Измерительным трансформаторам

Все более широкое распространение получают электрические методы измерения неэлектрических величин. Указанные методы основаны на преобразовании неэлектрической величины в электрическую. Элемент измерительного устройства, выполняющий эту функцию, называется первичным измерительным преобразователем.

Простейшим измерительным преобразователем тока в напряжение является шунт постоянного тока. Он представляет собой четырехзажимный резистор. Входные зажимы, к которым подводится ток /, называются токовыми, а выходные зажимы, с которых снимается напряжение U, называются потенциальными ( 3.1,а).

Элемент измерительного устройства, преобразующий неэлектрическую величину в электрическую, называется измерительным преобразователем. Для измерения температур применяются термоэлектрические преобразователи и термометры сопротивления. Сочетание термоэлектрического преобразователя с магнитоэлектрическим измерительным механизмом называется термоэлектрическим пирометром ( 80). При нагревании рабочего конца термопары возникает ЭДС и ток в це-ПИ измерительного механизма. Взаимодействие тока и црля постоянного магнита приводит к отклонению под-виршой части прибора, по которому и определяют измеряемую температуру. Для защиты от механических по-

Элемент устройства, выполняющий эту функцию преобразования, называется измерительным преобразователем, или датчиком.

Измерительным прибором называется средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации и представления ее в виде, наиболее удобном для непосредственного восприятия наблюдателем. Показания (отсчет) измерительного прибора должны быть однозначно связаны с измеряемой величиной. В состав измерительного прибора входят преобразователи: первичный, промежуточный, м а с ш т а б н ы и и т. д. Под первичным измерительным преобразователем понимается средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем.

Шунт является простейшим измерительным преобразователем тока в напряжение. Он представляет собой четырехзажимный резистор. Два входных зажима, к которым подводится ток /, называются токовыми, а два выходных зажима, с которых снимается напряжение U, называются потенциальными ( 3.1). К потенциаль-

В современных средствах измерения входной сигнал, несущий информацию об измеряемой величине, часто испытывает ряд преобразований. Цель этих преобразований — привести сигнал к виду, при котором возможно последующее измерение его информативных параметров с заданной точностью. Совокупность элементов средства измерений или измерительного канала, в результате которой обеспечивается осуществление всех преобразований измерительного канала, называется измерительной цепью. Элемент измерительной цепи, в котором осуществляется одно из ряда последовательных преобразований измерительного сигнала, называется преобразовательным элементом (ПЭ). Один или несколько преобразовательных элементов, конструктивно оформленные в самостоятельное изделие, называют измерительным преобразователем (ИП).

Измерения неэлектрических величин электрическими методами получили очень широкое распространение. Удобство и простота измерения, возможность непрерывного измерения, регистрации и передачи на большие расстояния значений измеряемой величины, высокая чувствительность и широкий диапазон измерений являются основными преимуществами этих методов. Преобразование неэлектрической величины в электрическую осуществляется измерительным преобразователем (датчиком). Преобразователи делятся на две группы: параметрические и генераторные.

Различие между измерительным преобразователем и преобразовательным элементом заключается в следующем. Измерительный преобразователь как средство измерений имеет нормированные метрологические характеристики и выполняется обычно в виде отдельного независимого устройства определенного класса точности. Это, например, измерительные трансформаторы, внешние шунты и добавочные сопротивления, термоэлектрические или терморезистивные измерительные преобразователи температуры. Преобразовательный элемент не имеет отдельно нормированных метрологических характеристик, однако его погрешности лимитируются погрешностями тех измерительных преобразователей или приборов, в состав которых он входит. Измерительный трансформатор, являющийся неотъемлемой частью прибора, внутренний шунт или внутреннее добавочное сопротивление являются преобразовательными элементами.

Измерительным преобразователем называют средство измерений, предназначенное для преобразования входного измерительного сигнала в выходной сигнал, удобный для дальнейшего преобразования, передачи, обработки и (или) хранения измерительной информации, но не поддающийся непосредственному восприятию наблюдателем (например, калиброванный шунт, измерительный трансформатор, аттестованная термопара).

В приборах, базирующихся на первом методе, используются маг-нитоупругие и пьезоэлектрические преобразователи. Эти приборы не нуждаются в дополнительных преобразующих элементах, поскольку измеряемые сила или давление непосредственно воспринимаются первичным измерительным преобразователем.

Хотя процессы преобразования энергии в трансформаторах проще, чем во вращающихся электрических машинах, в области теории трансформаторов остается много вопросов, требующих углубленной проработки. Поэтому в этой книге подробно рассматриваются учет насыщения, схемы и группы соединений, распределение токов в параллельных ветвях многообмоточных трансформаторов и другие сложные вопросы теории электромагнитного преобразования энергии. Много места отводится специальным трансформаторам — стабилизаторам напряжения, трансформаторам, работающим на выпрямители, и измерительным трансформаторам.

При номинальных токах выше 20 а и напряжении сети выше 220 в счетчики нельзя включать непосредственно в силовые цепи и для этого необходимо применение измерительных трансформаторов тока и напряжения. Счетчики, присоединяемые к измерительным трансформаторам, должны иметь класс точности 1,0 и 2,0 для учета активной энергии и 2,5 — для учета квар-часов.

Требования, предъявляемые к контрольным счетчикам в отношении класса точности, ниже, чем требования, предъявляемые к расчетным счетчикам, поскольку по контрольным счетчикам не производят денежных расчетов. Поэтому контрольные счетчики могут подключаться к измерительным трансформаторам тока класса точности 1. причем кроме счетчика к трансформаторам тока могут подключаться еще и другие измерительные приборы или реле защиты.

Измерительные трансформаторы напряжения. Конструктивно измерительные трансформаторы напряжения аналогичны измерительным трансформаторам тока, однако имеют свои особенности, вытекающие из условий работы (режима близкого к холостому ходу).

Общие сведения. Индуктивными делителями принято называть электромагнитные масштабные преобразователи напряжения и тока, служащие для деления с определенной точностью входных преобразуемых величин. По принципу действия индуктивные делители аналогичны измерительным трансформаторам, однако отличаются от последних некоторыми конструктивными и схемными особенностями. Принципиальные схемы таких преобразователей приведены на 9.6. В индуктивных делителях напряжения входное напряжение иг прикладывается ко всей обмотке, общее число витков которой равно wlt а выходное напряжение U2 снимается с ее части, число витков wz которой зависит от положения контактного движка. Индуктивные делители тока можно рассматривать как обратные индуктивные делители напряжения.

Индуктивные делители. Индуктивный делитель напряжения представляет собой масштабный электромагнитный преобразователь, служащий для деления с определенной точностью входных напряжений. Индуктивный делитель тока можно рассматривать как обратный индуктивный преобразователь напряжения. По принципу действия они аналогичны измерительным трансформаторам, однако отличаются не-

Индуктивные делители. Индуктивный делитель напряжения представляет собой масштабный электромагнитный преобразователь, служащий для деления с определенной точностью входных напряжений. Индуктивный делитель тока можно рассматривать как обратный индуктивный преобразователь напряжения. По принципу действия они аналогичны измерительным трансформаторам, однако отличаются не-

Подразделение на классы точности относится и к электрическим мерам, магазинам сопротивлений, магазинам емкостей, измерительным трансформаторам и другим вспомогательным измерительным устройствам. Их классы точности особо оговорены ГОСТ.

большое число схем включения реле. Они объеди-е основные группы, различающиеся способами при-измерительным трансформаторам и выполнением

Знак минус указывает, что для реле, полярность обмоток которого устанавливалась при 0° < фор < 180°, срабатывание обеспечивается только в случае подключения одной из цепей (/р или Up) к измерительным трансформаторам перевернутыми концами.

Требования, предъявляемые к контрольным счетчикам в отношении класса точноети, значительно ниже, чем требования, предъявляемые к расчетным счетчикам, поскольку по контрольным счетчикам не производят денежных расчетов. Поэтому контрольные счетчики могут подключаться к измерительным трансформаторам тока класса точности 1.