Aniks-lift.ru

Подъемное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Учебные материалы

Классификация электроизмерительных приборов

Помощь студентам

Электроизмерительные приборы — это средства электрических измерений, предназначенные для выработки сигналов в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. К ним относятся, например, амперметр, вольтметр, ваттметр.

По способу представления результата измерения измерительные приборы делятся на аналоговые, в которых показания являются непрерывными, и цифровые, показания которых представляются дискретными величинами — цифрами.

По характеру применения измерительные приборы могут быть стационарными и переносными.
По роду измеряемой величины измерительные приборы делятся на приборы для измерения постоянных величин и изменяющихся во времени величин.

По виду измеряемой величины различают приборы для измерения тока (амперметр), напряжения (вольтметр), сопротивления (омметр), частоты (частотомер), энергии (счетчик) и т. д.

Большую группу электроизмерительных приборов составляют электромеханические показывающие приборы.
Электромеханический прибор состоит из измерительной цепи, измерительного механизма и отсчетного устройства. Измерительная цепь является преобразователем измеряемой величины х в некоторую промежуточную электрическую величину у, функционально связанную с величиной х, т. е. y=f(x). Электрическая величина у, которой является ток или напряжение, непосредственно воздействует на измерительный механизм (ИМ), являющийся основой электромеханического прибора и имеющий подвижную и неподвижную части.

Наиболее распространены механизмы, в которых механические силы возникают при воздействии магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом или током, на проводник с током. Вращающий момент Мвр, действующий на подвижную часть, является в этом случае функцией измеряемой величины х (тока или напряжения), т. е. Мвр = f(x). Кроме этого, на подвижную часть влияет противодействующий момент Мпр, создаваемый при помощи растяжек или спиральных пружинок при их закручивании: Мпр = Kα, где К — удельный противодействующий момент на единицу угла закручивания; α — угол поворота подвижной части.

Противодействующие спирали и пружины выполняются, как правило, из бронзы. Один конец их прикрепляется к подвижной части измерительного механизма, а другой — к неподвижной части прибора. Закручивание пружины или спирали происходит до тех пор, пока вращающий момент Мвр не будет равен противодействующему Мпр. Для создания противодействующего момента применяют не одну, а две пружины, устанавливая их с разных сторон подвижной части измерительного механизма ИМ (рис. 11.1, а), где 1 — подвижная рамка, 2 — противодействующие пружины. Таким образом, установившееся отклонение подвижной части и укрепленного на ней указателя характеризуется равенством:
Мвр=Mпр

Рис. 11.1. Создание противодействующего момента (а) и момента успокоения (б) в электромеханических приборах

Чтобы подвижная часть быстрее установилась, механизмы снабжают так называемыми успокоителями, создающими момент успокоения. На рис. 11.1, б приведен пример построения магнитоиндукционного успокоителя, состоящего из постоянного магнита 1 и алюминиевого диска 2, жестко скрепленного с подвижной частью измерительного механизма. Успокоение создается за счет взаимодействия токов, индуцированных в диске при его перемещении в магнитном поле постоянного магнита.

В зависимости от физических явлений, положенных в основу создания вращающего момента, различают следующие измерительные механизмы: магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, электростатические, индукционные.

Метрология

Измерительный инструмент, используемый в промышленном производстве, на сервисных и ремонтных предприятиях и в других сферах хозяйственной деятельности нуждается в периодической проверке на точность измерений (поверке) . По понятным причинам, невозможно систематически (или даже периодически) доставлять весь арсенал измерительного инструмента в учреждения, где хранятся эталоны размеров, аттестованные, как меры наивысшей точности.
Для упрощения процедуры поверки рабочих измерительных инструментов служат плоскопараллельные концевые меры длины или плитки Иогансона, которые представляют собой образцовые меры длины (эталоны) , выполненные в форме прямоугольного параллелепипеда или круглого цилиндра с нормируемыми размерами между измерительными плоскостями.

Читайте так же:
Из чего делают вибраторы

Концевые меры применяют для хранения и воспроизведения единицы длины, для поверки и калибровки мер и измерительных приборов, для установки приборов на ноль при относительных измерениях, для непосредственных измерений размеров изделий, а также для особо точных разметочных работ и наладки станков.
Главное достоинство КМД в том, что они являются точным материальным носителем размера, КМД сохраняют размер и форму в течение многих лет.

плоскопараллельные концевые меры длины

Концевые меры длины, выполненные в виде стальных прямоугольных параллелепипедов, впервые были изготовлены фирмой Иогансон (Швеция) и представлены на Всемирной выставке в Париже 1900 году. Поэтому в просторечии КМД долгое время назывались плитками Иогансона, а со временем просто плитками.
Производство КМД в СССР впервые было налажено на Тульском и Сестрорецком заводах, а начиная с 30-х гг. КМД выпускались серийно, их производство было сосредоточено на инструментальных заводах «Калибр» (Москва) и «Красный инструментальщик» (Киров).

В последнее время с появлением электронных приборов, бесконтактных лазерных интерферометров, длинномеров, высотомеров, координатно-измерительных машин и других приборов для абсолютных измерений применение, назначение и роль концевых мер длины при технических измерениях существенно изменились.
Тем не менее, самым важным качеством КМД в отличие от большинства современных электронных и оптических средств измерений, является то, что они являются материальным носителем размера. В этом качестве пока КМД ничем заменить нельзя.

Передача и хранение точных размеров с помощью плиток происходит по следующей схеме.
На специальной измерительной установке проверяют размеры эталонных концевых мер 1-го разряда.
Плитки, аттестованные, как плитки наивысшей точности, имеются в основном только в проверочных лабораториях Госстандарта.
На предприятиях в зависимости от требований точности к выпускаемым изделиям, имеются плитки от 2-го до 5-го разрядов. Передача точного размера заключается в периодическом сравнении плиток 1-го разряда с плитками 2-го разряда, плиток 2-го разряда – с плитками 3-го разряда и т. д. А затем с помощью плиток в строго установленные сроки на предприятиях и в лабораториях проверяют все измерительные средства – от самых точных, до грубых.
Результаты этих проверок заносятся в паспорта измерительных приборов и инструментов.

Итак, главным предназначением плиток ПКМД является сохранение и передача единицы длины.
Концевыми мерами проверяют, калибруют или устанавливают на размер средства измерений (СИ) (микрометр, калибр, индикатор, синусная линейка и т. д.) , различные контрольные производственные шаблоны и устройства.

Плоскопараллельные концевые меры длины (ПКМД, меры концевые плоскопараллельные, плитки Иогансона) изготавливают с размерами между измерительными плоскостями от 0,5 до 1000 мм. Для получения произвольных размеров, не предусмотренных ПКМД, из отдельных плиток составляют блоки необходимого размера путем «притирания» мер друг к другу до состояния, когда отдельные плитки не распадаются (слипаются) .

Руководство по обращению с концевыми мерами длины

Концевые меры выпускают в виде наборов, по 9, 10, 32, 42, 83, 87 и 103 шт, упакованных в деревянные или пластмассовые футляры, в которых каждой отдельной мере отведено свое место, с соответствующим указанием номинального размера.
Градация (шаг) размеров концевых мер в наборах — от 0,001, затем 0,01; 0,1; 0,5; 1 и 10 мм, что практически позволяет составить любой размер с точностью до 1 мкм.

При наборе концевых мер в блоки нужно стремиться к минимальному количеству плиток (мер) . Расчет количества плиток следует начинать с подбора наименьших по размеру.
Притирку промытых бензином или уайт-спиритом плиток производят в обратном порядке: берут сначала плитку наибольшего размера, затем следующую по длине и, наконец, самую малую меру.
По концам собранного блока притирают защитные боковые меры, учитывая их размер в блоке.
Для формирования блоков и надежной фиксации используются наборы принадлежностей.
В России выпускается три вида наборов:

  • полный (тип ПК-1) , для измерений наружных и внутренних размеров до 320 мм;
  • малый (тип ПК-2) , для измерений наружных и внутренних размеров до 160 мм;
  • разметочный (тип ПК-3) , для разметочных работ вместе с полным или малым измерительным набором.
Читайте так же:
Заточка охотничьих ножей в домашних условиях видео

Плоскопараллельные плитки — очень точный инструмент и поэтому обращаться с ними нужно бережно.

При составлении набора плиток (блока) всегда стремятся получить его из наименьшего количества плиток, так как с увеличением количества плиток в блоке возрастает погрешность.

Для получения блока из наименьшего количества плиток нужно руководствоваться следующим правилом:
сначала брать плитку, соответствующую последним знаком данного размера, затем предпоследним и т. д.
Когда дробная часть числа готова, надо вычесть из целой части размера сумму целых миллиметров, подобранных при составлении дробной части, и взять соответствующую плитку в целых мм.

Пример: необходимо собрать блок 71,875 мм.
Порядок сборки блока:
1-я плитка — 1,005 мм;
2-я плитка — 1,37 мм;
3-я плитка — 9,5 мм;
4-я плитка — 60 мм;
Итого: 71,875 мм.

Общие правила пользования плоскопараллельными концевыми мерами длины:

  • Измерение производится при температуре окружающего воздуха t = 20°С.
  • Измеряемый объект должен быть чисто вытерт от грязи и промыт бензином.
  • Плоскости, непосредственно соприкасающиеся при измерении с плитками, не должны иметь забоин, заусенцев.
  • При работе с плитками недопустимо прикасаться руками к мерительным поверхностям.
  • Измерительные плитки и принадлежности к ним не должны подвергаться ударам и падению.
  • После работы плитки должны быть промыты первосортным бензином, насухо вытерты и смазаны бескислотным бензином.

Притирка концевых мер длины

Притиркой при использовании КМД называют эффект прилипания двух плиток с плоскими отполированными гранями. Притирка удаляет весь воздух между гранями и плитки сжимаются атмосферным давлением. Поверхностное натяжение остатков промывочной жидкости и межмолекулярное взаимодействие материала плиток увеличивает силу сжатия.

Способность плиток КМД к притирке (притираемость) является обязательным требованием. Потеря притираемости означает недопустимый износ поверхностей. Нельзя путать притирку КМД с созвучным процессом доводки-притирки поверхностей, который является методом чистовой абразивной обработки.

Точность концевых мер длины

Согласно российским стандартам КМД делятся на образцовые меры длины и рабочие меры длины. Для образцовых мер указывается разряд, для рабочих — класс точности. Образцовые концевые меры длины предназначены для поверки измерительного инструмента и рабочих КМД.

Читайте так же:
Как подключить старый домашний кинотеатр к телевизору

концевые меры длины

Допустимые отклонения размеров и другие требования к образцовым КМД указаны в МИ 1604-87. Рабочие КМД предназначены для задания размеров при слесарных работах. Допустимые отклонения размеров рабочих КМД классов точности 00, 01, 0, 1, 2 и 3 указаны в ГОСТ 9038-90. Концевые меры длины 4-го и 5-го классов точности специально не изготавливаются, эти классы присваиваются изношенным и восстановленным КМД на основании таблиц допустимых отклонений, указанных в МИ 1604-87.
В других странах приняты иные методы классификации КМД.

Помимо длины также нормируется плоскопараллельность рабочих поверхностей КМД. Контроль плоскостности измерительных поверхностей концевых мер длины проводится с помощью интерференции по плоскопараллельной стеклянной пластине, а контроль параллельности рабочих поверхностей с помощью оптикаторов, интерферометров, измерительных машин, длинномеров и т. д.
Меры не соответствующие заданной плоскостности могут быть восстановлены доводкой.
Линейные размеры контролируются с помощью измерительных машин ИЗМ, а также методом компарирования от мер более высокого разряда и/или класса.
Мерам не соответствующим своему классу точности может присваиваться более низкий класс вплоть до 5-го.

Материалы, применяемые для изготовления ПКМД

Концевые меры длины изготовляются из хромистой стали с высоким качеством обработки измерительных поверхностей и высокой притираемостью (усилие сцепления составляет от 3 до 8 кгс) , обладают относительно низкой износоустойчивостью.
Концевые меры длины, выполненные из высокопрочного твердого сплава по износоустойчивости в 2,5-3 раза превосходят меры, изготовленные из хромистой стали. Визуально твердосплавные меры имеют темно-серый цвет, внешне отличаются от стальных плиток, и по массе заметно тяжелее.

Зарубежные производители изготавливают концевые меры из керамики (алюмооксид, двуокись циркония, карбид вольфрама и т. п.) , они отличаются высокой износоустойчивостью (в 6-10 раз превосходят стальные) , практически не подвержены коррозии, имеют низкую теплопроводность (в результате снижается температурная погрешность) , существенно легче стальных, не намагничиваются. Стоимость керамических мер примерно в 3-5 раз выше стальных.
Разные материалы имеют неодинаковые степени линейного температурного расширения, у стальных мер 11,5-13 мкм на градус на метр, у твердосплавных 4,5 мкм на градус на метр и у керамических 9,5 мкм на градус на метр.

Нормативные документы по концевым мерам длины

Порядок изготовления, проверки, использования и хранения концевых мер длины устанавливают следующие нормативные документы:

  • ГОСТ 9038-90 Меры длины концевые плоскопараллельные. Технические условия;
  • МИ 1604-87 ГСИ. Меры длины концевые плоскопараллельные. Общие требования к методикам поверки;
  • МИ 2079-90 ГСИ. Меры длины концевые плоскопараллельные образцовые 3 и 4-го разрядов и рабочие классов точности 1-5 длиной до 100 мм. Методика поверки (МП) ;
  • ГОСТ 4119-76 Наборы принадлежностей к плоскопараллельным концевым мерам длины;
  • МИ 2066-90 Наборы принадлежностей к плоскопараллельным концевым мерам длины. Методика контроля.
  • ISO 3650 Стандарт концевых мер (в том числе керамических) Евросоюза;
  • BS 4311 Британский стандарт концевых мер (для дюймовой системы исчисления) .

Пластины стеклянные плоскопараллельные и интерференционные

Пластины стеклянные плоскопараллельные и интерференционные предназначены для проверки притираемости и плоскостности полированных поверхностей интерференционным методом, взаимной параллельности измерительных поверхностей микрометров и другого оборудования, а также измерений длины сравнением с концевыми мерами интерференционным методом.
Представляют собой стеклянные призмы с полированными рабочими гранями.
Для интерференционных измерений снабжаются источниками контрастного монохроматического света.

Читайте так же:
Как варить нержавеющую сталь

Применение измерительных станков

Классификация аналоговых измерительных приборов

Для произведения точных замеров могут применяться не только ручные измерительные приборы, но и специальные станки, называющиеся координатно-измерительным оборудованием. Особенность данного оборудования заключается в возможности произведения замеров в трех координатах, что обеспечивает максимальную точность расчетов.

Конструкция станков напоминает стол, на котором установлены рабочие головки, снабженные датчиками. Чтобы произвести контрольный замер, заготовку устанавливают на стол, и датчики производят считывание параметров детали.

Станки могут снимать данные двумя способами:

  • контактным, предусматривающим использование датчика-щупа;
  • бесконтактным, при котором считывание происходит путем направления на поверхность детали светового сигнала.

3. ТОЧНОСТЬ ОБРАЗЦА-ИЗДЕЛИЯ

3.2. Форма и размеры образцов-изделий.

Для проверки станка в работе берут образец-кольцо с наружным диаметром не менее 0,8 диаметра рабочей поверхности стола, внутренним диаметром не более 0,6 диаметра рабочей поверхности стола и высотой не менее 0,25 наибольшей высоты обрабатываемого изделия.

Допускается проверку параллельности обработанной поверхности проводить на шести образцах размерами: диаметр примерно 0,15 диаметра рабочей поверхности стола и высота не менее 0,1 наибольшей высоты обрабатываемого изделия. Четыре образца (1, 2, 3 и 4) устанавливают на столе (черт. 9) по его периферии на равных расстояниях один от другого, пятый образец (5) — возможно ближе к центру, шестой (6) — по диаметру стола, равному 0,5 диаметра стола.

Перед установкой на станок образцы предварительно подвергают чистовой обработке основания и получистовой обработке других поверхностей, подлежащих обработке на проверяемом станке.

3.4. Условия обработки образцов-изделий.

В эксплуатационных документах на станок должны содержаться следующие данные для проверок: способ установки и крепления образца-изделия; обработка, производимая на чистовых режимах с выхаживанием; качество, количество охлаждающей жидкости.

3.5. Точность образцов-изделий:

а) плоскостность обработанных поверхностей (выпуклость не допускается);

б) параллельность верхней обработанной поверхности его основанию (черт. 9)

Диаметр стола, мм

Допуск, мкм, для станков классов точности

При проверке плоскостности обработанных поверхностей образец устанавливают базовой поверхностью (основанием) на поверочную плиту. Проверку осуществляют методом, указанным в п. 2.4.

Параллельность верхней обработанной поверхности образца его основанию проверяют прибором для измерения длин, перемещая его по поверочной поверхности так, чтобы его измерительный наконечник касался проверяемой поверхности.

Отклонение равно наибольшей величине алгебраической разности показаний прибора для измерения длин, а при проверке микрометром — разности высот отдельных образцов.

Параметр шероховатости Ra, мкм, по ГОСТ 2789, при шлифовании абразивным кругом, не более, для станков классов точности:

Проверку шероховатости обработанной поверхности проводят при помощи универсальных средств контроля шероховатости поверхности.

Показатели точности

Одна из главных характеристик прибора для электроизмерений – класс точности. Их существует несколько. А определяется он по зависимости от допустимого предела погрешности, вызванной конструктивными особенностями отдельно взятого устройства.

Точность электроизмерительных приборов не может быть равна погрешности относительной или абсолютной. Последняя не является определителем точности, а относительная имеет зависимость от значения величины, подвергшейся изменению, то есть для различных участков шкалы будет иметь разные значения.

Читайте так же:
Для чего нужен мегаомметр

Поэтому для характеристики точности электроприбора применяется приведенная погрешность (ɣ). Определяется она отношением погрешности абсолютной конкретного прибора (∆x) к максимуму (или пределу) измеряемой величины (xпр). Полученная величина, выраженная в процентах, и будет классом точности конкретного прибора:

Любой электроизмерительный прибор на шкале обязательно имеет указание на класс точности. Согласно ГОСТу он может быть 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 1,5, 2,5 и 4,0. На этом основании приборы можно классифицировать следующим образом:

— класс точности 0,05 и 0,1 — образцовые, использующиеся для поверки точных приборов (например, лабораторных);

— класс точности 0,2 и 0,5 – лабораторные, используются в лабораториях для производства измерений и поверки технических приборов;

— класс точности 1,0, 1,5, 2,5 и 4,0 – технические, применяются для технических измерений.

Измерительный преобразователь

Под измерительным преобразователем подразумевается СИ, которое преобразует сигнал измерительной информации в форму, удобную для его передачи, последующего преобразования, а затем обработки и хранения, но при этом сигнал в таком виде не предназначен для непосредственного восприятия наблюдателем.

Этот сигнал подается в показывающее устройство, с которого и происходит это непосредственное восприятие. По данной причине преобразователь либо входит в конструкцию измерительного прибора, либо совместно с ним применяется.

К примеру, использоваться преобразователь может с целью передачи данных в память компьютера. Преобразуемая величина носит название входной, а итог преобразования называется выходной величиной. Основная метрологическая характеристика преобразователя и определяется соотношением этих величин (входной и выходной), которое носит название «функция преобразования».

Виды измерительных приборов

Приборы для измерения давления подразделяются на такие разновидности:

Как работает прибор

  • Тягонапоромеры — это мановакуумметр, который имеет крайние пределы измерения не выше 40 кПа.
  • Тягомеры — вакуумметр, который имеет предел измерения равный (-40) кПа.
  • Напорометр — это манометр малого избыточного давления (+40) кПа.
  • Мановакуумметры — это устройства, которые способны измерять как вакуумметрическое, так и избыточное давление в пределах 60−240000 кПа.
  • Вакуумметр — устройство, измеряющее разрежение (давление, которое ниже атмосферного).
  • Манометр — устройство, которое способно измерять избыточное давление, то есть разность между абсолютным давлением и барометрическим. Его пределы колеблются от 0,06 до 1000 МПа.

Большинство импортных и отечественных манометров изготавливаются по всем общепринятым стандартам. Именно по этой причине существует возможность замены одной марки на другую.

При выборе прибора необходимо опираться на такие показатели:

  • Расположение штуцера — осевое или радиальное.
  • Диаметр резьбы штуцера.
  • Класс точности прибора.
  • Диаметр корпуса.
  • Предел измеряемых значений.

Эталонные и образцовые приборы могут использовать для проверки измерительных приборов. Основным их предназначением считается хранение и воспроизведение единиц, которые имеют наивысшую точность. Образцовые приборы во время измерения позволяют предоставить точные данные. Одной из важнейших характеристик подобных устройств считается чувствительность прибора.

Чувствительность прибора – это отношение величины линейного или углового перемещения стрелки, к изменению значению измеряемой величины.

Чувствительность в большинстве случаев выражается в числах деления прибора. Теперь вы знаете, какие существуют виды контрольно-измерительных приборов. Надеемся, что эта информация была полезной и интересной.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector