فعلی برای اندازه گیری های الکتریکی خطوط GTS و STS انجام می شود.

5.4.3. گروه اندازه گیری انواع زیر اندازه گیری های الکتریکی خطوط را انجام می دهد:

برنامه ریزی شده (دوره ای)؛

اندازه گیری برای تعیین محل آسیب؛

اندازه گیری های کنترلی که پس از تعمیر و بازسازی انجام می شود.

اندازه گیری در طول راه اندازی خطوط جدید ساخته شده و بازسازی شده.

اندازه گیری برای اصلاح مسیر خط کابلو عمق کابل؛

اندازه گیری برای بررسی کیفیت محصولات (کابل، سیم، برقگیر، فیوز، پایه، جعبه، جعبه سوئیچینگ، مقره و غیره) از صنعت، قبل از نصب آنها بر روی خطوط.

انواع پارامترهای اندازه گیری شده و حجم اندازه گیری های برنامه ریزی شده، کنترلی و پذیرشی مشخصات الکتریکی کابل، خطوط هوایی و مختلط شبکه های ارتباطی محلی مطابق با بند 5.4.2 آورده شده است. "راهنماها".

5.4.4. مشخصات الکتریکی اندازه گیری شده خطوط کابلی، هوایی و مختلط شبکه های ارتباطی محلی باید با استانداردهای ارائه شده در پیوست 4 مطابقت داشته باشد.

5.4.5. نتایج اندازه‌گیری‌های برنامه‌ریزی‌شده، کنترلی و اضطراری ویژگی‌های الکتریکی خطوط به‌عنوان داده‌های اولیه در هنگام تعیین وضعیت سازه‌های خطی و به‌عنوان مبنایی برای توسعه برنامه‌های جریان و تعمیرات اساسیو پروژه های بازسازی ساختمان ها.

هنگام تحصیل در رشته مهندسی برق باید با کمیت های الکتریکی، مغناطیسی و مکانیکی سر و کار داشت و این کمیت ها را اندازه گیری کرد.

اندازه گیری یک مقدار الکتریکی، مغناطیسی یا هر کمیت دیگر به معنای مقایسه آن با کمیت همگن دیگری است که به عنوان یک واحد گرفته شده است.

این مقاله به طبقه بندی اندازه گیری هایی می پردازد که برای آنها بسیار مهم است. این طبقه بندی شامل طبقه بندی اندازه گیری ها از دیدگاه روش شناختی است، یعنی بسته به تکنیک های کلی برای به دست آوردن نتایج اندازه گیری (انواع یا کلاس های اندازه گیری)، طبقه بندی اندازه گیری ها بسته به استفاده از اصول و ابزار اندازه گیری (روش های اندازه گیری) و طبقه بندی اندازه گیری ها بسته به دینامیک کمیت های اندازه گیری شده.

انواع اندازه گیری های الکتریکی

بسته به روش های کلی برای به دست آوردن نتیجه، اندازه گیری ها به انواع زیر تقسیم می شوند: مستقیم، غیر مستقیم و مشترک.

به سمت اندازه گیری های مستقیمشامل مواردی است که نتایج آنها مستقیماً از داده های تجربی به دست آمده است. اندازه گیری مستقیم را می توان به صورت مشروط با فرمول Y = X بیان کرد که در آن Y مقدار مورد نظر کمیت اندازه گیری شده است. X مقداری است که مستقیماً از داده های تجربی به دست می آید. این نوع اندازه گیری شامل اندازه گیری های مختلف است مقادیر فیزیکیبا استفاده از ابزارهای کالیبره شده در واحدهای مستقر.

به عنوان مثال اندازه گیری جریان با آمپرمتر، دما با دماسنج و ... این نوع اندازه گیری شامل اندازه گیری هایی نیز می شود که در آن مقدار مورد نظر یک کمیت با مقایسه مستقیم آن با اندازه گیری تعیین می شود. ابزارهای مورد استفاده و سادگی (یا پیچیدگی) آزمایش در طبقه بندی یک اندازه گیری به عنوان مستقیم در نظر گرفته نمی شود.

اندازه گیری غیرمستقیم اندازه گیری است که در آن مقدار مورد نظر یک کمیت بر اساس رابطه شناخته شده بین این کمیت و کمیت های تحت اندازه گیری مستقیم پیدا می شود. در اندازه گیری های غیرمستقیم، مقدار عددی مقدار اندازه گیری شده با محاسبه با استفاده از فرمول Y = F(Xl, X2 ... Xn) تعیین می شود، که در آن Y مقدار مورد نظر مقدار اندازه گیری شده است. X1، X2، Xn - مقادیر مقادیر اندازه گیری شده. به عنوان نمونه ای از اندازه گیری های غیر مستقیم می توان به اندازه گیری توان در مدارها اشاره کرد دی سیآمپر متر و ولت متر

اندازه گیری های مشترکبه مواردی گفته می شود که در آنها مقادیر مورد نظر مقادیر متضاد با حل یک سیستم معادلات تعیین می شود که مقادیر مقادیر مورد نظر را با مقادیر مستقیم اندازه گیری شده متصل می کند. نمونه ای از اندازه گیری های مشترک، تعیین ضرایب در فرمول مربوط به مقاومت یک مقاومت به دمای آن است: Rt = R20

روش های اندازه گیری الکتریکی

بسته به مجموعه تکنیک های استفاده از اصول و ابزار اندازه گیری، همه روش ها به روش ارزیابی مستقیم و روش های مقایسه تقسیم می شوند.

ذات روش ارزیابی مستقیمدر این واقعیت نهفته است که مقدار کمیت اندازه گیری شده توسط قرائت های یک (اندازه گیری مستقیم) یا چند (اندازه گیری غیرمستقیم) ابزار قضاوت می شود که از قبل در واحدهای کمیت اندازه گیری شده یا در واحدهای کمیت های دیگر کالیبره شده اند. بستگی دارد.

ساده ترین مثال روش ارزیابی مستقیم، اندازه گیری یک کمیت با یک دستگاه است که مقیاس آن در واحدهای مناسب درجه بندی می شود.

دومین گروه بزرگ از روش های اندازه گیری الکتریکی تحت نام عمومی متحد شده است روش های مقایسه. اینها شامل تمام آن روش‌های اندازه‌گیری الکتریکی است که در آن مقدار اندازه‌گیری شده با مقدار بازتولید شده توسط اندازه‌گیری مقایسه می‌شود. بنابراین، ویژگی متمایزروش های مقایسه مشارکت مستقیم معیارها در فرآیند اندازه گیری است.

روش های مقایسه به موارد زیر تقسیم می شوند: صفر، دیفرانسیل، جایگزینی و تصادف.

روش صفر روشی برای مقایسه یک مقدار اندازه گیری شده با یک اندازه گیری است که در آن اثر حاصل از تأثیر مقادیر بر شاخص به صفر می رسد. بنابراین، هنگامی که تعادل حاصل می شود، ناپدید شدن یک پدیده خاص مشاهده می شود، به عنوان مثال، جریان در بخشی از مدار یا ولتاژ روی آن، که می تواند با استفاده از دستگاه هایی که این هدف را انجام می دهند - نشانگرهای تهی ثبت شود. با توجه به حساسیت بالای نشانگرهای تهی و همچنین به دلیل اینکه اندازه گیری ها با دقت بالایی قابل انجام است، دقت اندازه گیری بیشتری حاصل می شود.

نمونه ای از استفاده از روش تهی، اندازه گیری است مقاومت الکتریکیپل با تعادل کامل آن

در روش دیفرانسیلو همچنین با صفر، کمیت اندازه‌گیری‌شده به‌طور مستقیم یا غیرمستقیم با اندازه‌گیری مقایسه می‌شود، و مقدار کمیت اندازه‌گیری‌شده در نتیجه مقایسه، با تفاوت در تأثیراتی که به‌طور هم‌زمان توسط این کمیت‌ها ایجاد می‌شود و با مقدار شناخته شده بازتولید شده قضاوت می‌شود. با اندازه گیری بنابراین در روش دیفرانسیل تعادل ناقص مقدار اندازه گیری شده رخ می دهد و این تفاوت بین روش دیفرانسیل و روش صفر است.

روش دیفرانسیل برخی از ویژگی های روش ارزیابی مستقیم و برخی از ویژگی های روش صفر را ترکیب می کند. اگر فقط کمیت اندازه گیری شده و اندازه گیری تفاوت کمی با یکدیگر داشته باشند، می تواند یک نتیجه اندازه گیری بسیار دقیق ارائه دهد.

به عنوان مثال، اگر اختلاف بین این دو کمیت 1٪ باشد و با خطای 1٪ اندازه گیری شود، خطا در اندازه گیری کمیت مورد نظر به 0.01٪ کاهش می یابد، اگر خطای اندازه گیری در نظر گرفته نشود. . نمونه ای از کاربرد روش دیفرانسیل، اندازه گیری با ولت متر اختلاف دو ولتاژ است که یکی از آنها با دقت زیادی مشخص است و دیگری مقدار مورد نظر است.

روش تعویضعبارت است از اندازه گیری متناوب کمیت مورد نظر با یک دستگاه و اندازه گیری با همان دستگاه اندازه گیری که یک کمیت همگن را با کمیت اندازه گیری شده بازتولید می کند. از نتایج دو اندازه گیری می توان آن را محاسبه کرد مقدار مورد نیاز. با توجه به این واقعیت که هر دو اندازه گیری توسط یک دستگاه در یک واحد انجام می شود شرایط خارجی، و مقدار مورد نظر با نسبت قرائت های ابزار تعیین می شود، خطای نتیجه اندازه گیری به طور قابل توجهی کاهش می یابد. از آنجایی که خطای دستگاه معمولاً در نقاط مختلف مقیاس یکسان نیست، بیشترین دقت اندازه گیری با قرائت های یکسان دستگاه به دست می آید.

نمونه ای از کاربرد روش جایگزینی می تواند اندازه گیری یک مقاومت نسبتاً بزرگ با اندازه گیری متناوب جریان عبوری از یک مقاومت کنترل شده و یک مقاومت مرجع باشد. در طول اندازه گیری ها، مدار باید از همان منبع جریان تغذیه شود. مقاومت منبع جریان و دستگاه اندازه گیری جریان باید در مقایسه با مقاومت های متغیر و مرجع بسیار کم باشد.

روش مطابقت- این روشی است که در آن تفاوت بین مقدار اندازه گیری شده و مقدار بازتولید شده توسط اندازه گیری با استفاده از همزمانی علائم مقیاس یا سیگنال های دوره ای اندازه گیری می شود. این روش به طور گسترده در عمل اندازه گیری های غیر الکتریکی استفاده می شود.

یک مثال اندازه گیری طول است. در اندازه‌گیری‌های الکتریکی، به عنوان مثال، اندازه‌گیری سرعت چرخش جسم با نور بارق است.

اجازه دهید ما نیز اشاره کنیم طبقه بندی اندازه گیری ها بر اساس تغییرات در زمان مقدار اندازه گیری شده. بسته به اینکه آیا کمیت اندازه‌گیری شده در طول زمان تغییر می‌کند یا در طول فرآیند اندازه‌گیری بدون تغییر باقی می‌ماند، اندازه‌گیری‌های استاتیک و دینامیکی از هم متمایز می‌شوند. اندازه گیری استاتیک اندازه گیری مقادیر ثابت یا ثابت است. اینها شامل اندازه گیری مقادیر موثر و دامنه کمیت ها، اما در حالت ثابت است.

اگر مقادیر لحظه ای کمیت های متغیر با زمان اندازه گیری شود، اندازه گیری ها پویا نامیده می شوند. اگر در طول اندازه‌گیری‌های دینامیکی، ابزار اندازه‌گیری به فرد اجازه می‌دهد که مقادیر کمیت اندازه‌گیری شده را به طور مداوم نظارت کند، این اندازه‌گیری‌ها پیوسته نامیده می‌شوند.

اندازه‌گیری یک کمیت با اندازه‌گیری مقادیر آن در زمان‌های معین t1، t2 و غیره امکان‌پذیر است. در نتیجه، همه مقادیر کمیت اندازه‌گیری شده مشخص نمی‌شوند، بلکه فقط مقادیر در زمان‌های انتخاب شده مشخص می‌شوند. چنین اندازه گیری هایی گسسته نامیده می شوند.

اندازه گیری های الکتریکی شامل اندازه گیری مقادیر فیزیکی مانند ولتاژ، مقاومت، جریان و توان است. اندازه گیری ها با استفاده از وسایل مختلف- ابزار اندازه گیری، مدارها و دستگاه های خاص. نوع دستگاه اندازه گیری به نوع و اندازه (محدوده مقادیر) مقدار اندازه گیری شده و همچنین به دقت اندازه گیری مورد نیاز بستگی دارد. واحدهای پایه SI مورد استفاده در اندازه گیری های الکتریکی عبارتند از ولت (V)، اهم (Ω)، فاراد (F)، هنری (H)، آمپر (A) و ثانیه (s).

اندازه گیری الکتریکیتعیین (با استفاده از روش های تجربی) مقدار یک کمیت فیزیکی است که در واحدهای مناسب بیان می شود.

مقادیر واحدهای مقادیر الکتریکی توسط توافق نامه بین المللی مطابق با قوانین فیزیک تعیین می شود. از آنجایی که "حفظ" واحدهای مقادیر الکتریکی تعیین شده توسط توافق نامه های بین المللی مملو از مشکلات است، آنها به عنوان استانداردهای "عملی" برای واحدهای کمیت های الکتریکی ارائه می شوند.

استانداردها توسط آزمایشگاه های مترولوژی دولتی پشتیبانی می شوند کشورهای مختلف. از زمان به زمان، آزمایش هایی برای روشن شدن مطابقت بین مقادیر استانداردهای واحدهای مقادیر الکتریکی و تعاریف این واحدها انجام می شود. در سال 1990، آزمایشگاه‌های اندازه‌شناسی دولتی کشورهای صنعتی توافق‌نامه‌ای را امضا کردند تا تمامی استانداردهای عملی واحدهای کمیت‌های الکتریکی را بین خود و با تعاریف بین‌المللی واحدهای این مقادیر هماهنگ کنند.

اندازه گیری های الکتریکی مطابق با استانداردهای دولتی برای واحدهای ولتاژ و جریان مستقیم، مقاومت جریان مستقیم، اندوکتانس و خازن انجام می شود. چنین استانداردهایی دستگاه هایی هستند که دارای ویژگی های الکتریکی پایدار یا تأسیساتی هستند که در آنها، بر اساس یک پدیده فیزیکی خاص، یک کمیت الکتریکی تولید می شود که از مقادیر شناخته شده ثابت های فیزیکی اساسی محاسبه می شود. استانداردهای وات و وات ساعت پشتیبانی نمی شوند، زیرا محاسبه مقادیر این واحدها با استفاده از معادلات تعریفی که آنها را به واحدهای مقادیر دیگر مرتبط می کند، مناسب تر است.

ابزارهای اندازه گیری الکتریکی اغلب مقادیر لحظه ای کمیت های الکتریکی یا کمیت های غیر الکتریکی تبدیل شده به الکتریکی را اندازه گیری می کنند. تمامی دستگاه ها به دو دسته آنالوگ و دیجیتال تقسیم می شوند. اولی معمولاً مقدار کمیت اندازه گیری شده را با استفاده از فلش در حال حرکت در امتداد مقیاس با تقسیم نشان می دهد. دومی مجهز به یک صفحه نمایش دیجیتال است که مقدار اندازه گیری شده را به شکل یک عدد نشان می دهد.

ابزارهای دیجیتال برای اکثر اندازه‌گیری‌ها ترجیح داده می‌شوند، زیرا برای خواندن راحت‌تر هستند و به طور کلی، همه کاره‌تر هستند. مولتی متر دیجیتال ("مولتی متر") و ولت متر دیجیتال برای اندازه گیری مقاومت DC، ولتاژ و نیرو با دقت متوسط ​​به بالا استفاده می شود. AC.

دستگاه‌های آنالوگ به تدریج با دستگاه‌های دیجیتال جایگزین می‌شوند، اگرچه هنوز هم در جاهایی که هزینه پایین مهم است و به دقت بالا نیاز نیست استفاده می‌شود. برای دقیق ترین اندازه گیری مقاومت و امپدانس، پل های اندازه گیری و سایر مترهای تخصصی وجود دارد. برای ثبت پیشرفت تغییرات در مقدار اندازه گیری شده در طول زمان، از ابزارهای ضبط استفاده می شود - ضبط کننده های نواری و اسیلوسکوپ های الکترونیکی، آنالوگ و دیجیتال.

اندازه گیری کمیت های الکتریکی یکی از رایج ترین انواع اندازه گیری است. به لطف ایجاد دستگاه های الکتریکی که مقادیر مختلف غیر الکتریکی را به مقادیر، روش ها و وسایل الکتریکی تبدیل می کند. لوازم برقیتقریباً در اندازه گیری همه کمیت های فیزیکی استفاده می شود.

دامنه کاربرد ابزارهای اندازه گیری الکتریکی:

· تحقیقات علمیدر فیزیک، شیمی، زیست شناسی و غیره؛

· فرآیندهای فناوری در انرژی، متالورژی، صنایع شیمیایی و غیره؛

· حمل و نقل؛

· اکتشاف و تولید منابع معدنی.

· کار هواشناسی و اقیانوس شناسی؛

· تشخیص پزشکی؛

· ساخت و بهره برداری از دستگاه های رادیویی و تلویزیونی، هواپیما و فضاپیماو غیره

طیف گسترده ای از کمیت های الکتریکی، طیف گسترده ای از مقادیر آنها، نیازمندی ها دقت بالااندازه‌گیری‌ها، تنوع شرایط و زمینه‌های کاربرد ابزارهای اندازه‌گیری الکتریکی منجر به انواع روش‌ها و ابزارهای اندازه‌گیری الکتریکی شده است.

اندازه گیری کمیت های الکتریکی "فعال" (جریان، ولتاژ الکتریکیو غیره)، که وضعیت انرژی جسم اندازه گیری را مشخص می کند، بر اساس تأثیر مستقیم این مقادیر بر ابزار عنصر حساس است و، به عنوان یک قاعده، با مصرف مقدار معینی همراه است. انرژی الکتریکیاز شی اندازه گیری

اندازه‌گیری کمیت‌های الکتریکی «غیرفعال» (مقاومت الکتریکی، اجزای پیچیده آن، اندوکتانس، مماس تلفات دی‌الکتریک، و غیره) که ویژگی‌های الکتریکی جسم اندازه‌گیری را مشخص می‌کند، نیازمند تغذیه جسم اندازه‌گیری از منبع خارجی انرژی الکتریکی و اندازه‌گیری پارامترهای پاسخ است. سیگنال
روش ها و ابزار اندازه گیری الکتریکی در مدارهای DC و AC به طور قابل توجهی متفاوت است. در مدارهای جریان متناوب، آنها به فرکانس و ماهیت تغییر در کمیت ها و همچنین به اینکه چه ویژگی های کمیت های الکتریکی متغیر (لحظه، موثر، حداکثر، متوسط) اندازه گیری می شوند بستگی دارند.

برای اندازه‌گیری‌های الکتریکی در مدارهای DC، ابزارهای اندازه‌گیری مغناطیسی و دستگاه‌های اندازه‌گیری دیجیتال بیشترین استفاده را دارند. برای اندازه‌گیری‌های الکتریکی در مدارهای جریان متناوب - ابزارهای الکترومغناطیسی، ابزارهای الکترودینامیکی، ابزارهای القایی، ابزارهای الکترواستاتیک، ابزارهای اندازه‌گیری الکتریکی یکسوکننده، اسیلوسکوپ‌ها، ابزارهای اندازه‌گیری دیجیتال. برخی از ابزارهای ذکر شده برای اندازه گیری الکتریکی در مدارهای AC و DC استفاده می شوند.

مقادیر مقادیر الکتریکی اندازه‌گیری شده تقریباً در محدوده‌های زیر است: قدرت جریان - از تا A، ولتاژ - از تا V، مقاومت - از تا اهم، توان - از W تا ده‌ها گیگاوات، فرکانس جریان متناوب - از تا هرتز محدوده مقادیر اندازه گیری شده کمیت های الکتریکی تمایل پیوسته به گسترش دارند. اندازه گیری در فرکانس های بالا و فوق العاده بالا، اندازه گیری جریان های کم و مقاومت های بالا، ولتاژ بالاو ویژگی های کمیت های الکتریکی در نیروگاه های قدرتمند به بخش هایی تقسیم می شوند که روش ها و ابزارهای خاص اندازه گیری الکتریکی را توسعه می دهند.

گسترش دامنه اندازه گیری کمیت های الکتریکی با توسعه فناوری برای مبدل های اندازه گیری الکتریکی، به ویژه با توسعه فناوری برای تقویت و تضعیف جریان ها و ولتاژهای الکتریکی همراه است. مشکلات خاص اندازه‌گیری‌های الکتریکی مقادیر بسیار کوچک و بسیار بزرگ مقادیر الکتریکی شامل مبارزه با اعوجاج‌های همراه با فرآیندهای تقویت و تضعیف سیگنال‌های الکتریکی و توسعه روش‌هایی برای جداسازی یک سیگنال مفید از پس‌زمینه نویز است. .

حدود خطاهای مجاز در اندازه گیری های الکتریکی از تقریباً واحد تا درصد متغیر است. برای اندازه گیری های نسبتاً خشن، از ابزارهای اندازه گیری مستقیم استفاده می شود. برای اندازه گیری دقیق تر از روش هایی استفاده می شود که با استفاده از مدارهای الکتریکی پل و جبران اجرا می شوند.

استفاده از روش های اندازه گیری الکتریکی برای اندازه گیری کمیت های غیر الکتریکی یا بر اساس رابطه شناخته شده بین کمیت های غیر الکتریکی و الکتریکی یا استفاده از مبدل های اندازه گیری (حسگرها) است.

برای اطمینان از عملکرد مشترک سنسورها با ابزارهای اندازه گیری ثانویه، انتقال سیگنال های خروجی الکتریکی سنسورها از راه دور و افزایش مصونیت نویز سیگنال های ارسالی، از مبدل های مختلف اندازه گیری میانی الکتریکی استفاده می شود که، به عنوان یک قاعده، به طور همزمان عملکردهای تقویت را انجام می دهند. (کمتر، تضعیف) سیگنال های الکتریکی، و همچنین تبدیل های غیر خطی برای جبران غیرخطی بودن سنسورها.

هر سیگنال الکتریکی (مقادیر) را می توان به ورودی مبدل های اندازه گیری میانی عرضه کرد. سیگنال های خروجی AC از مدولاسیون دامنه، فرکانس یا فاز استفاده می کنند. مبدل های دیجیتال به طور فزاینده ای به عنوان مبدل های اندازه گیری متوسط ​​در حال گسترش هستند.

اتوماسیون پیچیده آزمایشات علمی و فرآیندهای تکنولوژیکیمنجر به ایجاد ابزارهای جامع شد تاسیسات اندازه گیری، سیستم های اندازه گیری و اطلاعات و همچنین توسعه فناوری تله متری و تله مکانیک رادیویی.

توسعه مدرن اندازه گیری های الکتریکی با استفاده از اثرات فیزیکی جدید مشخص می شود. به عنوان مثال، در حال حاضر، برای ایجاد ابزارهای اندازه گیری الکتریکی بسیار حساس و با دقت بالا، اثرات کوانتومیجوزفسون، هال، و غیره. دستاوردهای الکترونیک به طور گسترده ای در فناوری اندازه گیری معرفی می شوند، کوچک سازی ابزارهای اندازه گیری استفاده می شود، رابط آنها با فناوری رایانه، اتوماسیون فرآیندهای اندازه گیری الکتریکی، و همچنین یکسان سازی الزامات اندازه گیری و سایر الزامات برای آنها.

اندازه گیری های الکتریکی
اندازه گیری مقادیر الکتریکی مانند ولتاژ، مقاومت، جریان، توان. اندازه گیری ها با استفاده از ابزارهای مختلف - ابزار اندازه گیری، مدارها و دستگاه های خاص انجام می شود. نوع دستگاه اندازه گیری به نوع و اندازه (محدوده مقادیر) مقدار اندازه گیری شده و همچنین به دقت اندازه گیری مورد نیاز بستگی دارد. واحدهای پایه SI مورد استفاده در اندازه گیری های الکتریکی عبارتند از ولت (V)، اهم (Ω)، فاراد (F)، هنری (H)، آمپر (A) و ثانیه (s).
استانداردهای واحدهای کمیت های الکتریکی
اندازه گیری الکتریکی تعیین (با استفاده از روش های تجربی) مقدار یک کمیت فیزیکی است که در واحدهای مناسب بیان می شود (به عنوان مثال، 3 A، 4 V). مقادیر واحدهای مقادیر الکتریکی توسط توافق نامه بین المللی مطابق با قوانین فیزیک و واحدهای کمیت های مکانیکی تعیین می شود. از آنجایی که "نگهداری" واحدهای مقادیر الکتریکی تعیین شده توسط قراردادهای بین المللی مملو از مشکلات است، آنها به عنوان استانداردهای "عملی" واحدهای مقادیر الکتریکی ارائه می شوند. چنین استانداردهایی توسط آزمایشگاه های مترولوژی دولتی در کشورهای مختلف پشتیبانی می شود. به عنوان مثال، در ایالات متحده، مؤسسه ملی استاندارد و فناوری مسئولیت قانونی حفظ استانداردهای واحدهای کمیت های الکتریکی را بر عهده دارد. از زمان به زمان، آزمایش هایی برای روشن شدن مطابقت بین مقادیر استانداردهای واحدهای مقادیر الکتریکی و تعاریف این واحدها انجام می شود. در سال 1990، آزمایشگاه‌های اندازه‌شناسی دولتی کشورهای صنعتی توافق‌نامه‌ای را امضا کردند تا تمامی استانداردهای عملی واحدهای کمیت‌های الکتریکی را بین خود و با تعاریف بین‌المللی واحدهای این مقادیر هماهنگ کنند. اندازه گیری های الکتریکی مطابق با استانداردهای دولتی برای واحدهای ولتاژ و جریان مستقیم، مقاومت جریان مستقیم، اندوکتانس و خازن انجام می شود. چنین استانداردهایی دستگاه هایی هستند که دارای ویژگی های الکتریکی پایدار یا تأسیساتی هستند که در آنها، بر اساس یک پدیده فیزیکی خاص، یک کمیت الکتریکی تولید می شود که از مقادیر شناخته شده ثابت های فیزیکی اساسی محاسبه می شود. استانداردهای وات و وات ساعت پشتیبانی نمی شوند، زیرا محاسبه مقادیر این واحدها با استفاده از معادلات تعریفی که آنها را به واحدهای مقادیر دیگر مرتبط می کند، مناسب تر است. همچنین ببینیدواحدهای اندازه گیری کمیت های فیزیکی.
ابزار اندازه گیری
ابزارهای اندازه گیری الکتریکی اغلب مقادیر لحظه ای کمیت های الکتریکی یا کمیت های غیر الکتریکی تبدیل شده به الکتریکی را اندازه گیری می کنند. تمامی دستگاه ها به دو دسته آنالوگ و دیجیتال تقسیم می شوند. اولی معمولاً مقدار کمیت اندازه گیری شده را با استفاده از فلش در حال حرکت در امتداد مقیاس با تقسیم نشان می دهد. دومی مجهز به یک صفحه نمایش دیجیتال است که مقدار اندازه گیری شده را به شکل یک عدد نشان می دهد. مترهای دیجیتال برای اکثر اندازه گیری ها ترجیح داده می شوند زیرا دقیق تر، خواندن آسان تر و عموماً همه کاره تر هستند. مولتی متر دیجیتال ("مولتی متر") و ولت متر دیجیتال برای اندازه گیری مقاومت DC و همچنین ولتاژ و جریان AC با دقت متوسط ​​تا بالا استفاده می شود. دستگاه‌های آنالوگ به تدریج با دستگاه‌های دیجیتال جایگزین می‌شوند، اگرچه هنوز هم در جاهایی که هزینه پایین مهم است و به دقت بالا نیاز نیست استفاده می‌شود. برای دقیق ترین اندازه گیری مقاومت و امپدانس، پل های اندازه گیری و سایر مترهای تخصصی وجود دارد. برای ثبت پیشرفت تغییرات در مقدار اندازه گیری شده در طول زمان، از ابزارهای ضبط استفاده می شود - ضبط کننده های نواری و اسیلوسکوپ های الکترونیکی، آنالوگ و دیجیتال.
ابزار دیجیتال
در تمام دیجیتال ابزار اندازه گیری(به جز ساده ترین آنها) تقویت کننده ها و سایر قطعات الکترونیکی برای تبدیل سیگنال ورودی به سیگنال ولتاژ استفاده می شود که سپس توسط مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) به شکل دیجیتال تبدیل می شود. عددی که مقدار اندازه گیری شده را بیان می کند بر روی یک دیود ساطع کننده نور (LED)، نشانگر فلورسنت خلاء یا کریستال مایع (LCD) (نمایشگر) نمایش داده می شود. این دستگاه معمولاً تحت کنترل یک ریزپردازنده داخلی کار می کند و در دستگاه های ساده ریزپردازنده با یک ADC در یک مدار مجتمع واحد ترکیب می شود. دستگاه‌های دیجیتال برای کار کردن در صورت اتصال به یک کامپیوتر خارجی مناسب هستند. در برخی از انواع اندازه گیری ها، چنین رایانه ای عملکردهای اندازه گیری دستگاه را تغییر می دهد و دستورات انتقال داده را برای پردازش آنها می دهد.
مبدل های آنالوگ به دیجیتالسه نوع اصلی ADC وجود دارد: یکپارچه سازی، تقریب متوالی و موازی. یک ADC یکپارچه سیگنال ورودی را در طول زمان میانگین می کند. از بین سه نوع ذکر شده، این دقیق ترین، اگرچه کندترین است. زمان تبدیل ADC یکپارچه از 0.001 تا 50 ثانیه یا بیشتر است، خطا 0.1-0.0003٪ است. خطای تقریب متوالی ADC کمی بزرگتر است (0.4-0.002٪)، اما زمان تبدیل از اندازه گیری های الکتریکی 10 میکرو ثانیه به اندازه گیری های الکتریکی 1 میلی ثانیه است. ADC های موازی سریع ترین، اما کم دقت ترین هستند: زمان تبدیل آنها حدود 0.25 ns است، خطا از 0.4 تا 2٪ است.
روش های گسسته سازیسیگنال در زمان با اندازه گیری سریع آن در نقاط جداگانه در زمان و نگه داشتن (ذخیره) مقادیر اندازه گیری شده در حالی که آنها به فرم دیجیتال تبدیل می شوند، نمونه برداری می شود. توالی مقادیر گسسته به دست آمده را می توان به شکل موج روی صفحه نمایش نشان داد. با مجذور کردن این مقادیر و جمع کردن، می توانید ریشه میانگین مربع سیگنال را محاسبه کنید. آنها همچنین می توانند برای محاسبه زمان افزایش، مقدار حداکثر، میانگین زمانی، طیف فرکانس و غیره استفاده شوند. نمونه‌برداری زمانی می‌تواند در یک دوره سیگنال واحد ("زمان واقعی")، یا (با نمونه‌برداری متوالی یا تصادفی) در چند دوره تکرار انجام شود.
ولت متر و مولتی متر دیجیتال.ولت متر و مولتی متر دیجیتال مقدار شبه استاتیک یک کمیت را اندازه گیری می کند و آن را به صورت دیجیتال نشان می دهد. ولت مترها به طور مستقیم فقط ولتاژ را اندازه گیری می کنند، معمولا DC، در حالی که مولتی متر می تواند ولتاژ DC و AC، جریان، مقاومت DC و گاهی اوقات دما را اندازه گیری کند. اینها رایج ترین ابزار دقیق هستند هدف کلیبا خطای اندازه گیری 0.2 تا 0.001 درصد می تواند صفحه نمایش دیجیتال 3.5 یا 4.5 رقمی داشته باشد. کاراکتر "نیم عدد صحیح" (رقم) قراردادی است که نشان می دهد صفحه نمایش می تواند اعدادی فراتر از تعداد اسمی کاراکترها را نشان دهد. به عنوان مثال، یک نمایشگر 3.5 رقمی (3.5 رقمی) در محدوده 1-2 ولت می تواند ولتاژهایی را تا 1.999 ولت نشان دهد.
امپدانس متر.اینها ابزارهای تخصصی هستند که ظرفیت خازن، مقاومت مقاومت، اندوکتانس سلف یا مقاومت کلی (امپدانس) اتصال خازن یا سلف به مقاومت را اندازه گیری و نمایش می دهند. ابزارهایی از این نوع برای اندازه‌گیری ظرفیت از 0.00001 pF تا 99.999 µF، مقاومت از 0.00001 اهم تا 99.999 کوم و اندوکتانس از 0.0001 mH تا 99.999 H در دسترس هستند. اندازه‌گیری‌ها را می‌توان در فرکانس Hz50 تا MHz انجام داد. کل محدوده فرکانس را پوشش نمی دهد. در فرکانس های نزدیک به 1 کیلوهرتز، خطا می تواند تا 0.02٪ باشد، اما دقت در نزدیکی مرزهای محدوده فرکانس و مقادیر اندازه گیری شده کاهش می یابد. اکثر ابزارها همچنین می توانند مقادیر مشتق شده را نشان دهند، مانند ضریب کیفیت یک سیم پیچ یا ضریب تلفات یک خازن، که از مقادیر اصلی اندازه گیری شده محاسبه می شود.
دستگاه های آنالوگ
برای اندازه گیری ولتاژ، جریان و مقاومت در جریان مستقیم، از دستگاه های مغناطیسی آنالوگ با آهنربای دائمی و یک قطعه متحرک چند دور استفاده می شود. چنین دستگاه هایی از نوع اشاره گر با خطای 0.5 تا 5٪ مشخص می شوند. آنها ساده و ارزان هستند (به عنوان مثال، ابزارهای اتومبیل که جریان و دما را نشان می دهند)، اما در مواردی که به دقت قابل توجهی نیاز است استفاده نمی شود.
دستگاه های مغناطیسی الکتریکیچنین وسایلی از نیروی تعامل استفاده می کنند میدان مغناطیسیبا جریان در پیچ های سیم پیچ قسمت متحرک، تمایل به چرخش دومی دارد. ممان این نیرو با لحظه ایجاد شده توسط فنر مخالف متعادل می شود، به طوری که هر مقدار جریان مربوط به موقعیت خاصی از فلش در مقیاس است. قسمت متحرک به شکل قاب سیم چند چرخشی با ابعاد 3-5 تا 25-35 میلی متر بوده و تا حد امکان سبک ساخته شده است. قسمت متحرک که بر روی یاتاقان های سنگی نصب شده یا بر روی یک نوار فلزی معلق است، بین قطب های یک آهنربای دائمی قوی قرار می گیرد. دو فنر مارپیچی که گشتاور را متعادل می کنند نیز به عنوان هادی برای سیم پیچی قسمت متحرک عمل می کنند. یک دستگاه مغناطیسی الکتریکی به جریان عبوری از سیم پیچ قسمت متحرک خود واکنش نشان می دهد و بنابراین یک آمپرمتر یا به طور دقیق تر، یک میلی آمپر است (زیرا حد بالایی محدوده اندازه گیری تقریباً از 50 میلی آمپر تجاوز نمی کند). می‌توان آن را برای اندازه‌گیری جریان‌های بزرگ‌تر با اتصال یک مقاومت شنت کم‌مقاومت به موازات سیم‌پیچ قسمت متحرک تنظیم کرد، به طوری که تنها بخش کوچکی از کل جریان اندازه‌گیری شده به سیم‌پیچ قسمت متحرک منشعب می‌شود. چنین دستگاهی برای جریان های اندازه گیری شده در هزاران آمپر مناسب است. اگر یک مقاومت اضافی را به صورت سری با سیم پیچ وصل کنید، دستگاه به یک ولت متر تبدیل می شود. افت ولتاژ در چنین اتصال سری برابر است با حاصلضرب مقاومت مقاومت و جریان نشان داده شده توسط دستگاه، بنابراین مقیاس آن را می توان بر حسب ولت کالیبره کرد. برای ساختن اهم متر از یک میلی‌آمتر مغناطیسی، باید مقاومت‌های قابل اندازه‌گیری سری را به آن متصل کنید و اعمال کنید. اتصال سریالولتاژ ثابت، به عنوان مثال از یک باتری. جریان در چنین مداری متناسب با مقاومت نخواهد بود و بنابراین برای اصلاح غیرخطی بودن به مقیاس خاصی نیاز است. سپس می توان به طور مستقیم مقاومت را روی مقیاس خواند، اگرچه نه با دقت بسیار بالا.
گالوانومتر.دستگاه های مغناطیسی همچنین شامل گالوانومترها هستند - ابزار بسیار حساس برای اندازه گیری جریان های بسیار کوچک. گالوانومترها بلبرینگ ندارند، قسمت متحرک آنها بر روی یک روبان یا نخ نازک آویزان می شود، از میدان مغناطیسی قوی تری استفاده می شود، و نشانگر با یک آینه چسبانده شده به رشته تعلیق جایگزین می شود (شکل 1). آینه همراه با قسمت متحرک می چرخد ​​و زاویه چرخش آن با جابجایی نقطه نورانی که در مقیاس نصب شده در فاصله حدود 1 متری می اندازد تخمین زده می شود به 1 میلی متر با تغییر در جریان تنها 0.00001 μA.

دستگاه های ضبط
ابزارهای ضبط "تاریخچه" تغییرات در مقدار کمیت اندازه گیری شده را ثبت می کنند. رایج ترین انواع این ابزارها عبارتند از ضبط کننده نمودار نواری که منحنی تغییر مقدار را با قلم روی نوار کاغذ نمودار ثبت می کند، اسیلوسکوپ های الکترونیکی آنالوگ که منحنی فرآیند را بر روی صفحه نمایش لوله پرتو کاتدی نشان می دهد و اسیلوسکوپ های دیجیتال. ، که سیگنال های منفرد یا به ندرت تکرار شده را ذخیره می کند. تفاوت اصلی این دستگاه ها سرعت ضبط است. ضبط کننده های نواری، با قطعات مکانیکی متحرک خود، برای ضبط سیگنال هایی که در عرض چند ثانیه، دقیقه یا حتی آهسته تر تغییر می کنند، مناسب هستند. اسیلوسکوپ های الکترونیکی قادر به ضبط سیگنال هایی هستند که در طول زمان از میلیونم ثانیه تا چند ثانیه تغییر می کنند.
پل های اندازه گیری
پل اندازه گیری معمولاً چهار بازویی است مدار الکتریکی، متشکل از مقاومت ها، خازن ها و سلف ها هستند که برای تعیین نسبت پارامترهای این اجزا طراحی شده اند. یک منبع تغذیه به یک جفت قطب مخالف مدار و یک آشکارساز تهی به دیگری متصل است. پل های اندازه گیری فقط در مواردی استفاده می شود که بالاترین دقت اندازه گیری مورد نیاز باشد. (برای اندازه گیری های با دقت متوسط، بهتر است از ابزارهای دیجیتال استفاده کنید، زیرا کار با آنها آسان تر است.) بهترین پل های اندازه گیری ترانسفورماتور AC دارای خطای (اندازه گیری نسبت) در حد 0.0000001٪ هستند. ساده ترین پل برای اندازه گیری مقاومت به نام مخترع آن، چارلز ویتستون نامگذاری شده است.
پل اندازه گیری دو DC.اتصال به مقاومت مشکل است سیم های مسی، بدون ارائه مقاومت تماسی در حد 0.0001 اهم یا بیشتر. در مورد مقاومت 1 اهم، چنین جریانی خطای 0.01٪ را ایجاد می کند، اما برای مقاومت 0.001 Ohm خطا 10٪ خواهد بود. پل اندازه گیری دوبل (پل تامسون) که نمودار آن در شکل نشان داده شده است. 2، برای اندازه گیری مقاومت مقاومت های مرجع کم ارزش طراحی شده است. مقاومت چنین مقاومت های مرجع چهار قطبی به عنوان نسبت ولتاژ در پایانه های بالقوه آنها (p1، p2 مقاومت Rs و p3، p4 مقاومت Rx در شکل 2) به جریان عبوری از پایانه های فعلی آنها (c1, c2 و c3، c4). با استفاده از این تکنیک، مقاومت سیم های اتصال، خطا را در نتیجه اندازه گیری مقاومت مورد نظر وارد نمی کند. دو بازوی اضافی m و n تاثیر سیم اتصال 1 را بین پایانه های c2 و c3 از بین می برد. مقاومت های m و n این بازوها طوری انتخاب می شوند که برابری M/m = N/n برآورده شود. سپس با تغییر مقاومت Rs عدم تعادل به صفر می رسد و Rx=Rs(N/M) پیدا می شود.


پل های اندازه گیری ACرایج ترین پل های اندازه گیری AC برای اندازه گیری فرکانس خط 50-60 هرتز یا فرکانس های صوتی (معمولاً در حدود 1000 هرتز) طراحی شده اند. پل های اندازه گیری تخصصی در فرکانس های تا 100 مگاهرتز کار می کنند. به عنوان یک قاعده، در پل های اندازه گیری AC، به جای دو بازو که دقیقاً نسبت ولتاژ را تنظیم می کنند، از ترانسفورماتور استفاده می شود. یک استثنا از این قاعده پل اندازه گیری Maxwell-Wien است.
پل اندازه گیری ماکسول - وین.چنین پل اندازه گیری امکان مقایسه استانداردهای اندوکتانس (L) با استانداردهای خازن را در فرکانس کاری که دقیقاً مشخص نیست، می دهد. استانداردهای خازن در اندازه‌گیری‌های با دقت بالا استفاده می‌شوند، زیرا از نظر طراحی ساده‌تر از استانداردهای اندوکتانس دقیق، فشرده‌تر، محافظت آسان‌تر هستند و عملاً هیچ میدان الکترومغناطیسی خارجی ایجاد نمی‌کنند. شرایط تعادل این پل اندازه گیری به شرح زیر است: Lx = R2R3C1 و Rx = (R2R3) / R1 (شکل 3). اگر مقدار Lx مستقل از فرکانس باشد، پل حتی در مورد منبع تغذیه "ناخالص" (یعنی منبع سیگنال حاوی هارمونیک های فرکانس اصلی) متعادل است.



پل اندازه گیری ترانسفورماتور.یکی از مزایای پل های اندازه گیری AC سهولت تنظیم است نسبت دقیقولتاژها از طریق ترانسفورماتور بر خلاف تقسیم کننده های ولتاژ ساخته شده از مقاومت ها، خازن ها یا سلف ها، ترانسفورماتورها ثابت نگه می دارند. رابطه برقرار کردولتاژ و به ندرت نیاز به کالیبراسیون مجدد دارد. در شکل شکل 4 نمودار یک پل اندازه گیری ترانسفورماتور را برای مقایسه دو امپدانس از یک نوع نشان می دهد. از معایب پل اندازه گیری ترانسفورماتور می توان به این واقعیت اشاره کرد که نسبت تعیین شده توسط ترانسفورماتور تا حدی به فرکانس سیگنال بستگی دارد. این منجر به نیاز به طراحی پل‌های اندازه‌گیری ترانسفورماتور فقط برای محدوده‌های فرکانس محدودی می‌شود که در آن دقت امتیازی تضمین شده است.



که در آن T دوره سیگنال Y(t) است. حداکثر مقدار Ymax بزرگترین مقدار لحظه ای سیگنال است و میانگین مقدار مطلق YAA مقدار مطلق میانگین در طول زمان است. با شکل نوسان سینوسی، Yeff = 0.707Ymax و YAA = 0.637Ymax.
اندازه گیری ولتاژ و جریان ACتقریباً تمام ابزارهای اندازه گیری ولتاژ و جریان AC مقداری را نشان می دهند که پیشنهاد می شود به عنوان مقدار مؤثر سیگنال ورودی در نظر گرفته شود. با این حال، ابزارهای ارزان قیمت اغلب در واقع میانگین مطلق یا را اندازه گیری می کنند حداکثر مقدارسیگنال، و مقیاس به گونه‌ای کالیبره می‌شود که با فرض اینکه سیگنال ورودی سینوسی است، قرائت با مقدار مؤثر معادل مطابقت داشته باشد. این نکته را نباید نادیده گرفت که در صورت غیر سینوسی بودن سیگنال، دقت چنین دستگاه هایی بسیار کم است. ابزارهایی که قادر به اندازه گیری مقدار واقعی rms سیگنال های AC هستند می توانند بر اساس یکی از سه اصل باشد: ضرب الکترونیکی، نمونه گیری سیگنال یا تبدیل حرارتی. دستگاه های مبتنی بر دو اصل اول، به عنوان یک قاعده، به ولتاژ، و ابزار اندازه گیری الکتریکی حرارتی - به جریان پاسخ می دهند. هنگام استفاده از مقاومت های اضافی و شنت، همه دستگاه ها می توانند هم جریان و هم ولتاژ را اندازه گیری کنند.
ضرب الکترونیکیمربع و میانگین گیری در طول زمان سیگنال ورودی تا حدودی تقریبی انجام می شود مدارهای الکترونیکیبا تقویت کننده ها و عناصر غیر خطی برای انجام چنین عملیات ریاضیمانند یافتن لگاریتم و آنتی لگاریتم سیگنال های آنالوگ. دستگاه هایی از این نوع می توانند خطای 0.009٪ داشته باشند.
نمونه گیری سیگنالسیگنال AC با استفاده از یک ADC پرسرعت به شکل دیجیتال تبدیل می شود. مقادیر سیگنال نمونه برداری شده مربع، جمع و تقسیم بر تعداد مقادیر نمونه برداری شده در یک دوره سیگنال است. خطای چنین دستگاه هایی 0.01-0.1٪ است.
ابزار اندازه گیری الکتریکی حرارتی.بالاترین دقت اندازه گیری مقادیر موثر ولتاژ و جریان توسط ابزار اندازه گیری الکتریکی حرارتی ارائه می شود. آنها از یک مبدل جریان حرارتی به شکل یک ظرف شیشه ای کوچک تخلیه شده با یک سیم گرم کننده (طول 0.5-1 سانتی متر) استفاده می کنند که به قسمت میانی آن یک اتصال گرم ترموکوپل با یک مهره کوچک وصل شده است. مهره تماس حرارتی و در عین حال عایق الکتریکی را فراهم می کند. با افزایش دما، که مستقیماً با مقدار مؤثر جریان در سیم گرمایشی مرتبط است، یک ترمو-EMF (ولتاژ جریان مستقیم) در خروجی ترموکوپل ظاهر می شود. چنین مبدل هایی برای اندازه گیری جریان AC با فرکانس 20 هرتز تا 10 مگاهرتز مناسب هستند. در شکل 5 نشان داده شده است نمودار مداردستگاه اندازه گیری الکتریکی حرارتی با دو مبدل جریان حرارتی انتخاب شده با توجه به پارامترها. هنگامی که یک ولتاژ جریان متناوب Vac به ورودی مدار اعمال می شود، یک ولتاژ جریان مستقیم در خروجی ترموکوپل مبدل TC1 ظاهر می شود، تقویت کننده A یک جریان مستقیم در سیم گرمایش مبدل TC2 ایجاد می کند که در آن ترموکوپل دومی همان ولتاژ جریان مستقیم را تولید می کند و یک دستگاه جریان مستقیم معمولی جریان خروجی را اندازه گیری می کند.



با استفاده از یک مقاومت اضافی، جریان سنج توصیف شده را می توان به یک ولت متر تبدیل کرد. از آنجایی که کنتورهای الکتریکی حرارتی به طور مستقیم جریان را فقط از 2 تا 500 میلی آمپر اندازه گیری می کنند، برای اندازه گیری جریان های بالاتر به شانت های مقاومتی نیاز است.
اندازه گیری برق و انرژی ACتوان مصرفی بار در مدار AC برابر است با محصول میانگین زمانی مقادیر لحظه ای ولتاژ و جریان بار. اگر ولتاژ و جریان به صورت سینوسی تغییر کنند (همانطور که معمولاً اتفاق می افتد)، توان P را می توان به صورت P = EI cosj نشان داد، جایی که E و I هستند. ارزش های موثرولتاژ و جریان، و j زاویه فاز (زاویه جابجایی) سینوسی های ولتاژ و جریان است. اگر ولتاژ بر حسب ولت و جریان بر حسب آمپر بیان شود، توان بر حسب وات بیان می شود. ضرب کننده cosj که ضریب توان نامیده می شود، درجه هماهنگ سازی نوسانات ولتاژ و جریان را مشخص می کند. از دیدگاه اقتصادی، مهمترین کمیت الکتریکی انرژی است. انرژی W با حاصلضرب توان و زمان مصرف آن تعیین می شود. در شکل ریاضی اینگونه نوشته می شود:

اگر زمان (t1 - t2) بر حسب ثانیه، ولتاژ e - بر حسب ولت، و جریان i - بر حسب آمپر اندازه‌گیری شود، انرژی W بر حسب وات-ثانیه بیان می‌شود. ژول (1 J = 1 Wh). اگر زمان بر حسب ساعت اندازه گیری شود، انرژی بر حسب وات ساعت اندازه گیری می شود. در عمل، بیان برق در کیلووات ساعت (1 کیلووات * ساعت = 1000 وات ساعت) راحت تر است.
کنتورهای برق با اشتراک زمانیکنتورهای برق با اشتراک زمانی از یک روش بسیار منحصر به فرد اما دقیق برای اندازه گیری توان الکتریکی استفاده می کنند. این دستگاه دارای دو کانال می باشد. یک کانال یک سوئیچ الکترونیکی است که سیگنال ورودی Y (یا سیگنال ورودی -Y معکوس) را به فیلتر پایین گذر ارسال می کند یا نمی دهد. وضعیت کلید توسط سیگنال خروجی کانال دوم با نسبت فواصل زمانی "بسته"/"باز" ​​متناسب با سیگنال ورودی آن کنترل می شود. میانگین سیگنال در خروجی فیلتر برابر است با میانگین زمانی حاصلضرب دو سیگنال ورودی. اگر یک سیگنال ورودی متناسب با ولتاژ بار و دیگری متناسب با جریان بار باشد، ولتاژ خروجی متناسب با توان مصرفی بار است. خطای چنین شمارنده های صنعتی 0.02٪ در فرکانس های تا 3 کیلوهرتز است (آزمایشگاه ها فقط 0.0001٪ در 60 هرتز هستند). به عنوان ابزار دقیق، آنها به عنوان شمارنده استاندارد برای بررسی ابزارهای اندازه گیری کار استفاده می شوند.
نمونه برداری از وات متر و کنتور برق.چنین دستگاه هایی بر اساس اصل یک ولت متر دیجیتال هستند، اما دارای دو کانال ورودی هستند که سیگنال های جریان و ولتاژ را به صورت موازی نمونه برداری می کنند. هر مقدار نمونه e(k)، که نشان دهنده مقادیر لحظه ای سیگنال ولتاژ در زمان نمونه برداری است، در مقدار نمونه متناظر i(k) سیگنال جریان بدست آمده در همان زمان ضرب می شود. میانگین زمانی چنین محصولاتی توان بر حسب وات است:


جمع کننده ای که محصولات مقادیر گسسته را در طول زمان جمع می کند، کل برق را بر حسب وات ساعت می دهد. خطای کنتورهای برق می تواند 0.01 درصد باشد.
کنتور برق القایییک متر القایی چیزی نیست جز یک موتور الکتریکی AC کم مصرف با دو سیم پیچ - یک سیم پیچ جریان و یک سیم پیچ ولتاژ. یک دیسک رسانا که بین سیم پیچ ها قرار می گیرد تحت تأثیر گشتاور متناسب با توان مصرفی می چرخد. این گشتاور توسط جریان های القا شده در دیسک توسط یک آهنربای دائمی متعادل می شود، به طوری که سرعت چرخش دیسک متناسب با توان مصرفی است. تعداد دور دیسک برای یک زمان معین متناسب با کل برق دریافتی مصرف کننده در این زمان است. تعداد دورهای دیسک توسط یک شمارنده مکانیکی شمارش می شود که برق را بر حسب کیلووات ساعت نشان می دهد. دستگاه هایی از این نوع به طور گسترده ای به عنوان کنتور برق خانگی استفاده می شود. خطای آنها معمولاً 0.5٪ است. آنها عمر طولانی دارند تحت هر سطوح مجازجاری
- اندازه گیری مقادیر الکتریکی: ولتاژ الکتریکی، مقاومت الکتریکی، جریان، فرکانس و فاز جریان متناوب، توان جریان، انرژی الکتریکی، بار الکتریکی، اندوکتانس، ظرفیت الکتریکی و غیره... دایره المعارف بزرگ شوروی

اندازه گیری های الکتریکی- - [V.A. Semenov. فرهنگ لغت انگلیسی-روسی در مورد حفاظت رله] موضوعات حفاظت رله EN اندازه گیری الکتریکی اندازه گیری برق ... راهنمای مترجم فنی

دستگاه های اندازه گیری E. ابزار و وسایلی هستند که برای اندازه گیری E. و همچنین کمیت های مغناطیسی استفاده می شوند. اکثر اندازه گیری ها به تعیین جریان، ولتاژ (تفاوت پتانسیل) و مقدار الکتریسیته انجام می شود. فرهنگ لغت دایره المعارف F.A. بروکهاوس و I.A. افرون - مجموعه ای از عناصر و دستگاه هایی که به روش خاصی متصل شده اند و مسیری را برای عبور تشکیل می دهند جریان الکتریکی. بخش تئوری مدار مهندسی برق نظری، که در آن به روش های ریاضی محاسبه برق می پردازد... ... دایره المعارف کولیر

اندازه گیری های آیرودینامیکی دایره المعارف "هوانوردی"

اندازه گیری های آیرودینامیکی- برنج 1. اندازه گیری آیرودینامیکی فرآیند یافتن تجربی مقادیر مقادیر فیزیکی در یک آزمایش آیرودینامیکی با استفاده از مناسب وسایل فنی. دو نوع I.A وجود دارد: استاتیک و پویا. در …… دایره المعارف "هوانوردی"

برقی - 4. کدهای برقطراحی شبکه های پخش رادیویی M., Svyazizdat, 1961. 80 p.



 


بخوانید:



حسابداری تسویه حساب با بودجه

حسابداری تسویه حساب با بودجه

حساب 68 در حسابداری در خدمت جمع آوری اطلاعات در مورد پرداخت های اجباری به بودجه است که هم به هزینه شرکت کسر می شود و هم ...

کیک پنیر از پنیر در یک ماهیتابه - دستور العمل های کلاسیک برای کیک پنیر کرکی کیک پنیر از 500 گرم پنیر دلمه

کیک پنیر از پنیر در یک ماهیتابه - دستور العمل های کلاسیک برای کیک پنیر کرکی کیک پنیر از 500 گرم پنیر دلمه

مواد لازم: (4 وعده) 500 گرم. پنیر دلمه 1/2 پیمانه آرد 1 تخم مرغ 3 قاشق غذاخوری. ل شکر 50 گرم کشمش (اختیاری) کمی نمک جوش شیرین...

سالاد مروارید سیاه با آلو سالاد مروارید سیاه با آلو

سالاد

روز بخیر برای همه کسانی که برای تنوع در رژیم غذایی روزانه خود تلاش می کنند. اگر از غذاهای یکنواخت خسته شده اید و می خواهید لطفا...

دستور العمل لچو با رب گوجه فرنگی

دستور العمل لچو با رب گوجه فرنگی

لچوی بسیار خوشمزه با رب گوجه فرنگی مانند لچوی بلغاری که برای زمستان تهیه می شود. اینگونه است که ما 1 کیسه فلفل را در خانواده خود پردازش می کنیم (و می خوریم!). و من چه کسی ...

فید-تصویر RSS