Elektriahelate ja komponentide parameetrite mõõtmine. Elektriliste parameetrite mõõtmine Elektriliste karakteristikute mõõtmine
Objektid elektrilised mõõtmised on kõik elektrilised ja magnetilised suurused: vool, pinge, võimsus, energia, magnetvoog jne. Nende suuruste väärtuste määramine on vajalik kõigi elektriseadmete töö hindamiseks, mis määrab mõõtmiste erakordse tähtsuse elektrotehnikas.
Elektrilisi mõõteseadmeid kasutatakse laialdaselt ka mitteelektriliste suuruste (temperatuur, rõhk jne) mõõtmiseks, mis selleks teisendatakse nende järgi proportsioonideks. elektrilised kogused. Sellised mõõtmismeetodid on tuntud all üldnimetus mitteelektriliste suuruste elektrilised mõõtmised. Elektriliste mõõtmismeetodite kasutamine võimaldab suhteliselt lihtsalt edastada mõõteriistade näitu pikkadele vahemaadele (telemeetria), juhtida masinaid ja seadmeid (automaatjuhtimine), sooritada automaatselt matemaatilisi toiminguid mõõdetud suurustega, lihtsalt salvestada (näiteks lindile) edenemist. kontrollitud protsesside jne. Seega on elektrilised mõõtmised vajalikud väga erinevate tootmisprotsesside automatiseerimisel.
Nõukogude Liidus toimub elektriinstrumentide valmistamise areng paralleelselt riigi elektrifitseerimise arenguga ja eriti kiiresti pärast Suurt Isamaasõda. Kvaliteetne varustus ja nõutav täpsus mõõteriistad kasutuses on kõigi meetmete ja mõõtevahendite riikliku järelevalvega tagatud.
12.2 Mõõtmed, mõõteriistad ja mõõtmismeetodid
Mis tahes füüsikalise suuruse mõõtmine seisneb selle võrdlemises füüsikalise eksperimendi kaudu vastava füüsikalise suuruse väärtusega ühikuna. Üldjuhul on mõõdetud suuruse selliseks võrdlemiseks mõõtühikuga - mõõtühiku tegelik reproduktsioon - vaja võrdlusseade. Näiteks kasutatakse takistuse mõõdikuna tavalist takistusmähist koos võrdlusseadmega - mõõtesillaga.
Kui see on olemas, on mõõtmine oluliselt lihtsustatud otselugemisseade(nimetatakse ka näidikuinstrumendiks), mis näitab mõõdetud suuruse arvväärtust otse skaalal või sihverplaadil. Näiteks ampermeeter, voltmeeter, vattmeeter, elektrienergia arvesti. Sellise seadmega mõõtes pole mõõtu (näiteks standardset takistusmähist) vaja, küll aga oli vaja mõõta selle seadme skaala kalibreerimisel. Võrdlusriistadel on reeglina suurem täpsus ja tundlikkus, kuid otselugemisvahenditega mõõtmine on lihtsam, kiirem ja odavam.
Sõltuvalt sellest, kuidas mõõtmistulemused saadakse, eristatakse mõõtmisi otseseks, kaudseks ja kumulatiivseks.
Kui mõõtmistulemus annab otseselt uuritava suuruse soovitud väärtuse, siis selline mõõtmine on üks otsestest, näiteks voolu mõõtmine ampermeetriga.
Kui mõõdetav suurus tuleb määrata teiste füüsikaliste suuruste otseste mõõtmiste alusel, millega mõõdetav suurus on teatud seosega seotud, siis liigitatakse mõõtmine kaudseks. Näiteks on kaudne mõõtmine elektriahela elemendi takistuseks pinge mõõtmisel voltmeetriga ja voolu mõõtmisel ampermeetriga.
Tuleb meeles pidada, et kaudse mõõtmise korral on arvutusvõrrandis sisalduvate suuruste otsemõõtmise vigade lisandumise tõttu võimalik täpsuse oluline langus võrreldes otsese mõõtmise täpsusega.
Paljudel juhtudel tuletati lõplik mõõtmistulemus mitme üksikute suuruste otseste või kaudsete mõõtmiste rühma tulemustest ning uuritav väärtus sõltub mõõdetud suurustest. Seda mõõtmist nimetatakse kumulatiivne. Näiteks hõlmavad kumulatiivsed mõõtmised materjali elektritakistuse temperatuuriteguri määramist materjali takistuse mõõtmise põhjal erinevatel temperatuuridel. Kumulatiivsed mõõtmised on tüüpilised laboriuuringutele.
Sõltuvalt instrumentide ja mõõtude kasutamise meetodist on tavaks eristada järgmisi peamisi mõõtmismeetodeid: otsemõõtmine, null- ja diferentsiaal.
Kasutamisel otsene mõõtmismeetod(või otselugemine) määrab mõõdetud suuruse
mõõteseadme näidu otselugemine või vahetu võrdlemine antud füüsikalise suuruse mõõdikuga (voolu mõõtmine ampermeetriga, pikkuse mõõtmine arvestiga). Sel juhul on mõõtmise täpsuse ülempiir mõõtmisnäidiku täpsus, mis ei saa olla väga kõrge.
Mõõtmisel null meetod eeskujulik (tuntud) suurus (või selle toime mõju) korrigeeritakse ja selle väärtus võrdsustatakse mõõdetud suuruse väärtusega (või selle toime mõjuga). Mõõteseadme kasutamine saavutab sel juhul ainult võrdsuse. Seade peab olema kõrge tundlikkusega ja seda nimetatakse null seade või null indikaator. Magnetoelektrilisi galvanomeetreid kasutatakse tavaliselt alalisvoolu nullseadmetena (vt § 12.7), vahelduvvoolu jaoks - elektroonilisi nullindikaatoreid. Nullmeetodi mõõtmistäpsus on väga kõrge ja selle määrab peamiselt võrdlusmõõtude täpsus ja nullinstrumentide tundlikkus. Nullpunkti elektrimõõtmismeetoditest on olulisemad silla- ja kompensatsioonimeetodid.
Sellega on võimalik saavutada veelgi suurem täpsus diferentsiaalmeetodid mõõdud. Nendel juhtudel tasakaalustatakse mõõdetud suurus teadaoleva suurusega, kuid mõõteahel ei viida täielikku tasakaalu ning mõõdetud ja teadaolevate suuruste vahe mõõdetakse otselugemise teel. Diferentsiaalmeetodeid kasutatakse kahe suuruse võrdlemiseks, mille väärtused erinevad üksteisest vähe.
ELEKTRIMÕÕTMED
elektriliste suuruste, nagu pinge, takistus, vool, võimsus, mõõtmine. Mõõtmised tehakse erinevate vahenditega - mõõteriistad, ahelad ja spetsiaalsed seadmed. Mõõteseadme tüüp sõltub mõõdetud väärtuse tüübist ja suurusest (väärtuste vahemikust), samuti nõutavast mõõtetäpsusest. Elektrilistes mõõtmistes kasutatavad SI põhiühikud on volt (V), oomi (Ω), farad (F), henry (H), amper (A) ja sekund (s).
ELEKTRIKOGUSTE ÜHIKUTE STANDARDID
Elektriline mõõtmine on sobivates ühikutes (näiteks 3 A, 4 V) väljendatud füüsikalise suuruse väärtuse määramine (kasutades katsemeetodeid). Elektriliste suuruste ühikute väärtused määratakse rahvusvahelise kokkuleppega vastavalt füüsikaseadustele ja mehaaniliste suuruste ühikutele. Kuna rahvusvaheliste lepingutega määratud elektrisuuruste ühikute "hooldus" on raskusi, esitatakse need elektriliste suuruste ühikute "praktiliste" standarditena. Selliseid standardeid toetavad riiklikud metroloogialaborid erinevad riigid. Näiteks USA-s juriidilist vastutust Riiklik standardite ja tehnoloogia instituut vastutab elektrikoguste ühikute standardite säilitamise eest. Aeg-ajalt tehakse katseid, et selgitada elektriliste suuruste ühikute standardite väärtuste ja nende ühikute määratluste vastavust. 1990. aastal sõlmisid tööstusriikide riiklikud metroloogialaborid lepingu, et ühtlustada omavahel kõik elektriliste suuruste ühikute praktilised standardid ja nende suuruste ühikute rahvusvahelised määratlused. Elektrilised mõõtmised viiakse läbi vastavalt pinge ja alalisvoolu ühikute, alalisvoolu takistuse, induktiivsuse ja mahtuvuse riigistandarditele. Sellised standardid on stabiilsete elektriliste omadustega seadmed või paigaldised, milles teatud füüsikalise nähtuse alusel arvutatakse elektriline suurus teadaolevad väärtused põhilised füüsikalised konstandid. Vatt- ja vatt-tunni standardeid ei toetata, kuna nende ühikute väärtusi on sobivam arvutada defineerivate võrrandite abil, mis seovad need muude suuruste ühikutega. Vaata ka FÜÜSIKALISTE KOGUSTE MÕÕTÜHIKUD.
MÕÕTEVAHENDID
Elektrilised mõõteriistad mõõdavad kõige sagedamini kas elektriliste suuruste või mitteelektriliste suuruste hetkväärtusi, mis on muudetud elektrilisteks. Kõik seadmed on jagatud analoog- ja digitaalseadmeteks. Esimesed näitavad tavaliselt mõõdetud suuruse väärtust noole abil, mis liigub piki jaotustega skaalat. Viimased on varustatud digitaalse ekraaniga, mis näitab mõõdetud väärtust numbri kujul. Enamiku mõõtmiste jaoks on eelistatavad digitaalsed mõõteriistad, kuna need on täpsemad, hõlpsamini võetavad ja üldiselt mitmekülgsemad. Digitaalseid multimeetreid ("multimeetreid") ja digitaalseid voltmeetreid kasutatakse alalisvoolu takistuse, aga ka vahelduvpinge ja voolu mõõtmiseks keskmise kuni suure täpsusega. Analoogseadmed asenduvad järk-järgult digitaalsete vastu, kuigi neid kasutatakse endiselt seal, kus madal hind on oluline ja suurt täpsust pole vaja. Takistuse ja impedantsi täpseimaks mõõtmiseks on olemas mõõtesillad ja muud spetsiaalsed arvestid. Mõõdetud väärtuse muutuste edenemise salvestamiseks aja jooksul kasutatakse salvestusseadmeid - ribasalvestiid ja elektroonilisi ostsilloskoope, analoog- ja digitaalseid.
DIGITAALNE INSTRUMENDID
Kõik digitaalsed arvestid (v.a kõige lihtsamad) kasutavad sisendsignaali pingesignaaliks teisendamiseks võimendeid ja muid elektroonikakomponente, mis seejärel analoog-digitaalmuunduri (ADC) abil muudetakse digitaalseks. Mõõdetud väärtust väljendav arv kuvatakse valgusdioodil (LED), vaakumfluorestsentsil või vedelkristallil (LCD) indikaatoril (ekraanil). Seade töötab tavaliselt sisseehitatud mikroprotsessori juhtimisel ning lihtsates seadmetes on mikroprotsessor kombineeritud ADC-ga ühel integraallülitusel. Digiseadmed sobivad hästi töötama, kui need on ühendatud välise arvutiga. Teatud tüüpi mõõtmiste puhul lülitab selline arvuti seadme mõõtefunktsioone ümber ja annab andmeedastuskäsklusi nende töötlemiseks.
Analoog-digitaalmuundurid. ADC-sid on kolm peamist tüüpi: integreeriv, järjestikune lähendamine ja paralleelne. Integreeriv ADC keskmistab sisendsignaali aja jooksul. Kolmest loetletud tüübist on see kõige täpsem, kuigi aeglasem. Integreeriva ADC teisendusaeg jääb vahemikku 0,001 kuni 50 s või rohkem, viga on 0,1-0,0003%. Järjestikuse lähenduse ADC viga on veidi suurem (0,4-0,002%), kuid teisendusaeg on ELEKTRIMÕÕTMISEST 10 μs kuni ELEKTRIMÕÕTMISED 1 ms. Paralleelsed ADC-d on kiireimad, kuid ka kõige vähem täpsed: nende teisendusaeg on umbes 0,25 ns, viga on 0,4 kuni 2%.
Diskretiseerimismeetodid. Signaali diskreetimine toimub õigeaegselt, mõõtes selle kiiresti sisse üksikud hetked aeg ja mõõdetud väärtuste säilitamine (säästmine) nende digitaalseks teisendamise ajal. Saadud diskreetsete väärtuste jada saab kuvada ekraanil lainekuju kujul; nende väärtuste ruudustamisel ja summeerimisel saate arvutada signaali ruutkeskmise väärtuse; neid saab kasutada ka tõusuaja, maksimumväärtuse, aja keskmise, sagedusspektri jne arvutamiseks. Ajaproovi saab teha kas ühe signaaliperioodi jooksul ("reaalajas") või (jada- või juhusliku diskreetiga) mitme korduva perioodi jooksul.
Digitaalsed voltmeetrid ja multimeetrid. Digitaalsed voltmeetrid ja multimeetrid mõõdavad koguse kvaasistaatilist väärtust ja näitavad seda digitaalsel kujul. Voltmeetrid mõõdavad otseselt ainult pinget, tavaliselt alalisvoolu, samas kui multimeetrid saavad mõõta alalis- ja vahelduvpinget, voolu, alalisvoolu takistust ja mõnikord ka temperatuuri. Nendel kõige tavalisematel üldotstarbelistel testimisseadmetel, mille mõõtmistäpsus on vahemikus 0,2–0,001%, võib olla 3,5- või 4,5-kohaline digitaalne ekraan. "Pooltäisarv" märk (number) on kokkulepe, mis näitab, et ekraan võib kuvada märkide nominaalarvust suuremaid numbreid. Näiteks 3,5-kohaline (3,5-kohaline) ekraan vahemikus 1-2V võib näidata pingeid kuni 1,999V.
Impedantsi mõõturid. Need on spetsiaalsed instrumendid, mis mõõdavad ja kuvavad kondensaatori mahtuvust, takisti takistust, induktiivpooli induktiivsust või kondensaatori või induktiivpooli ja takisti ühendamise kogutakistust (impedantsi). Seda tüüpi instrumendid on saadaval mahtuvuse mõõtmiseks vahemikus 0,00001 pF kuni 99,999 µF, takistust 0,00001 oomi kuni 99,999 kohmi ja induktiivsust 0,0001 mH kuni 99,999 H. Mõõtmisi saab teha sagedustel 1 MHz kuni 50 Hzn. ei hõlma kogu sagedusvahemikku. 1 kHz lähedastel sagedustel võib viga olla isegi 0,02%, kuid sagedusalade ja mõõdetud väärtuste piiride lähedal täpsus väheneb. Enamik instrumente suudab kuvada ka tuletatud väärtusi, nagu mähise kvaliteeditegur või kondensaatori kadudegur, mis on arvutatud peamistest mõõdetud väärtustest.
ANALOOGSSEADMED
Pinge, voolu ja takistuse mõõtmiseks alalisvoolul kasutatakse analoogmagneteid. elektriseadmed püsimagneti ja mitme pöördega liikuva osaga. Selliseid pointer-tüüpi seadmeid iseloomustab viga 0,5 kuni 5%. Need on lihtsad ja odavad (näiteks autoinstrumendid, mis näitavad voolu ja temperatuuri), kuid neid ei kasutata seal, kus on vaja olulist täpsust.
Magnetoelektrilised seadmed. Sellised seadmed kasutavad interaktsioonijõudu magnetväli vooluga liikuva osa mähise keerdudes, kaldudes viimast pöörama. Selle jõu momenti tasakaalustab vastasvedru tekitatud moment, nii et iga voolu väärtus vastab noole teatud positsioonile skaalal. Liikuv osa on mitme pöördega traatraami kujuga mõõtmetega 3-5 kuni 25-35 mm ja on tehtud võimalikult kergeks. Liikuv osa, mis on monteeritud kivilaagritele või riputatud metallribale, asetatakse tugeva tugipostide vahele. püsimagnet. Kaks spiraalvedrut, mis tasakaalustavad pöördemomenti, toimivad ka liikuva osa mähise juhtidena. Magnetoelektriline seade reageerib selle liikuva osa mähist läbivale voolule ja on seetõttu ampermeeter või täpsemalt milliampermeeter (kuna mõõtmisvahemiku ülempiir ei ületa ligikaudu 50 mA). Seda saab kohandada suuremate voolude mõõtmiseks, ühendades liikuva osa mähisega paralleelselt väikese takistusega šunttakisti, nii et liikuva osa mähisesse hargneb vaid väike osa mõõdetavast koguvoolust. Selline seade sobib paljudes tuhandetes amprites mõõdetavate voolude jaoks. Kui ühendate mähisega järjestikku täiendava takisti, muutub seade voltmeetriks. Pingelang sellisel jadaühendusel on võrdne takisti takistuse ja seadme näidatud voolu korrutisega, seega saab selle skaalat kalibreerida voltides. Magnetoelektrilisest milliammeetrist oommeetri valmistamiseks tuleb ühendada mõõdetavad takistid jadamisi ja sellele jadaühendusele panna konstantne pinge näiteks akust. Sellise vooluahela vool ei ole võrdeline takistusega ja seetõttu on mittelineaarsuse korrigeerimiseks vaja spetsiaalset skaalat. Siis on võimalik takistust skaalal otse lugeda, kuigi mitte väga suure täpsusega.
Galvanomeetrid. Magnetoelektriliste seadmete hulka kuuluvad ka galvanomeetrid – ülitundlikud instrumendid üliväikeste voolude mõõtmiseks. Galvanomeetritel pole laagreid, nende liikuv osa on riputatud õhukesele lindile või niidile, kasutatakse tugevamat magnetvälja ja osuti asendatakse riputuskeerme külge liimitud peegliga (joon. 1). Peegel pöörleb koos liikuva osaga ja selle pöördenurka hinnatakse valguspunkti nihke järgi, mis on paigaldatud umbes 1 m kaugusele. Kõige tundlikumad galvanomeetrid on võimelised andma skaala hälvet 1 mm voolu muutusega vaid 0,00001 μA.
SALVESTUSSEADMED
Salvestusseadmed salvestavad mõõdetud koguse väärtuse muutuste "ajalugu". Selliste instrumentide levinumad tüübid on ribakaardisalvestid, mis salvestavad väärtuse muutumise kõvera pliiatsiga kaardipaberilindile, analoogelektroonilised ostsilloskoobid, mis kuvavad protsessikõverat elektronkiiretoru ekraanil, ja digitaalsed ostsilloskoobid. , mis salvestavad üksikuid või harva korduvaid signaale. Peamine erinevus nende seadmete vahel on salvestuskiirus. Liikuvate mehaaniliste osadega ribasalvestid sobivad kõige paremini signaalide salvestamiseks, mis muutuvad sekundite, minutite või isegi aeglasemalt. Elektroonilised ostsilloskoobid on võimelised salvestama signaale, mis aja jooksul muutuvad miljondiksekunditest mitme sekundini.
SILDADE MÕÕTMINE
Mõõtesild on tavaliselt takistitest, kondensaatoritest ja induktiivpoolidest koosnev neljaharuline elektriahel, mis on ette nähtud nende komponentide parameetrite suhte määramiseks. Vooluahela ühe vastaspooluse paariga on ühendatud toiteallikas ja teisega nulldetektor. Mõõtesillasid kasutatakse ainult juhtudel, kui nõutakse suurimat mõõtmistäpsust. (Keskmise täpsusega mõõtmiseks on parem kasutada digitaalseid instrumente, sest neid on lihtsam käsitseda.) Parimatel vahelduvvoolutrafo mõõtesilladel on viga (suhte mõõtmine) suurusjärgus 0,0000001%. Lihtsaim takistuse mõõtmise sild on oma nime saanud selle leiutaja Charles Wheatstone'i järgi.
Kahekordne alalisvoolu mõõtesild. Takistiga on raske ühendada vasktraadid, ilma et tekitataks kontakttakistust suurusjärgus 0,0001 oomi või rohkem. 1-oomise takistuse korral põhjustab selline voolujuhe viga suurusjärgus 0,01%, kuid takistuse 0,001 oomi korral on viga 10%. Topeltmõõtesild (Thomsoni sild), mille skeem on näidatud joonisel fig. 2, on ette nähtud väikese väärtusega etalontakistite takistuse mõõtmiseks. Selliste neljapooluseliste etalontakistite takistus on määratletud kui nende potentsiaalsete klemmide pinge (p1, p2 takisti Rs ja p3, takisti Rx p4 joonisel 2) ja nende vooluklemmide (c1, c2 ja c3, c4). Selle tehnika puhul ei too ühendusjuhtmete takistus soovitud takistuse mõõtmise tulemusesse vigu. Kaks täiendavat haru m ja n kõrvaldavad ühendusjuhtme 1 mõju klemmide c2 ja c3 vahel. Nende harude takistused m ja n valitakse nii, et võrdus M/m = N/n on täidetud. Seejärel, muutes takistust Rs, vähendatakse tasakaalustamatust nullini ja leitakse Rx = Rs(N /M).
Vahelduvvoolu mõõtesillad. Kõige tavalisemad vahelduvvoolu mõõtesillad on mõeldud mõõtmiseks kas liinisagedusel 50–60 Hz või helisagedustel (tavaliselt umbes 1000 Hz); spetsiaalsed mõõtesillad töötavad sagedustel kuni 100 MHz. Reeglina kasutatakse vahelduvvoolu mõõtesildades kahe pingesuhte täpselt määrava haru asemel trafot. Selle reegli eranditeks on Maxwell-Wieni mõõtesild.
Maxwell - Wieni mõõtesild. Selline mõõtesild võimaldab võrrelda induktiivsuse standardeid (L) mahtuvusstandarditega töösagedusel, mis pole täpselt teada. Mahtuvusstandardeid kasutatakse ülitäpsetel mõõtmistel, kuna need on disainilt lihtsamad kui täppisinduktiivsuse standardid, kompaktsemad, kergemini varjestatavad ja praktiliselt ei tekita väliseid elektromagnetvälju. Selle mõõtesilla tasakaalutingimused on järgmised: Lx = R2R3C1 ja Rx = (R2R3) / R1 (joonis 3). Sild on tasakaalustatud isegi "ebapuhta" toiteallika (st põhisageduse harmoonilisi sisaldava signaaliallika) korral, kui Lx väärtus on sagedusest sõltumatu.
Trafo mõõtesild. Vahelduvvoolu mõõtesillade üks eeliseid on täpse pingesuhte seadistamise lihtsus trafo kaudu. Erinevalt takistitest, kondensaatoritest või induktiivpoolidest ehitatud pingejaoturitest hoiavad trafod püsivat pingesuhet pika aja jooksul ja vajavad harva ümberkalibreerimist. Joonisel fig. Joonisel 4 on kujutatud trafo mõõtesilla skeem kahe sama tüüpi impedantsi võrdlemiseks. Trafo mõõtesilla puudusteks on asjaolu, et trafo poolt määratud suhe sõltub mingil määral signaali sagedusest. See toob kaasa vajaduse projekteerida trafo mõõtesillad ainult piiratud sagedusvahemikele, kus on tagatud nimitäpsus.
kus T on signaali Y(t) periood. Maksimaalne väärtus Ymax on signaali suurim hetkeväärtus ja keskmine absoluutväärtus YAA on aja jooksul keskmistatud absoluutväärtus. Sinusoidaalse võnkekujuga Yeff = 0,707Ymax ja YAA = 0,637Ymax.
Vahelduvvoolu pinge ja voolu mõõtmine. Peaaegu kõik vahelduvvoolu pinge ja voolu mõõtmise instrumendid näitavad väärtust, mida soovitatakse pidada sisendsignaali efektiivseks väärtuseks. Odavad instrumendid mõõdavad aga sageli tegelikult signaali keskmist absoluutset või maksimaalset väärtust ja kalibreerivad skaala nii, et näit vastaks samaväärsele efektiivsele väärtusele, eeldades, et sisendsignaal on siinuslainekuju. Ei tasu tähelepanuta jätta, et selliste seadmete täpsus on ülimalt madal, kui signaal on mittesinusoidne. Instrumendid, mis on võimelised mõõtma vahelduvvoolu signaalide tegelikku efektiivväärtust, võivad põhineda ühel kolmest põhimõttest: elektrooniline korrutamine, signaali diskreetimine või termiline muundamine. Kahel esimesel põhimõttel põhinevad seadmed reageerivad reeglina pingele ja elektrilised termilised mõõteriistad voolule. Lisa- ja šunttakistite kasutamisel saavad kõik seadmed mõõta nii voolu kui pinget.
Elektrooniline korrutamine. Sisendsignaali ruudustatakse ja keskmistatakse aja jooksul teatud lähenduseni elektroonilised ahelad võimendite ja mittelineaarsete elementidega matemaatiliste toimingute tegemiseks, näiteks analoogsignaalide logaritmi ja antilogaritmi leidmiseks. Seda tüüpi seadmete viga võib olla vaid 0,009%.
Signaali diskreetimine. Vahelduvvoolu signaal teisendatakse digitaalseks vormiks, kasutades kiiret ADC-d. Valitud signaali väärtused ruudustatakse, summeeritakse ja jagatakse ühe signaaliperioodi diskreetsete väärtuste arvuga. Selliste seadmete viga on 0,01-0,1%.
Elektrilised soojusmõõteriistad. Pinge ja voolu efektiivsete väärtuste mõõtmise suurima täpsuse tagavad elektrilised termilised mõõteriistad. Nad kasutavad soojusvoolu muundurit väikese evakueeritud klaasanuma kujul koos küttejuhtmega (pikkusega 0,5-1 cm), mille keskosa külge on kinnitatud termopaari kuumliitmik tillukese helmega. Helme tagab termilise kontakti ja samal ajal elektriisolatsiooni. Temperatuuri tõusuga, mis on otseselt seotud küttejuhtme voolu efektiivse väärtusega, ilmub termopaari väljundisse termo-EMF (alalisvoolu pinge). Sellised muundurid sobivad vahelduvvoolu mõõtmiseks sagedusega 20 Hz kuni 10 MHz. Joonisel fig. Joonisel 5 on kujutatud parameetrite järgi valitud kahe soojusvoolu muunduriga soojuselektrilise mõõteseadme skemaatiline diagramm. Kui ahela sisendile rakendatakse vahelduvvoolupinget Vac, tekib muunduri TC1 termopaari väljundisse alalisvoolupinge, võimendi A tekitab muunduri TC2 küttejuhtmes alalisvoolu, mille juures termopaar. viimane toodab sama alalisvoolu pinget ja tavaline alalisvooluseade mõõdab väljundvoolu.
Täiendava takisti abil saab kirjeldatud voolumõõturi muuta voltmeetriks. Kuna termilised elektriarvestid mõõdavad otseselt voolusid ainult 2 kuni 500 mA, on suuremate voolude mõõtmiseks vaja takisti šunte.
Vahelduvvoolu ja energia mõõtmine. Vahelduvvooluahelas koormuse poolt tarbitav võimsus võrdub pinge ja koormusvoolu hetkväärtuste aja keskmise korrutisega. Kui pinge ja vool varieeruvad sinusoidaalselt (nagu tavaliselt), saab võimsust P esitada kujul P = EI cosj, kus E ja I on pinge ja voolu efektiivsed väärtused ning j on faasinurk ( nihkenurk) pinge ja voolu sinusoidid . Kui pinget väljendatakse voltides ja voolutugevust amprites, siis võimsust väljendatakse vattides. Cosj kordaja, mida nimetatakse võimsusteguriks, iseloomustab pinge ja voolu kõikumiste sünkroniseerimise astet. KOOS majanduslik punkt Perspektiivist on kõige olulisem elektriline suurus energia. Energia W määratakse võimsuse ja selle tarbimise aja korrutisega. Matemaatilises vormis kirjutatakse see järgmiselt:
Kui aega (t1 - t2) mõõdetakse sekundites, pinget e - voltides ja voolu i - amprites, väljendatakse energiat W vatt-sekundites, st. džaulides (1 J = 1 Wh). Kui aega mõõdetakse tundides, siis energiat mõõdetakse vatt-tundides. Praktikas on mugavam väljendada elektrienergiat kilovatt-tundides (1 kW*h = 1000 Wh).
Ajajagatud elektriarvestid. Ajajagamise elektriarvestid kasutavad väga ainulaadset, kuid täpset mõõtmismeetodit elektri energia. Sellel seadmel on kaks kanalit. Üks kanal on elektrooniline võti, mis edastab või ei edasta sisendsignaali Y (või vastupidist sisendsignaali -Y) madalpääsfiltrile. Klahvi olekut juhib teise kanali väljundsignaal ajavahemike "suletud"/"avatud" suhtega, mis on võrdeline selle sisendsignaaliga. Keskmine signaal filtri väljundis on võrdne kahe sisendsignaali korrutise aja keskmisega. Kui üks sisendsignaal on võrdeline koormuspingega ja teine on võrdeline koormusvooluga, siis on väljundpinge võrdeline koormuse poolt tarbitava võimsusega. Selliste loendurite viga tööstuslik tootmine on 0,02% sagedustel kuni 3 kHz (laboratoorium - ainult 0,0001% sagedusel 60 Hz). Kõrgtäppisinstrumentidena kasutatakse neid standardsete loenduritena töötavate mõõteriistade kontrollimiseks.
Proovivõtu vattmeetrid ja elektriarvestid. Sellised seadmed põhinevad digitaalse voltmeetri põhimõttel, kuid neil on kaks sisendkanalit, mis proovivad paralleelselt voolu- ja pingesignaale. Iga näidisväärtus e(k), mis tähistab pingesignaali hetkeväärtusi diskreetimishetkel, korrutatakse samaaegselt saadud voolusignaali vastava näidisväärtusega i(k). Selliste toodete aja keskmine on võimsus vattides:
Summeerija, mis akumuleerib aja jooksul diskreetsete väärtuste korruseid, annab kogu elektrienergia vatt-tundides. Elektriarvestite viga võib olla isegi 0,01%.
Induktsioon elektriarvestid. Induktsioonmõõtur pole midagi muud kui väikese võimsusega vahelduvvoolu elektrimootor, millel on kaks mähist – voolumähis ja pingemähis. Mähiste vahele asetatud juhtiv ketas pöörleb tarbitava võimsusega võrdelise pöördemomendi mõjul. Seda pöördemomenti tasakaalustavad püsimagneti poolt kettasse indutseeritud voolud, nii et ketta pöörlemiskiirus on võrdeline energiatarbimisega. Ketta pöörete arv antud aja jooksul on võrdeline kogu elektrienergia tarbija selle aja jooksul kätte saanud. Ketta pöörete arvu loeb mehaaniline loendur, mis näitab elektrienergiat kilovatt-tundides. Seda tüüpi seadmeid kasutatakse laialdaselt kodumajapidamiste elektriarvestitena. Nende viga on tavaliselt 0,5%; neil on pikk kasutusiga mis tahes all lubatud tasemed praegune.
- elektriliste suuruste mõõtmine: elektripinge, elektritakistus, vool, vahelduvvoolu sagedus ja faas, vooluvõimsus, elektrienergia, elektrilaeng, induktiivsus, elektriline mahtuvus jne... ... Suur Nõukogude entsüklopeedia
elektrilised mõõtmised- - [V.A. Semenov. Inglise-vene releekaitse sõnaraamat] Teemad releekaitse EN elektrimõõtmineelektrimõõtmine ... Tehniline tõlkija juhend
E. mõõteseadmed on instrumendid ja seadmed, mida kasutatakse E., samuti magnetsuuruste mõõtmiseks. Enamik mõõtmisi taandub voolu, pinge (potentsiaalivahe) ja elektrienergia koguse määramisele.… … entsüklopeediline sõnaraamat F. Brockhaus ja I.A. Efron - teatud viisil ühendatud elementide ja seadmete kogum, mis moodustab tee elektrivoolu läbimiseks. Vooluahelateooria on teoreetilise elektrotehnika osa, mis käsitleb matemaatilisi meetodeid elektrienergia arvutamiseks... ... Collieri entsüklopeedia
aerodünaamilised mõõtmised Entsüklopeedia "Lennundus"
aerodünaamilised mõõtmised- Riis. 1. aerodünaamilised mõõtmised, füüsikaliste suuruste väärtuste empiirilise leidmise protsess aerodünaamilises katses, kasutades sobivaid tehnilisi vahendeid. I.A-d on kahte tüüpi: staatiline ja dünaamiline. Kell…… Entsüklopeedia "Lennundus"
Elektriline- 4. Raadioringhäälinguvõrkude projekteerimise elektristandardid. M., Svjazizdat, 1961. 80 lk.
Mõõtmine on füüsikalise suuruse väärtuse katseline leidmine spetsiaalsete tehniliste vahendite abil. Elektrilisi mõõteriistu kasutatakse laialdaselt elektripaigaldiste töö jälgimisel, nende seisukorra ja töörežiimide jälgimisel, elektrienergia tarbimise ja kvaliteedi arvestamisel, elektriseadmete remondil ja seadistamisel.
Elektrilised mõõteriistad on elektrilised mõõteriistad, mis on ette nähtud mõõdetud füüsikaliste suurustega funktsionaalselt seotud signaalide genereerimiseks vaatlejale või automaatsele seadmele arusaadavas vormis.
Elektrilised mõõteriistad jagunevad:
- elektriliste (vool, pinge, võimsus jne) ja mitteelektriliste (temperatuur, rõhk jne) mõõtmisvahendite kohta saadud teabe liigi järgi;
- vastavalt mõõtmismeetodile - otsehindamisseadmetele (ampermeeter, voltmeeter jne) ja võrdlusseadmetele (mõõtesillad ja kompensaatorid);
- vastavalt mõõdetud teabe esitamise meetodile - analoog ja diskreetne (digitaalne).
Enim kasutatavad otsehindamise analoogseadmed liigitatakse järgmiste kriteeriumide järgi: voolu tüüp (alalis- või vahelduvvoolu), mõõdetud suuruse tüüp (vool, pinge, võimsus, faasinihe), tööpõhimõte (magnetoelektriline, elektromagnetiline, elektro). - ja ferrodünaamiline), täpsusklass ja töötingimused.
Alalisvoolul töötavate elektriseadmete mõõtepiiride laiendamiseks kasutatakse šunte (voolu jaoks) ja lisatakistusi Rd (pinge jaoks); vahelduvvoolul, voolutrafodel (tt) ja pingetrafodel (tn).
Elektriliste suuruste mõõtmiseks kasutatavad instrumendid.
Pinge mõõtmine toimub voltmeetriga (V), mis on ühendatud otse uuritava elektriahela sektsiooni klemmidega.
Voolu mõõtmine toimub ampermeetriga (A), mis on järjestikku ühendatud uuritava vooluahela elementidega.
Võimsuse (W) ja faasinihke () mõõtmine vahelduvvooluahelates toimub vattmeetri ja faasimõõturi abil. Nendel seadmetel on kaks mähist: fikseeritud voolumähis, mis on ühendatud järjestikku, ja liikuv pingemähis, mis on ühendatud paralleelselt.
Sagedusmõõtureid kasutatakse vahelduvvoolu sageduse (f) mõõtmiseks.
Elektrienergia mõõtmiseks ja arvestuseks - elektrienergia arvestid, mis on sarnaselt vattmeetritega ühendatud mõõteahelaga.
Elektriliste mõõteriistade peamised omadused on: täpsus, näidu kõikumised, tundlikkus, voolutarve, näidu settimise aeg ja töökindlus.
Elektromehaaniliste seadmete põhiosad on elektriline mõõteahel ja mõõtemehhanism.
Seadme mõõteahel on muundur ja koosneb erinevatest aktiiv- ja reaktiivtakistuse ühendustest ja muudest elementidest, olenevalt teisenduse iseloomust. Mõõtemehhanism muudab elektromagnetilise energia mehaaniliseks energiaks, mis on vajalik selle liikuva osa nurga liikumiseks statsionaarse suhtes. Osuti a nurkliikumised on funktsionaalselt seotud seadme pöördemomendi ja vastandmomendiga teisendusvõrrandi kujul:
k on seadme disainikonstant;
Elektriline suurus, mille mõjul seadme nool kaldub nurga võrra kõrvale
Selle võrrandi põhjal võib väita, et kui:
- sisendsuurus X esimesele võimsusele (n=1), siis a muutub polaarsuse muutumisel märki ja seade ei saa töötada muudel sagedustel kui 0;
- n=2, siis võib seade töötada nii alalis- kui ka vahelduvvoolul;
- võrrand sisaldab rohkem kui ühte suurust, siis saate sisendiks valida ükskõik millise, jättes ülejäänud konstantseks;
- sisestatakse kaks suurust, siis saab seadet kasutada korrutusmuundurina (vattmeeter, loendur) või jagamismuundurina (faasimõõtur, sagedusmõõtur);
- kahe või enama mittesinusoidse voolu sisendväärtusega on seadmel selektiivsuse omadus selles mõttes, et liikuva osa kõrvalekalde määrab ainult ühe sageduse väärtus.
Levinud elemendid on: lugemisseade, mõõtemehhanismi liikuv osa, pöördemomendi tekitamise, vastu- ja rahustavate hetkede seadmed.
Lugemisseadmel on skaala ja osuti. Külgnevate skaalamärkide vahelist intervalli nimetatakse jagamiseks.
Instrumendi jaotuse väärtus on mõõdetud suuruse väärtus, mis põhjustab instrumendi nõela ühe jaotuse võrra kõrvalekaldumise ja mille määravad sõltuvused:
Kaalud võivad olla ühtlased või ebaühtlased. Skaala alg- ja lõppväärtuste vahelist ala nimetatakse instrumendi näitude vahemikuks.
Elektriliste mõõteriistade näidud erinevad mõnevõrra mõõdetud suuruste tegelikest väärtustest. Selle põhjuseks on hõõrdumine mehhanismi mõõteosas, väliste magnet- ja elektriväljade mõju, ümbritseva õhu temperatuuri muutused jne. Kontrollitava suuruse mõõdetud Ai ja tegelike Ad väärtuste erinevust nimetatakse absoluutseks mõõtmisveaks:
Kuna absoluutne viga ei anna aimu mõõtmise täpsusest, kasutatakse suhtelist viga:
Kuna mõõtmise ajal mõõdetud suuruse tegelik väärtus pole teada, saab selle määramiseks kasutada seadme täpsusklassi.
Ampermeetrid, voltmeetrid ja vattmeetrid on jagatud 8 täpsusklassi: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4.0. Täpsusklassi tähistav arv määrab antud seadme suurima positiivse või negatiivse põhivea. Näiteks 0,5 täpsusklassi puhul on antud viga ±0,5%.
| Parameetri nimi | Ampermeetrid E47 | Voltmeetrid E47 |
| Süsteem | elektromagnetiline | elektromagnetiline |
| Teabe väljastamise meetod | analoog | analoog |
| Mõõtevahemik | 0...3000 A | 0...600 V |
| Paigaldusmeetod | kilbi paneelil | kilbi paneelil |
| Vahetusmeetod | <50 А- непосредственный, >100 A - 5 A sekundaarvooluga voolutrafo kaudu | otsene |
| Täpsusklass | 1,5 | 1,5 |
| Instrumentide lubatud põhivea piir, % | ±1,5 | ±1,5 |
| Nimitööpinge, mitte enam | 400 V | 600 V |
| Lubatud pikaajaline ülekoormus (mitte rohkem kui 2 tundi) | 120% mõõtepiirkonna lõppväärtusest | |
| Keskmine aeg ebaõnnestumiseni, mitte vähem, h | 65000 | 65000 |
| Keskmine kasutusiga, mitte vähem, aastat | 8 | 8 |
| Välisõhu temperatuur, °C | 20±5 | 20±5 |
| Mõõdetud väärtuse sagedus, Hz | 45...65 | 45...65 |
| Paigaldustasandi asend | vertikaalne | vertikaalne |
| Mõõdud, mm | 72x72x73,5 96x96x73,5 | 72x72x73,5 96x96x73,5 |
Elektrilised mõõteriistad (ampermeetrid ja voltmeetrid) seeria E47
Neid kasutatakse elamu-, äri- ja tööstusrajatiste elektrijaotusvõrkudes madalpingekomplektsetes seadmetes.
E47 ampermeetrid – analoogsed elektromagnetilised elektrilised mõõteriistad – on mõeldud voolu mõõtmiseks vahelduvvoolu elektriahelates.
E47 voltmeetrid – analoogsed elektromagnetilised elektrilised mõõteriistad – on mõeldud pinge mõõtmiseks vahelduvvoolu elektriahelates.
Lai mõõteulatus: ampermeetrid kuni 3000 A, voltmeetrid kuni 600 V. Täpsusklass 1,5.
Ampermeetrid, mis on ette nähtud üle 50 A voolu mõõtmiseks, ühendatakse mõõdetavasse vooluringi voolutrafo kaudu, mille nimisekundaarne töövool on 5 A.
E47 seeria ampermeetrite ja voltmeetrite tööpõhimõte
E47 ampermeetrid ja voltmeetrid on elektromagnetilise süsteemiga seadmed. Need koosnevad ümmargusest mähist, mille sisse on paigutatud liikuvad ja statsionaarsed südamikud. Kui vool liigub läbi pooli keerdude, tekib magnetväli, mis magnetiseerib mõlemad südamikud. Tulemusena.
südamike sarnased poolused tõrjuvad üksteist ja liikuv südamik pöörab noolega telge. Kaitseks väliste magnetväljade negatiivse mõju eest on mähis ja südamikud kaitstud metallkilbiga.
Magnetoelektrilise süsteemi seadmete tööpõhimõte põhineb püsimagneti välja ja juhtide vastasmõjul vooluga ning elektromagnetiline süsteem tagasitõmbumisel. terasest südamik statsionaarsesse mähisesse, kui selles on vool. Elektrodünaamilises süsteemis on kaks mähist. Üks mähistest, liigutatav, on paigaldatud teljele ja asub statsionaarse mähise sees.
Seadme tööpõhimõte, selle töötamise võimalus teatud tingimustes, seadme võimalikud maksimaalsed vead saab määrata vastavalt sümbolid, trükitud seadme sihverplaadile.
Näiteks: (A) - ampermeeter; (~) - vahelduvvool vahemikus 0 kuni 50A; () - vertikaalasend, täpsusklass 1,0 jne.
Voolu- ja pingemõõtetrafodel on ferromagnetilised magnetsüdamikud, millel paiknevad primaar- ja sekundaarmähised. Sekundaarmähise keerdude arv on alati suurem kui primaarmähis.
Voolutrafo primaarmähise klemmid on tähistatud tähtedega L1 ja L2 (joon) ning sekundaarmähised I1 ja I2 (mõõtmine). Vastavalt ohutusnõuetele on voolutrafo sekundaarmähise üks klemmidest ja ka pingetrafo maandatud, mida tehakse isolatsioonikahjustuste korral. Voolutrafo primaarmähis on ühendatud mõõdetava objektiga järjestikku. Voolutrafo primaarmähise takistus on tarbijatakistusega võrreldes väike. Sekundaarmähis on ühendatud seadmete (vattmeeter, arvesti jne) ampermeetri ja vooluahelatega. Vattmeetrite, arvestite ja releede voolumähised on arvestatud 5A, voltmeetrid, vattmeetrite pingeahelad, arvestid ja releemähised 100 V.
Ampermeetri takistused ja vattmeetri vooluahelad on väikesed, seega töötab voolutrafo tegelikult lühis. Sekundaarmähise nimivool on 5A. Voolutrafo teisendussuhe on võrdne primaarvoolu ja sekundaarmähise nimivoolu suhtega ning pingetrafo puhul primaarpinge ja sekundaarse nimivoolu suhtega.
Mõõteriistade voltmeetri ja pingeahelate takistus on alati kõrge ja ulatub vähemalt tuhande oomini. Sellega seoses töötab pingetrafo tühikäigurežiimis.
Voolu- ja pingetrafode kaudu ühendatud seadmete näidud tuleb korrutada teisendussuhtega.
TTI voolutrafod
TTI voolutrafod on ette nähtud: kasutamiseks tarbijatega arveldamise elektriarvestusskeemides; kasutamiseks kaubanduslikes elektrienergia mõõtmisskeemides; mõõteinfo signaali edastamiseks mõõteriistadele või kaitse- ja juhtimisseadmetele. Trafo korpus on mitteeraldatav ja suletud kleebisega, mis muudab juurdepääsu sekundaarmähisele võimatuks. Sekundaarmähise klemmid on kaetud läbipaistva kattega, mis tagab töö ajal ohutuse. Lisaks saab kaane tihendada. See on eriti oluline elektrienergia mõõteahelates, kuna see aitab vältida volitamata juurdepääsu sekundaarmähise klemmidele.
TTI-A modifikatsiooni sisseehitatud tinatatud vasest siini abil on võimalik ühendada nii vask- kui alumiiniumjuhte.
Nimipinge - 660 V; võrgu nimisagedus - 50 Hz; trafo täpsusklass 0,5 ja 0,5S; nominaalne sekundaarne töövool - 5A.
| Trafo modifikatsioonid | Trafo nimiprimaarvool, A |
| TTI-A | 5; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 75; 80; 100; 120; 125; 150; 200; 250; 300; 400; 500; 600; 800; 1000 |
| TTI-30 | 150; 200; 250; 300 |
| TTI-40 | 300; 400; 500; 600 |
| TTI-60 | 600; 750; 800; 1000 |
| TTI-85 | 750; 800; 1000; 1200; 1500 |
| TTI-100 | 1500; 1600; 2000; 2500; 3000 |
| TTI-125 | 1500; 2000; 2500; 3000; 4000; 5000 |
Elektroonilised analoogseadmed on kombinatsioon erinevatest elektroonilistest muunduritest ja magnetoelektrilisest seadmest ning neid kasutatakse elektriliste suuruste mõõtmiseks. Neil on kõrge sisendtakistus (madal energiatarve mõõteobjektilt) ja kõrge tundlikkus. Kasutatakse mõõtmiseks kõrg- ja kõrgsagedusahelates.
Digitaalsete mõõteriistade tööpõhimõte põhineb mõõdetud pideva signaali teisendamisel elektriline kood, kuvatakse digitaalselt. Eelised on väikesed mõõtmisvead (0,1-0,01%) laias mõõdetud signaalide vahemikus ja kõrge jõudlus vahemikus 2 kuni 500 mõõtmist sekundis. Tööstuslike häirete mahasurumiseks on need varustatud spetsiaalsete filtritega. Polaarsus valitakse automaatselt ja kuvatakse lugemisseadmel. Sisaldab väljundit digitaalsele trükiseadmele. Neid kasutatakse pinge ja voolu mõõtmiseks, samuti passiivsete parameetrite - takistus, induktiivsus, mahtuvus - mõõtmiseks. Võimaldab mõõta sagedust ja selle hälvet, ajavahemikku ja impulsside arvu.
Elektrilised mõõtmised hõlmavad füüsiliste suuruste, nagu pinge, takistus, vool ja võimsus, mõõtmist. Mõõtmised tehakse erinevate vahenditega - mõõteriistad, ahelad ja spetsiaalsed seadmed. Mõõteseadme tüüp sõltub mõõdetud väärtuse tüübist ja suurusest (väärtuste vahemikust), samuti nõutavast mõõtetäpsusest. Elektrilistes mõõtmistes kasutatavad SI põhiühikud on volt (V), oomi (Ω), farad (F), henry (H), amper (A) ja sekund (s).
Elektriline mõõtmine on sobivates ühikutes väljendatud füüsikalise suuruse väärtuse määramine (kasutades katsemeetodeid).
Elektriliste suuruste ühikute väärtused määratakse rahvusvahelise kokkuleppega vastavalt füüsikaseadustele. Kuna rahvusvaheliste lepingutega määratud elektrisuuruste ühikute “säilitamine” on raskusi, esitatakse need elektrisuuruste ühikute “praktiliste” standarditena.
Standardeid toetavad eri riikide riiklikud metroloogialaborid. Aeg-ajalt tehakse katseid, et selgitada elektriliste suuruste ühikute standardite väärtuste ja nende ühikute määratluste vastavust. 1990. aastal sõlmisid tööstusriikide riiklikud metroloogialaborid lepingu, et ühtlustada omavahel kõik elektriliste suuruste ühikute praktilised standardid ja nende suuruste ühikute rahvusvahelised määratlused.
Elektrilised mõõtmised viiakse läbi vastavalt pinge ja alalisvoolu ühikute, alalisvoolu takistuse, induktiivsuse ja mahtuvuse riigistandarditele. Sellised standardid on stabiilsete elektriliste omadustega seadmed või paigaldised, milles teatud füüsikalise nähtuse alusel taasesitatakse elektriline suurus, mis arvutatakse põhiliste füüsikaliste konstantide teadaolevatest väärtustest. Vatt- ja vatt-tunni standardeid ei toetata, kuna nende ühikute väärtusi on sobivam arvutada defineerivate võrrandite abil, mis seovad need muude suuruste ühikutega.
Elektrilised mõõteriistad mõõdavad kõige sagedamini kas elektriliste suuruste või mitteelektriliste suuruste hetkväärtusi, mis on muudetud elektrilisteks. Kõik seadmed on jagatud analoog- ja digitaalseadmeteks. Esimesed näitavad tavaliselt mõõdetud suuruse väärtust noole abil, mis liigub piki jaotustega skaalat. Viimased on varustatud digitaalse ekraaniga, mis näitab mõõdetud väärtust numbri kujul.
Enamiku mõõtmiste jaoks on eelistatud digitaalsed mõõteriistad, kuna need on näitude võtmiseks mugavamad ja üldiselt mitmekülgsemad. Digitaalseid multimeetreid ("multimeetreid") ja digitaalseid voltmeetreid kasutatakse alalisvoolu takistuse, aga ka vahelduvpinge ja voolu mõõtmiseks keskmise kuni suure täpsusega.
Analoogseadmed asenduvad järk-järgult digitaalsete vastu, kuigi neid kasutatakse endiselt seal, kus madal hind on oluline ja suurt täpsust pole vaja. Takistuse ja impedantsi täpseimaks mõõtmiseks on olemas mõõtesillad ja muud spetsiaalsed arvestid. Mõõdetud väärtuse muutuste edenemise salvestamiseks aja jooksul kasutatakse salvestusseadmeid - ribasalvestiid ja elektroonilisi ostsilloskoope, analoog- ja digitaalseid.
Elektriliste suuruste mõõtmine on üks levinumaid mõõtmisliike. Tänu elektriseadmete loomisele, mis muudavad mitmesuguseid mitteelektrilisi suurusi elektrilisteks, kasutatakse elektriliste instrumentide meetodeid ja vahendeid peaaegu kõigi füüsikaliste suuruste mõõtmisel.
Elektriliste mõõtevahendite kasutusala:
· Teaduslikud uuringud füüsikas, keemias, bioloogias jne;
· tehnoloogilised protsessid energeetikas, metallurgias, keemiatööstus ja jne;
· transport;
· maavarade uurimine ja tootmine;
· meteoroloogilised ja okeanoloogilised tööd;
· meditsiiniline diagnostika;
· raadio- ja televisiooniseadmete, lennukite ja kosmoseaparaatide jms tootmine ja käitamine.
Lai valik elektrilisi koguseid, laiad vahemikud nende väärtused, nõuded kõrgele mõõtetäpsusele, elektriliste mõõtevahendite tingimuste ja kasutusalade mitmekesisus on toonud kaasa mitmesuguseid elektrimõõtmismeetodeid ja -vahendeid.
Mõõdetava objekti energiaseisundit iseloomustavate “aktiivsete” elektriliste suuruste (voolutugevus, elektripinge jne) mõõtmine põhineb nende suuruste otsesel mõjul tundlikule elemendile ja sellega kaasneb reeglina teatud koguse elektrienergia tarbimine mõõdetud objektilt.
Mõõteobjekti elektrilisi omadusi iseloomustavate “passiivsete” elektriliste suuruste (elektritakistus, selle komplekskomponendid, induktiivsus, dielektrilise kadude puutuja jne) mõõtmine eeldab mõõteobjekti toitmist välisest elektrienergia allikast ja reaktsiooni parameetrite mõõtmist. signaal.
Elektriliste mõõtmiste meetodid ja vahendid alalis- ja vahelduvvooluahelates erinevad oluliselt. Vahelduvvooluahelates sõltuvad need suuruste muutumise sagedusest ja iseloomust, samuti sellest, milliseid muutuvate elektriliste suuruste (hetk, efektiivne, maksimaalne, keskmine) karakteristikke mõõdetakse.
Elektrilisteks mõõtmisteks alalisvooluahelates kasutatakse enim magnetoelektrilisi mõõteriistu ja digitaalseid mõõteseadmeid. Elektriliste mõõtmiste jaoks vahelduvvooluahelates - elektromagnetilised instrumendid, elektrodünaamilised instrumendid, induktsiooniseadmed, elektrostaatilised instrumendid, alaldi elektrilised mõõteriistad, ostsilloskoobid, digitaalsed mõõteriistad. Mõningaid loetletud seadmeid kasutatakse elektriliste mõõtmiste jaoks nii vahelduv- kui alalisvooluahelates.
Mõõdetud elektriliste suuruste väärtused on ligikaudu järgmistes piirides: voolutugevus - alates kuni A, pinge - alates kuni V, takistus - alates kuni oomi, võimsus - alates W kuni kümned GW, vahelduvvoolu sagedus - alates kuni Hz. Elektriliste suuruste mõõdetud väärtuste vahemikud kalduvad pidevalt laienema. Mõõtmised kõrgetel ja ülikõrgetel sagedustel, madalate voolude ja kõrgete takistuste mõõtmine, kõrgepinge ja elektriliste suuruste karakteristikud võimsates elektrijaamades on jagatud osadeks, kus töötatakse välja spetsiifilised elektrimõõtmise meetodid ja vahendid.
Elektriliste suuruste mõõtevahemike laiendamine on seotud elektriliste mõõtemuundurite tehnoloogia arenguga, eelkõige võimendus- ja sumbumistehnoloogia arenguga. elektrivool ov ja stress. Elektriliste suuruste üliväikeste ja ülisuurte väärtuste elektriliste mõõtmiste spetsiifilised probleemid hõlmavad võitlust elektriliste signaalide võimendamise ja nõrgenemise protsessidega kaasnevate moonutuste vastu ning meetodite väljatöötamist kasuliku signaali isoleerimiseks müra taustast. .
Elektriliste mõõtmiste lubatud vigade piirid jäävad vahemikku ligikaudu ühikutest %. Suhteliselt jämedate mõõtmiste jaoks kasutatakse otseseid mõõtevahendeid. Täpsemate mõõtmiste jaoks kasutatakse meetodeid, mida rakendatakse sild- ja kompensatsioonielektriahelate abil.
Elektriliste mõõtmismeetodite kasutamine mitteelektriliste suuruste mõõtmisel põhineb kas mitteelektriliste ja elektriliste suuruste teadaoleval seosel või mõõtemuundurite (andurite) kasutamisel.
Andurite ühistöö tagamiseks sekundaarsete mõõteriistadega, andurite elektriliste väljundsignaalide vahemaa tagant edastamiseks ja edastatavate signaalide mürakindluse suurendamiseks kasutatakse erinevaid elektrilisi vahemõõtemuundureid, mis reeglina täidavad samaaegselt võimendusfunktsioone. (harvemini sumbumine) elektriliste signaalide, aga ka mittelineaarsete teisendustega, et kompenseerida andurite mittelineaarsust.
Vahemõõtemuundurite sisendisse saab anda mistahes elektrilisi signaale (väärtusi) väljundsignaalidena kasutatakse kõige sagedamini alalis-, siinus- või impulssvoolu (pinge) elektrilisi signaale. Vahelduvvoolu väljundsignaalid kasutavad amplituudi-, sagedus- või faasimodulatsiooni. Digitaalmuundurid on muutumas vahemõõtemuunduriteks üha laiemalt levinud.
Põhjalik automatiseerimine teaduslikud katsed ja tehnoloogilised protsessid viisid keerukate mõõteseadmete, mõõte- ja infosüsteemide loomiseni, samuti telemeetriatehnoloogia ja raadiotelemehaanika arenguni.
Kaasaegne areng elektrilisi mõõtmisi iseloomustab uute füüsikaliste efektide kasutamine. Näiteks praegu ülitundlike ja ülitäpsete elektriliste mõõteriistade loomiseks, kvantefektid Josephson, Hall jt. Elektroonika saavutusi võetakse laialdaselt mõõtetehnoloogiasse, kasutatakse mõõteriistade mikrominiaturiseerimist, nende liidest arvutitehnoloogiaga, elektriliste mõõtmisprotsesside automatiseerimist, samuti neile esitatavate metroloogiliste ja muude nõuete ühtlustamist.
Mõõdud elektrilised parameetrid kaabelsideliinid
1. Kaabelsideliinide elektriliste parameetrite mõõtmised
1.1 Üldsätted
Kaabelsideliinide elektrilisi omadusi iseloomustavad ülekandeparameetrid ja mõjuparameetrid.
Edastusparameetrid hindavad elektromagnetilise energia levikut piki kaabliahelat. Mõjuparameetrid iseloomustavad energia ühelt ahelalt teisele ülemineku nähtusi ning kaitseastet vastastikuste ja väliste häirete eest.
Edastamise parameetrid hõlmavad peamisi parameetreid:
R - takistus,
L - induktiivsus,
C - mahutavus,
G - isolatsiooni juhtivus ja sekundaarsed parameetrid,
Z - lainetakistus,
a - sumbumiskoefitsient, β - faasikoefitsient. Mõjuparameetrid hõlmavad esmaseid parameetreid; K - elektriühendus, M - magnetiline sidestus ja sekundaarsed parameetrid, Lähiühenduse kadu Bℓ on kaugühenduse kadu. Madalsagedusalas määravad side kvaliteedi ja ulatuse peamiselt edastusparameetrid ning kõrgsageduslike ahelate kasutamisel kõige olulisemad omadused on mõjuparameetrid. Kaabelsideliinide käitamisel teostatakse nende elektriliste parameetrite mõõtmised, mis jagunevad ennetavateks, kontroll- ja avariilisteks. Teatud ajavahemike järel tehakse ennetavaid mõõtmisi, et hinnata sideliinide seisukorda ja viia nende parameetrid standarditele. Kontrollmõõtmised viiakse läbi pärast hooldust ja muud tüüpi töid, et hinnata nende teostamise kvaliteeti. Sideliini kahjustuse olemuse ja asukoha väljaselgitamiseks tehakse avariimõõtmisi. 1.2
Vooluahela takistuse mõõtmine
Eristatakse ahela takistust (Rc) alalisvoolule ja ahela takistust vahelduvvoolule. 1 km pikkuse traadi takistus alalisvoolule sõltub traadi materjalist ( takistus- p), traadi läbimõõt ja temperatuur. Mis tahes traadi takistus suureneb temperatuuri tõustes ja väheneb läbimõõdu suurenedes. Mis tahes temperatuuritaluvuse korral alates 20 °C saab takistuse arvutada järgmise valemi abil: Rt = Rt = 20 [1+a (t -20) ]Ohm/km ,
kus Rt on takistus antud temperatuuril, a on takistuse temperatuuritegur. Kahe juhtmeahela korral tuleb saadud takistuse väärtus korrutada kahega. 1 km pikkuse traadi takistus vahelduvvoolule sõltub lisaks ülaltoodud teguritele ka voolu sagedusest. Vastupidavus vahelduvvoolule on nahaefekti tõttu alati suurem kui alalisvoolule. Traadi takistuse sõltuvus vahelduvvoolule sagedusest määratakse järgmise valemiga: R = K1 × Rt Ohm/km ,
kus K1 on koefitsient, mis võtab arvesse voolusagedust (voolusageduse suurenedes K1 suureneb) Kaabliahela ja üksikute juhtmete takistust mõõdetakse paigaldatud võimendussektsioonides. Takistuse mõõtmiseks kasutatakse alalisvoolu silla vooluahelat, millel on konstantne tasakaalustusõlade suhe. Seda skeemi pakuvad mõõteriistad PKP-3M, PKP-4M, P-324. Neid instrumente kasutavad mõõtmisskeemid on näidatud joonisel fig. 1 ja fig. 2. Riis. 1. Skeem ahela takistuse mõõtmiseks PKP seadme abil Riis. 2. Skeem vooluringi takistuse mõõtmiseks seadmega P-324 Mõõdetud takistus arvutatakse ümber 1 km ahela kohta ja võrreldakse antud kaabli standarditega. Tabelis on toodud teatud tüüpi valgus- ja sümmeetriliste kaablite takistusstandardid. 1. Tabel 1 ParameeterKaabelP-274 P-274MP-270TG TBTZB TZGP-296MKB MKGMKSB MKSGSDC vooluahela takistus ( ¦
= 800 Hz), +20 °C juures, Ohm/km115 ÷ 12536,0 d = 0,4 £ 148d = 0,8 £ 56.155.5d = 1.2 £ 31,9d = 0,9 £ 28,5d = 0,75 £ 95d = 0,9 £ 28,5d = 1,4 £ 23,8d = 1,2 £ 15,85d = 0,6 £ 65,8d = 1,0 £ 23,5d = 0,7 £ 48d = 1,2 £ 16,4d = 1,4 £ 11,9
Alalisvoolutakistus d on võrdne ning valgusvälja sidekaablite (P-274, P-274M, P-275) aktiivtakistus ei sõltu liinide paigaldamise meetoditest ja ilmastikutingimustest (“kuiv”, “niiske”). ) ja sellel on ainult temperatuurisõltuvus, mis suureneb ümbritseva õhu (õhk, pinnas jne) temperatuuri tõustes. Kui võrdluse tulemusel on mõõdetud takistuse väärtus normist kõrgem, võib see viidata halvale kontaktile kaabli ühenduskohtades või ühenduspooltes. 1.3 Mahtuvuse mõõtmine
Mahtuvus (Cx) on kaabelsideliinide ahelate üks olulisemaid esmaseid ülekandeparameetreid. Selle suuruse järgi saate hinnata kaabli seisukorda ja määrata selle kahjustuse olemuse ja asukoha. Tegelikkuses sarnaneb kaabli mahtuvus kondensaatori mahtuvusega, kus plaatide rolli täidavad juhtmete pinnad ja dielektrikuna toimib nende vahel paiknev isoleermaterjal (paber, styroflex jne). . Kaabelsideliinide ahelate läbilaskevõime sõltub sideliini pikkusest, kaabli konstruktsioonist, isoleermaterjalid, twist tüüp. Sümmeetriliste kaabliahelate mahtuvuse väärtust mõjutavad naabersüdamikud ja kaablikestad, kuna need kõik asuvad üksteise lähedal. Kaabli mahtuvuse mõõtmised viiakse läbi selliste mõõtevahenditega nagu PKP-3M, PKP-4M, P-324. PKP seadme mõõtmisel kasutatakse ballistilist mõõtmismeetodit ja seade P-324 mõõdab vahelduvvoolu sillaahelat, millel on tasakaaluõlade muutuv suhe. Kaabelsideliinidel saab teha järgmist: südamikupaari võimsuse mõõtmine; südamiku mahtuvuse mõõtmine (maapinna suhtes). 1.3.1 Paari südamiku mahtuvuse mõõtmine seadme P-324 abil Südamikupaari mahtuvust mõõdetakse vastavalt joonisel fig. 3. Riis. 3. Südamiku paari mahtuvuse mõõtmise skeem Üks tasakaalustusõladest on nR takistite komplekt, kolmekordne takistushoidla - Rms. Ülejäänud kaks haru on võrdlusmahtuvus Co ja mõõdetud mahtuvus Cx. Õlakaotuse nurkade võrdsuse tagamiseks kasutatakse potentsiomeetreid BALANCE Cx ROUGH ja BALANCE Cx SMOOTH. Silla tasakaal tagatakse takistussalvesti Rms abil. Kui harude kadunurgad ja silla tasakaal on võrdsed, kehtib järgmine võrdsus: Kuna Co ja R on antud mõõteahela jaoks konstantsed, on mõõdetud mahtuvus pöördvõrdeline salve takistusega. Seetõttu kalibreeritakse takistussalvesti otse mahtuvuse ühikutes (nF) ja mõõtmistulemus määratakse avaldise järgi: Cx = n SMS. 1.3.2 Südamiku mahtuvuse mõõtmine maanduse suhtes Juhi mahtuvuse mõõtmine maapinna suhtes toimub vastavalt joonisel fig. 4. Riis. 4. Skeem südamiku mahtuvuse mõõtmiseks maapinna suhtes Mõnda tüüpi kaabelsideliinide südamikupaari keskmise töövõime normid on toodud tabelis. 2. tabel 2 ParameeterKaabelP-274 P-274MP-270TG TBTZB TZGP-296MKB MKGMKSB MKSGSAtöövõime keskmine väärtus, nF/km32,6 ÷ 38,340,45 d = 0,4 d = 0,5 C = 50 d = 0,8 C = 3836,0 d = 1,2 C = 27 d = 1,4 C = 3624,0 ÷ 25 p = 0,9 С = 33,5 p = 0,6 С = 40 p = 1,0 С = 34 p = 0,7 С = 41 p = 1,2 С = 34,5 d = 1,4 С = 35,5 Märge: . Valgusvälja sidekaablite läbilaskevõime sõltub paigaldusviisist, ilmastikutingimustest ja ümbritsevast temperatuurist. Suurimat mõju avaldab kaabli mantli niisutamine või katmine pooljuhtkihtidega (muld, sademed, tahm jne) Kaabli P-274 mahtuvus muutub märgatavalt temperatuuri ja sageduse tõustes (temperatuuri tõustes suureneb mahtuvus ja koos sageduse suurenedes see väheneb). Kaabli MKSB, MKSG töövõime sõltub nelikute (ühe-, nelja- ja seitsmeneljaline) ja signaalisüdamike arvust. 1.4 Isolatsioonitakistuse mõõtmine
Ahela isolatsiooni kvaliteedi hindamisel kasutatakse tavaliselt mõistet "isolatsioonitakistus" (Riz). Isolatsioonitakistus on isolatsiooni juhtivuse pöördväärtus. Ahela isolatsiooni juhtivus sõltub isolatsiooni materjalist ja seisukorrast, atmosfääri tingimused ja praegune sagedus. Isolatsiooni juhtivus suureneb oluliselt, kui isolatsioon on saastunud, kui selles on pragusid või kui kaabli isolatsioonikihi terviklikkus on kahjustatud. Märja ilmaga on isolatsiooni juhtivus suurem kui kuiva ilmaga. Kui voolu sagedus suureneb, suureneb isolatsiooni juhtivus. Isolatsioonitakistust saab mõõta PKP-3, PKP-4, P-324 seadmetega ennetus- ja kontrolltestide käigus. Isolatsioonitakistust mõõdetakse juhtide vahel ning juhtme ja maanduse vahel. Isolatsioonitakistuse Riz mõõtmiseks ühendatakse MU juhtmähis pingeallika ja mõõdetud isolatsioonitakistusega järjestikku. Mida väiksem on mõõdetud Riz väärtus, seda suurem on vool MU juhtmähises ja seetõttu seda suurem on EMF MU väljundmähises. IP-seade tuvastab ja salvestab võimendatud signaali. Instrumendi skaala on kalibreeritud otse megaoomides, seega on mõõdetud väärtuse näit Riz. viiakse läbi ülemisel või keskmisel skaalal, võttes arvesse Rmom LIMIT lüliti asendit. PKP seadmega isolatsioonitakistuse mõõtmisel kasutatakse oommeetri ahelat, mis koosneb mikroampermeetrist ja järjestikku ühendatud 220V toiteallikast. Mikroampermeetri skaala on kalibreeritud vahemikus 3 kuni 1000 MΩ. Teatud tüüpi sidekaablite isolatsioonitakistuse standardid on toodud tabelis. 3. Tabel 3 ParameeterKaabelP-274 P-274MP-270TG TBTZB TZGP-296MKB MKGMKSB MKSGSÜksikute südamike isolatsioonitakistus teiste südamike suhtes, temperatuuril t=20 °C mitte vähem kui, MOhm/km 100÷1000 250÷2500 500050001000050001000010000
Valgusvälja sidekaablite isolatsioonitakistus sõltub suuresti nii paigaldusviisist, töötingimustest kui ka ümbritsevast temperatuurist. 1.5 Sekundaarsete ülekandeparameetrite mõõtmine
1.5.1 Iseloomulik takistus Iseloomulik takistus (Zc) on takistus, millega elektromagnetlaine kokku puutub, kui levib homogeenses vooluringis ilma peegelduseta. See on seda tüüpi kaablile iseloomulik ja sõltub ainult edastatava voolu esmastest parameetritest ja sagedusest. Lainetakistuse suurus iseloomustab vooluahelat, kuna see näitab pinge (U) ja voolu ( I ) homogeense ahela mis tahes punktis on väärtus konstantne, sõltumata selle pikkusest. Kuna kõik primaarparameetrid, välja arvatud mahtuvus, sõltuvad voolu sagedusest, siis voolu sageduse kasvades iseloomulik takistus väheneb. Lainetakistuse väärtuse mõõtmist ja hindamist saab läbi viia seadme P5-5 abil. Selleks tehakse tööd kaabelsideliini mõlemast otsast. Ühes otsas on mõõdetav vooluring häiritud aktiivse takistusega, mille jaoks on soovitatav kasutada kõrgsageduslikke mastiksitakistusi SP, SPO või juhtmevabade takistuste salve, ühendatakse seade P5-5 . Reguleerides takistust ahela kaugemas otsas ja suurendades seadme võimendust ahela lähiotsas, saavutame minimaalse peegelduse liini kaugemast otsast vastavalt seadmele P5-5. Ahela kaugemas otsas valitud takistuse väärtus vastab sel juhul vooluahela iseloomulikule impedantsile. Lainetakistuse keskmise väärtuse standardid on toodud tabelis. 4. Tabel 4 Sagedus, kHzKaabelP-274P-274MP-270TG, TBTZG, TZSP-296MKB MKGMKSB MKSGsukhovi vesisukhovi vesi0,8720495823585798 ÷1085 368 ÷648 43548749010,0230155258181146231 ÷308 147 ÷200 160190,519616,0205135222158139133 ÷174 15218218660131142 ÷147 130174174,6120129142 ÷146 171168,4200128169,2167,3300126168,2166,3
1.5.2 Töösummutus Kui elektrienergia levib läbi juhtmete, siis voolu ja pinge amplituudid vähenevad või, nagu öeldakse, sumbuvad. Energia vähenemist 1 km pikkusel ahela pikkusel võetakse arvesse sumbumiskoefitsiendi kaudu, mida muidu nimetatakse kilomeetri sumbumiseks. Sumbumiskoefitsient on tähistatud tähega a ja seda mõõdetakse neperites 1 km kohta. Sumbumiskoefitsient sõltub vooluahela esmastest parameetritest ja on põhjustatud kahte tüüpi kadudest: sumbumine traadi metalli kuumutamisest tingitud energiakadude tõttu; sumbumine isolatsiooni ebatäiuslikkusest ja dielektrilistest kadudest tingitud kadudest. Madalamas sagedusalas domineerivad kaod metallis ja kaod dielektrikus hakkavad neid mõjutama suuremalt. Kuna esmased parameetrid sõltuvad sagedusest, siis a sõltub sagedusest: voolusageduse suurenemisega a suureneb. Sumbumise suurenemine on seletatav asjaoluga, et voolusageduse suurenemisega suureneb isolatsiooni aktiivtakistus ja juhtivus. Teades vooluringi sumbumiskoefitsienti ( a ) ja ahela pikkust (ℓ), siis saame määrata kogu ahela sisemise sumbumise (a): a= a × ℓ, Np Sidekanali moodustavate neljasuunaliste võrkude puhul ei ole tavaliselt võimalik täielikult tagada järjepideva kommutatsiooni tingimusi. Seetõttu ei piisa tegelikes (reaalsetes) tingimustes moodustunud sidekanali sisend- ja väljundahelate ebaühtluse arvessevõtmiseks ainult selle enda sumbumise teadmisest. Töösummutus (ap) on kaabliahela sumbumine reaalsetes tingimustes, s.o. mis tahes koormuse all selle otstes. Reeglina on reaalsetes tingimustes töösummutus suurem kui sisemine sumbumine (ar >A). Üks töösummutuse mõõtmise meetod on taseme erinevuse meetod. Selle meetodi abil mõõtmisel on vaja teadaoleva EMF-i ja teadaoleva sisetakistusega Z® generaatorit. Absoluutset pingetaset generaatori sobitatud koormuse Zо juures mõõdetakse jaama tasemeindikaatoriga A ja määratakse: ja absoluutne pingetase koormusel Z i mõõdetuna jaama taseme indikaatoriga B. Teatud tüüpi kaabelsideliinide ahelate sumbumiskoefitsiendi standardid on esitatud tabelis. 5. Valgusvälja sidekaablite sekundaarsed parameetrid sõltuvad oluliselt liinide paigaldamise viisist (riputus, maapinnal, maa sees, vees). 1.6 Mõjuparameetrite mõõtmine
Mõju astet kaabelsideliini ahelate vahel hinnatakse tavaliselt mööduva sumbumise suuruse järgi. Transientne sumbumine iseloomustab mõjuvoolude nõrgenemist nende üleminekul mõjuahelast mõjuahelasse. Kui vahelduvvool läbib mõjuahelat, tekib selle ümber vahelduv magnetväli, mis läbib mõjutatud ahelat. Eristatakse sidestuse sumbumist lähiotsas Ao ja sidestuse sumbumist kaugemas otsas Aℓ. Ahela lõpus, kus paikneb mõjuahela generaator, tekkivate siirdevoolude nõrgenemist nimetatakse lähiotsa siirdevoolu sumbumiseks. Teise ahela vastasotsa saabuvate siirdevoolude sumbumist nimetatakse kaugotsa siirdevoolu sumbumiseks. Tabel 5. Ahela sumbumisteguri normid, Np/km. Sagedus, kHzCableP-274P-274MP-270TG, TBTZG, TZSP-296MKB MKGMKSB MKSGSukhov vodesukhov vode0,80,1080,1570,0950,1440,065 0,04÷0,670,043÷0,066 0,0440,043100,2840,3980,2680,3740,1160,344÷0,6440,091÷0,170 0,200,0910,087160,3200,4450,3040,4210,1360,103÷0,1 820,230,0960,092300,1740,129÷0,220 0,240,1110,114600,2290,189÷0,275 0,280,1500,1451200,3110,299÷0,383 0,380,2180,2102000,3920,460,2940,2743000,4740,3720,3325520,81
1.6.1 Lähiühenduse kadu Lähiotsa sidestuskadu on oluline mõõta ja hinnata neljajuhtmeliste süsteemide puhul, millel on erinevad edastus- ja vastuvõtusuunad. Sellised süsteemid hõlmavad ühe kaabliga ülekandesüsteeme (P-303, P-302, P-301, P-330-6, P-330-24), mis töötavad ühe nelja kaabli (P-296, P-270) kaudu. Kõige tavalisem meetod mööduva sumbumise mõõtmiseks on võrdlusmeetod, mida kasutatakse instrumentide komplekti VIZ-600, P-322 kasutamisel. Seadmega P-324 mõõtmisel kasutatakse segameetodit (võrdlus ja liitmine). Võrdlus- ja liitmismeetodi olemus seisneb selles, et positsioonis 2 lisandub mööduva sumbumise (Ao) väärtusele salve sumbumine (amz) väärtuseni alla 10 Np. Magasini sumbumise muutmisega saavutatakse tingimus Ao + amz ≥10 Np. Mõõdetud väärtuse lugemise mugavuse huvides on NP lüliti numbrid mitte amz-i sumbumine, mis on tegelikult poe poolt sisse viidud, vaid erinevus 10 - amz. Kuna salve sumbumine ei muutu sujuvalt, vaid sammuga 1 Np, mõõdetakse ülejäänud sumbumist Np-s osuti skaalal (PI), mis jääb vahemikku 0 kuni 1 Np. Enne mõõtmist kalibreeritakse instrument (IP), mille jaoks seatakse NP-ahela lüliti asendisse GRAD (asend 1 joonisel 9). Sel juhul ühendatakse generaatori väljund arvestiga 10 Np sumbumisega etalonpikenduskaabli (EC) kaudu. Mööduva sumbumise standardid on toodud tabelis. 6. Tabel 6. Lähiotsa mööduva sumbumise standardid külgnevate neljakordsete sees ja vahel, mitte vähem, Np Kaabli tüüp Sagedus, kHz Liini pikkus, km Ristkõne sumbumine P-27060106,0 P-29660108,8 MKB MKG100 2000,850 0,8506,8 6,8 MKSB, MKSG Kogu sagedusvahemik 0,6507. Kaabli P-296 puhul kontrollitakse ülekõla sumbumist ka sagedustel 10 kHz ja 30 kHz. 1.6.2 Kaugotsa ülekanne Kaug-läbirääkimist on oluline mõõta ja hinnata ka neljajuhtmeliste süsteemide puhul, kuid sama vastuvõtu- ja edastussuunaga. Sellised süsteemid hõlmavad kahe kaabliga ülekandesüsteeme, nagu P-300, P-330-60. Ülemineku sumbumise mõõtmiseks Aℓ kaugemas otsas on vaja, et mõõdetud ahelate vastasotstesse oleks paigaldatud kaks P-324 seadet. Mõõtmine toimub kolmes etapis. Samuti on seadme P-324 abil võimalik mõõta sumbumisi vähemalt 5 Np seadme sisendis, seadme funktsionaalsuse kontrollimiseks lülitatakse sisse pikendusjuhe UD 5 Np, mis on seadme osa; seade. Saadud mõõtmistulemus jagatakse pooleks ja määratakse ühe ahela sumbumine. Pärast seda monteeritakse ahel kokku ja kalibreeritakse mõjuahelaga ühendatud jaama B seadme mõõtmistee. Sel juhul peab vooluringi, UD 5Np pikendusjuhtme ja sumbumissalve summa olema vähemalt 10 Np, üle 10 Np sumbuvuse ülejäänud osa seatakse osutiseadmele. Kolmas samm mõõdab kaugühenduse sumbumist. Mõõtmistulemus on NP-lüliti ja osutiseadme näitude summa. Kaugotsa siduri sumbumise mõõdetud väärtust võrreldakse normiga. Mööduva sumbumise norm kaugemas otsas on toodud tabelis. 7. Tabel 7 Kaabli tüüp Sagedus, kHz Liini pikkus, km Ristkõne sumbumine P-27060105,5 P-29660105,0 MKB MKG100 2000,850 0,8507,8 7,8 MKSB, MKSG Kogu sagedusvahemik 0,6508. Kõigis sümmeetrilistes kaabliahelates väheneb mööduv sumbumine sageduse suurenedes ligikaudu vastavalt logaritmilisele seadusele. Ahelatevahelise mööduva sumbumise suurendamiseks keeratakse tootmise käigus juhtivad südamikud rühmadesse (paarid, neli, kaheksa), rühmad keeratakse kaablisüdamikuks, ahelad varjestatakse ja kaabli sideliinide paigaldamisel tasakaalustatakse kaabel. . Madalsageduslike kaablite tasakaalustamine seisneb nende täiendavas ristamises kasutuselevõtu ajal ja kondensaatorite sisselülitamises. HF-kaablite tasakaalustamine on vastasühendusahelate ristumine ja kaasamine. Tasakaalustamise vajadus võib tekkida siis, kui kaabli mõjuparameetrid halvenevad selle pikaajalisel kasutamisel või kaugsideliini ehitamisel. Kaabli tasakaalustamise vajadus tuleb kindlaks määrata igal konkreetsel juhul, lähtudes ahelate siirdesimbuse tegelikust väärtusest, mis sõltub sidesüsteemist (kaabliahelate ja tihendusseadmete kasutamise süsteem) ja liini pikkusest. . 2. Kaabelsideliinide kahjustuste olemuse ja asukoha kindlaksmääramine
2.1 Üldsätted
Sidekaablitel võib olla järgmised tüübid kahju: isolatsioonitakistuse alandamine kaablisüdamike vahel või südamike ja maanduse vahel; isolatsioonitakistuse vähendamine "kest - maandus" või "soomus - maandus"; täielik kaabli katkestus; dielektriline purunemine; südamiku takistuse asümmeetria; katkised paarid tasakaalustatud kaablis. 2.2 Katsed kahjustuse olemuse kindlakstegemiseks
Kahjustuse olemuse ("maandus", "katkestus", "lühike" isolatsioonitakistuse vähenemine) kindlaksmääramiseks testitakse iga kaabli südamikku erinevate mõõteriistade (näiteks P-324, PKP-) megger- või oommeetrite ahelate abil. 3, PKP-4, KM- 61C jne). Oommeetrina saab kasutada kombineeritud testeri seadet. Katsed viiakse läbi järgmises järjekorras: Kontrollitakse isolatsioonitakistust ühe südamiku ja teiste maandatud ekraaniga ühendatud südamiku vahel. Jaamas A, kus katseid tehakse, ühendatakse kõik südamikud peale ühe kokku ja ekraaniga ning maandatud. Jaamas B on juhid isoleeritud. Isolatsioonitakistust mõõdetakse ja võrreldakse antud kaablitüübi standardiga. Katsed ja analüüsid viiakse läbi iga kaablisüdamiku kohta. Kui mõõdetud isolatsioonitakistuse väärtus on alla normi, määratakse kahjustuse olemus: isolatsiooni kahjustus maapinna suhtes; isolatsiooni kahjustus kaabliekraani suhtes; isolatsiooni kahjustamine teiste kaablisüdamike suhtes. Jaamas A kahjustuse olemuse kindlakstegemiseks eemaldavad nad vaheldumisi kaablisüdamikelt maapinna ja viivad läbi analüüsi: a) kui "maapinna" eemaldamine mõnelt südamikult (näiteks südamikult 2 joonisel 13) toob kaasa isolatsioonitakistuse järsu suurenemise, siis isolatsioon testitud südamiku (südamiku 1) ja selle vahel, millest on pärit " maandus” eemaldati on kahjustatud ( südamik 2); b) kui kõigist südamikest maanduse eemaldamine ei too kaasa isolatsioonitakistuse suurenemist normi tasemele, siis on testitava südamiku (südamiku 1) isolatsioon kaabliekraani (maanduse) suhtes kahjustatud. Kui järgmise testi käigus selgub, et isolatsioonitakistus on sadu oomi või ühikuid kOhmi, siis see viitab võimalikule lühisele katsetatavate kaablisüdamike vahel (näiteks kuvatakse südamike 3 ja 4 vahel "lühis") ; Kontrollitakse kaablisüdamike terviklikkust, mille jaoks ühendatakse kõik jaama B südamikud kokku ja ekraaniga. Jaamas A kontrollitakse iga südamiku terviklikkust oommeetriga. Kahju iseloomu tuvastamine võimaldab valida ühe kahjustuse asukoha määramise meetoditest. 2.3 Juhtme isolatsiooni kahjustuse asukoha määramine
Südamiku isolatsiooni kahjustuse asukoha määramiseks kasutatakse sillaahelaid, mille valik sõltub sellest, kas antud kaablil on hooldatavad südamikud või mitte. Kui kasutuskõlblik traat on kahjustatud juhtmega võrdse takistusega ja kui kahjustatud juhtme isolatsioonitakistus on kuni 10 mOhm, tehakse mõõtmised sillameetodil tasakaalustatud harude muutuva suhtega. Mõõtmiste ajal valitakse sillaharude Ra ja Rm takistusväärtused nii, et silla diagonaalis, kuhu toiteallikas on ühendatud, ei oleks voolu. Isolatsioonikahjustuste asukoha määramisel sillameetodil muutuva tasakaaluõlade suhtega kasutatakse seadmeid PKP-3, PKP-4, KM-61S. Nendes seadmetes on takistus Rm muutuv ja määratakse mõõtmiste abil silla tasakaaluhetkel ning takistus Ra on konstantne ja PKP seadmete jaoks valitakse see võrdseks 990 oomiga, seadmel KM-61S - 1000 Ohmid. Kui korralikel ja kahjustatud juhtmetel on erinev takistus, siis võetakse mõõtmised kaabelsideliini mõlemast otsast. Seadmete PKP-3, PKP-4 kasutamisel saab kaabli kahjustuse asukoha määramiseks kasutada muid isolatsioonitakistuse mõõtmise meetodeid: 5. Koormus- ja lühisemeetod, kasutades konstantse tasakaaluõlade suhtega silda. Seda kasutatakse hooldatavate juhtmete puudumisel ja isolatsioonikahjustuse kohas on üleminekutakistus kuni 10 kOhm. Tühjendus- ja lühisemeetod muudetava tasakaalustusõlgade suhtega silla kasutamisel. Seda kasutatakse hooldatavate juhtmete puudumisel ja üleminekutakistus isolatsioonikahjustuse kohas on 0,1 kuni 10 MOhm. Hoolduskõlblike juhtmete puudumisel tekitab isolatsioonikahjustuste asukoha kindlaksmääramine sillameetodite abil piisava täpsusega teatud raskusi. Sel juhul saab kasutada impulss- ja induktiivseid meetodeid. Impulssmeetodil mõõtmiseks kasutavad nad P5-5, P5-10 seadmeid, mille ulatus võib sümmeetrilistel sidekaablitel ulatuda 20-25 km-ni. 2.4 Katkeste juhtmete asukoha määramine
Traadi purunemise asukoha saab määrata järgmiste meetodite abil: Impulssvoolu silla meetod. Seda kasutatakse juhul, kui on olemas töötav traat, mille takistus on võrdne kahjustatud juhtmega. Võimsuse võrdlusmeetod (balistiline meetod). Seda kasutatakse juhul, kui heade ja kahjustatud juhtmete erimahtuvus on võrdne. Meetod mahtuvuste võrdlemiseks kahepoolsete mõõtmistega. Seda kasutatakse juhul, kui kahjustatud ja töökorras juhtmete erimahtuvus on ebavõrdne ja eriti siis, kui liini mõõtmata juhtmeid ei ole võimalik maandada. Traadi katkemise asukoha määramiseks saab kasutada seadmeid PKP-3, PKP-4, KM-61C, P-324. Kui kaablis on hooldatav südamik ja kõiki teisi kaablisüdamikke on võimalik maandada, mõõdetakse vaheldumisi hooldatava südamiku töömahtuvust (Cℓ), seejärel kahjustatud südamiku töömahtuvust (Cx). Kui kaabli töötingimuste tõttu on ülejäänud mõõtmata juhtmete maandamine võimatu, siis usaldusväärse tulemuse saamiseks mõõdetakse purunenud juht mõlemalt poolt ja kaugus katkestuspunktini arvutatakse valemi abil:
