Тема: Электроизмерительные приборы и измерения электрических величин. Электротехнические измерительные приборы Как называется электроизмерительный прибор для измерения напряжения

Электроизмерительные приборы востребованы и представлены в большом разнообразии. Они применяются в промышленности, транспортной сфере и других областях деятельности. Устройства имеют особую систему обозначения и имеют классификацию по ряду признаков, которую необходимо знать перед применением приборов.

Конструкция и области применения измерительных приборов

Для измерения различных показателей электрического тока используют специальные приборы. Такие устройства разнообразны и классифицируются по нескольким критериям, что позволяет выбрать оптимальный вариант. Все варианты образуют отдельный класс, называющийся электроизмерительные приборы.

Электроизмерительные приборы многообразны, так как необходимы в разных сферах деятельности

Многие варианты приборов обязательно предполагают наличие дисплея, на котором отображается информация. Также в конструкции присутствуют переключатель или кнопка управления прибором. Разъёмы для подключения кабелей, корпус, кнопка включения/отключения тоже являются элементами электроизмерительных приборов.

Дисплей или циферблат всегда присутствуют на приборах измерения электротока

Устройства разного типа применяют в следующих сферах деятельности:

• медицина;
• связь и энергетика;
• научные исследования;
• бытовые условия;
• транспортная промышленность;
• производство любого типа.

Простые или сложные модели приборов позволяют измерить силу тока и другие показатели электроэнергии. Для бытовых условий применяют простой вариант - счётчик электроэнергии, а в промышленности используются более сложные и профессиональные устройства. Таким образом, для электроизмерительных приспособлений каждого типа характерно определённое назначение.

Принцип работы

Большинство электроизмерительных устройств имеют принцип действия, основанный на том, что электроны двигаются по проводнику электроцепи и создают вокруг себя магнитное поле. Стрелка измерительного приспособления перемещается в этом поле, реагируя на его параметры. Чем ниже показатели магнитной зоны, тем меньше отклонения стрелки.

Шкала и стрелка присутствуют на многих приборах и визуализируют особенности электрического тока

При этом все приборы электроизмерительного типа по принципу действия разделяются на следующие виды:

• магнитоэлектрические, в которых ток пропускается через особую рамку в виде нескольких витков изолированной проволоки. Она размещена между полюсами постоянного магнита, поля их взаимодейству­ют. Рамка и сидящая на одной с ней оси стрелка перемещаются на определённый угол, который пропорционален напряжению или току. Эти приспособления предоставляют точные данные, но без дополнительных устройств используются для определения небольших значений и лишь тока постоянного типа;
• в электродинамических устройствах магнитное поле, в котором вращается рамка, получается не благодаря постоянному магниту, а с помощью катушки с током. У этих приборов имеются две катушки: неподвижная и подвижная (рамка, жёстко соединённая со стрелкой). Устройства оптимальны для измерения постоянного и непостоянного вариантов тока;
• работа тепловых моделей осуществляется в результате нагревания током и удлинения проводников. Приборы используются как для постоянного, так и для тока переменного типа;
• действие электростатических устройств основано на взаимной силе притяжения пластин. Это осуществляется в результате воздействия на них напряжения.

Видео: принцип работы измерительных приборов

Варианты классификации приборов измерения тока

Все устройства, служащие для определения параметров электрического тока, классифицируются по нескольким признакам. В зависимости от сферы и цели применения подбирают нужный вариант.

Дисплей может быть цифровым или в виде стрелки и шкалы

Виды конструкций

Классификация устройств по типу конструкции предполагает разделение приборов по внешним данным, форме, корпусу, типу дисплея или шкалы. В результате можно выделить несколько вариантов. Одним из них являются щитовые модели, которые представляют собой объёмный щит с кнопками управления и информационным табло.

Цифровые приборы имеют дисплей, отображающий максимально точный результат измерений

Стационарные не подлежат частому перемещению и устанавливаются для контроля параметров энергии в определённой зоне. В отличие от них более мобильны переносные варианты, которые позволяют провести работы в разных местах без необходимости перемещения массивного оборудования.

Классификация по роду измеряемой величины

Все электроизмерительные устройства классифицируются в зависимости от того, какую величину позволяют определить. Это необходимо для всестороннего изучения показателей напряжения, что важно в разных сферах деятельности. В результате классификации по роду определяемой величины можно выделить следующие виды оборудования:

• амперметры необходимы для измерения тока;
• омметры служат для определения сопротивлений;
• ваттметры позволяют узнать мощность;
• счётчики используют для учёта энергии;
• частотомеры нужны для определения частот тока переменного типа;
• угол сдвига фаз измеряют фазометры;
• узнать малые величины помогают гальванометры;
• осциллографы определяют часто меняющиеся показатели.

Осциллограф имеет сложную конструкцию, помогающую получить точный результат

Каждый прибор имеет определённое назначение, но многие из них имеют схожий принцип работы. Оборудование может быть разного размера, а производители представляют широкий выбор вариантов.

Разделение по роду тока

Электрический ток может быть нескольких видов и в зависимости от этого подбирают приборы для его измерения. В результате такого подхода можно выделить изделия, предназначенные для измерения и используемые лишь в цепях постоянного тока. Существуют варианты, которые применяют только в цепях с переменным электричеством. Более универсальны модели, подходящие для работы с обеими цепями.

Способы отображения информации

Существует два варианта: цифровые и аналоговые. Под цифровыми устройствами подразумевают приборы, осуществляющие в процессе измерения автоматическое преобразование определяемой величины в дискретную. При этом величина является непрерывной, а полученный результат отображается на цифровом дисплее или регистрируется цифропечатающим оборудованием.

Цифровой дисплей характеризуется чёткостью отображения

Главное преимущество цифровых моделей по сравнению с иными вариантами заключается в том, что полученный результат измерений может быть преобразован математически или физически без повышения погрешности. Одним из представителей такого вида приборов является цифровой вольтметр. Востребованы также амперметры, фазометры, частотомеры.

Аналоговые варианты часто оснащены шкалой и стрелкой. Оборудование характеризуется тем, что при измерении показатель входного сигнала преобразуется в показатель выходного импульса. Результат показывает стрелка, направленная на градуированную шкалу, имеющую определённый предел.

Шкала со стрелкой имеет определённый диапазон измерений

Три блока являются составляющими аналоговой конструкции: блок сравнения, первичный преобразователь, устройство ввода информации. Элементы соединены в систему и взаимосвязаны друг с другом.

Иные варианты систематизации

Электроизмерительные устройства широко используются и классифицируют не только по вышеперечисленным критериям, но и по другим особенностям. Часто разделение осуществляется по следующим параметрам:

• назначение, то есть оборудование может быть вспомогательным, для измерений, бытового или профессионального применения;
• система выдачи итогового результата, в зависимости от чего изделия могут быть регистрирующими или с выводом информации на экран;
• способ измерения. Оборудование может быть использовано для сравнения или оценки показателей.

Обозначения приборов

Производители при маркировке изделий указывают определённые обозначения, которые отражают информацию о принципе действия оборудования. Прописная буква в маркировке указывает на тип работы устройства. Основными являются следующие варианты:

• «М» или «К» означают, что прибор модернизированный или контактный;
• «Д» - электродинамическое устройство;
• «Н» означает, что конструкция самопишущая;
• «Р» указывает на преобразователи измерительного типа;
• индукционные устройства обозначаются буквой «И»;
• «Л» - это логометры.

Разнообразные приборы имеют множество вариантов классификации

При выборе конкретного устройства учитывают обозначения в маркировке. Перед первым использованием нового оборудования требуется его настройка, выполняющаяся согласно инструкции.

Класс точности электроизмерительных устройств

Помимо иных характеристик, важное значение имеет и класс точности, который отражает особенности прибора. Точность зависит от допустимой предельной погрешности, которая может возникнуть в результате конструктивных особенностей конкретного оборудования. Выделяют по ГОСТу такие классы точности, как: 4,0 и 0,05; 0,1 и 0,2, а также 0,5 и 1,0, 1,5 и 2,5. Класс не превышает относительной погрешности устройства, определяющейся по формуле: - ɣ = ∆x / xпр * 100%. При этом ɣ - приведённая погрешность, ∆x - абсолютная погрешность, а xпр является измеряемым параметром.

Видео: классификация электроизмерительного оборудования

Оборудование для измерения разных показателей электротока представлено множеством моделей и типов. Выбор правильного устройства является залогом точных измерений и эффективной работы приборов.

Измерение – это определение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Измерения выполняются в общепринятых единицах.

Основные элементы процесса измерения: объект измерения, измеряемая величина, средство измерений, принцип измерений, метод измерений, условия измерений, результат измерения, погрешность измерения, человек-оператор, выполняющий измерения (субъект измерения).

Объект измерения – это сложное, многогранное явление или процесс (например, электрические колебания на выходе автогенератора), характеризующийся множеством отдельных физических параметров. Интересующий нас и подлежащий измерению один из этих параметров называется измеряемой физической величиной (например, частота колебаний автогенератора).

Средство измерений – это техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические свойства.

Принцип измерений – это совокупность физических явлений, на которых основаны измерения (например, резонансный принцип измерения частоты).

Метод измерений представляет собой совокупность приемов использования принципов и средств измерений (например, метод сравнения измеряемой частоты с известной частотой).

Электрические методы измерений электрических и неэлектрических величин имеют ряд преимуществ по сравнению с другими методами измерений: незначительное потребление энергии; возможность дистанционной передачи измерительной информации; большая скорость измерений; высокая точность и чувствительность.

Методика измерений в отличие от метода включает в себя детально разработанный порядок процесса измерений с использованием конкретных методов и средств измерений.

Как бы тщательно не проводилось измерение, его результат будет содержать некоторую неточность, которая характеризуется погрешностью. Погрешность измерения – это отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.

Широко применяемый термин точность измерений характеризует качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению. Большей точности соответствует меньшая погрешность измерения.

Значение физической величины, найденное путем ее измерения, называется результатом измерения. Результат измерения может быть получен в результате одного наблюдения или при обработке результатов нескольких

наблюдений. При этом под наблюдением понимают экспериментальную операцию, при которой получают одно числовое значение величины.

В Республике Беларусь введена Международная система единиц (International System of Units), сокращенно СИ (SI). Основными единицами этой системы являются: метр (m ), килограмм (kg ), секунда (s ), ампер (А ), кель-вин (К ), моль (mol ) и кандела (cd ), дополнительными – угловые единицы: радиан (рад) и стерадиан (ср). Кроме основных и дополнительных установлены производные единицы.

Технические средства, используемые при электрических измерениях и имеющие нормированные погрешности, по назначению подразделяются на меры, измерительные преобразователи, электроизмерительные приборы, электроизмерительные установки и измерительные системы.

Мерой называются средства измерения, предназначенные для воспроизведения значения физической величины заданного размера с определенной точностью. Существуют однозначные меры, например измерительная катушка сопротивления, конденсатор, и многозначные (переменного значения), а также наборы и магазины мер, т. е. комплекты мер для воспроизведения ряда одноименных значений величин различного размера (магазины сопротивлений, емкостей).

Измерительные преобразователи предназначены для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования и обработки, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем. Некоторые из них – шунты, делители напряжения, измерительные трансформаторы, усилители – могут преобразовывать электрические величины в электрические же, но необходимые потребителю, другие – термоэлектрические термометры, тензорезисторы, индуктивные преобразователи – неэлектрические величины в электрические.

Электроизмерительные приборы– это средства электрических измерений, предназначенные для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем (например, вольтметр, амперметр, ваттметр, фазометр).

Электроизмерительные приборы классифицируют по назначению, конструктивному исполнению, роду измеряемой величины, принципу, условиям эксплуатации, классу точности и другим критериям.

В зависимости от рода измеряемой величины (например, напряжение, сила тока, мощность) электроизмерительные приборы подразделяются на амперметры, вольтметры, ваттметры и т. п. и комбинированные, измеряющие две и более величин (например, ампервольтомметры).

Электроизмерительные приборы, показания которых являются непрерывными функциями измеряемых величин, называются аналоговыми приборами. Электроизмерительные приборы, автоматически вырабатывающие дискретные сигналы измерительной информации, показания которых представлены в цифровой форме, называются цифровыми приборами.

Электроизмерительная установка состоит из ряда средств измерений (мер, измерительных преобразователей, приборов) и вспомогательных устройств, расположенных в одном месте. Электроизмерительные установки используются для поверки и градуировки электроизмерительных приборов и испытаний магнитных и электроизоляционных материалов.

В зависимости от способа получения результата различают два метода измерения: прямой и косвенный .

Прямым называется такое измерение, результат которого получается непосредственно из опытных данных. Сюда относятся измерения различных физических величин при помощи приборов, градуированных в установленных единицах, например, измерение силы тока амперметром, сопротивления проводника – омметром, температуры – термометром и т. д. Прямые измерения широко применяются из-за их простоты и скорости получения результата.

Косвенным называется измерение, при котором искомое значение величины определяется на основании известной математической зависимости между ней и величинами, полученными при прямых измерениях. Например, мощность Рв цепях постоянного тока вычисляют по формуле: Р = U I ; напряжение U в этом случае измеряют вольтметром, а ток I – амперметром; сопротивление резистора R = U/I – по измеренным значениям напряжения U и тока I . Косвенные измерения используются, как правило, только в тех случаях, когда нельзя применять прямые.

Перечислять электроизмерительные приборы можно довольно долго, однако им дается и одно обобщающее определение. Это класс устройств, которые, так или иначе, измеряют различные электрические величины. Стоит заметить, что в эту группу входят не только те инструменты, которые направлены непосредственно на измерение величин, но и такие, которые могут выполнять и дополнительные функции, наряду с измерением. А также те, чьей основной задачей не является само измерение, но она выполняется в комплексе со всей работой прибора.

Рассматриваемые приборы имеют широчайший спектр применения. Сюда входит и медицина, и научные исследования, и промышленность, и транспорт , и энергетика , и связь, и многие другие сферы. Используем мы и представителей электроизмерителей в быту, чтобы вести учет потребляемой нами электроэнергии. А с тех пор, как изобрели специальные датчики , которые преображают любой вид энергии в электрическую, применение таких приборов возросло до вселенских масштабов.

Классификация приборов.

Классификация электрических приборов достаточно объемна, но можно выделить некоторые устройства:

• амперметры;
• омметры;
• вольтметры ;
• мультиметры (это комбинированные приборы, могут содержать в себе несколько преображений энергии);
• ваттметры;
• частотометры;
• счетчики.

Эти приборы разделяются по виду показываемой или воспроизводимой величины. И такая классификация наиболее существенна. Однако разделяют устройства и с помощью других признаков:

• по способу информирования человека, который с ними работает;
• по способу приборного применения;
• по способу измерения, например, один инструмент только показывает ту или иную величину, а второй – сравнивает ее с другой;
• по действию, или его принципу;
• по конструкции, могут быть изготовлены в качестве щитов, а могут быть стационарными и переносными.

Однако наиболее понятно будет рассмотреть какой-либо определенный прибор конкретно.

Малогабаритные трансформаторы .

На примере нагрузочных трансформаторов Н-12 можно рассмотреть электроприборы. Нагрузочные трансформаторы Н-12 имеют свои особенности. Нагрузочные трансформаторы Н-12 нашли свое назначение в испытаниях распределителей тока на автоматических выключателях, а также на релейных защитах.

При этом сила первичного тока не должна превышать 12 кА, в то время, когда их проверяют или налаживают. Это устройство имеет самую оптимальную конструкцию. В ней удалось совместить минимизацию сетевой нагрузки и удобство, которое заключается в легкости и компактности. Нагрузочные трансформаторы Н-12 могут работать, как в комплектации с другими устройствами, но только из серии «Сатурн», так и в режиме автономности. При работе в комплекте, рассматриваемое устройство обеспечивает заданную длительность работы и регулировку тока самого трансформатора. В качестве еще одного плюса можно отметить работоспособность прибора с последовательным и параллельным напряжением. Когда нагрузочный трансформатор Н-12 работает в комплекте, он обеспечивает:

• даже при больших токах малую сетевую нагрузку;
• безопасность для рабочего , которая получается вследствие разделения цепей – первичной и вторичной;
• исключение износа или же подгорания всех контактов, с которыми соприкасается или работает;
• широчайший диапазон силы тока, она может доходить до нескольких тысяч;
• маленькие габариты и удобства в транспортировки к нужному месту.

В комплекте с устройством идут токопровода длиною в 0,7 миллиметров и сечением в 240 квадратных миллиметров.

Проверка автоматических выключателей и устройства для этого.

Устройства для проверки автоматических выключателей предназначаются для контроля работоспособности выключателей автоматического режима, в профилактических целях. Такую проверку надо проводить своевременно и периодически, в противном случае, ее отсутствие может повлечь за собой неприятные и негативные последствия. Такие устройства работают только с цепями переменного тока. Особенностью устройств для проверки автоматических выключателей является то, что прогрузка этих выключателей происходит на переменном токе с синусоидальным характером. Этот факт гарантирует пользователям достоверность контроля.

Рассматриваемая аппаратура работает в двух режимах: длительный и кратковременный. В обоих этих режимах, заданное токовое значение устанавливается вручную. Работник устройства последовательно увеличивает ток от его начального показателя до того, который необходим или задан. Среди плюсов устройства для проверки автоматических выключателей можно выделить то, что доступна погрузка каждого полюса в отдельности при работе с любым автоматическим выключателем.

Назначение. Электроизмерительные приборы служат для контроля режима работы электрических установок, их испытания и учета расходуемой электрической энергии. В зависимости от назначения электроизмерительные приборы подразделяют на амперметры (измерители тока), вольтметры (измерители напряжения), ваттметры (измерители мощности), омметры (измерители сопротивления), частотомеры (измерители частоты переменного тока), счетчики электрической энергии и др. Различают две категории электроизмерительных приборов: рабочие - для контроля режима работы электрических установок в производственных условиях и образцовые - для градуировки и периодической проверки рабочих приборов. На железнодорожном транспорте электрические измерения получили широкое распространение при эксплуатации и ремонте ЭПС, тепловозов и устройств энергоснабжения железных дорог.

Типы приборов. В зависимости от способа отсчета электроизмерительные приборы разделяют на приборы непосредственной оценки и приборы сравнения.

Приборами непосредственной оценки, или показывающими, называются такие, которые позволяют производить отсчет измеряемой величины непосредственно на шкале. К ним относятся амперметры, вольтметры, ваттметры и др. Основной частью каждого такого прибора является измерительный механизм. При воздействии измеряемой электрической величины (тока, напряжения, мощности и др.) на измерительный механизм прибора подается соответствующий сигнал на отсчетное устройство, по которому определяют значение измеряемой величины.

По конструкции отсчетного устройства показывающие приборы делятся на приборы с механическим указателем (стрелочные), со световым указателем (зеркальные), с пишущим устройством (самопишущие) и электронные приборы со стрелочным или цифровым указателем отсчета. В стрелочных приборах измерительный механизм поворачивает стрелку на некоторый угол, который определяет значение измеряемой величины (шкала прибора проградуирована в соответствующих единицах: амперах, вольтах, ваттах и пр.).

В электроизмерительных приборах сравнения измерения осуществляются путем сравнения измеряемой величины с какой-либо образцовой мерой или эталоном. К ним относятся различные мосты для измерения сопротивлений и компенсационные измерительные устройства (потенциометры). Последние измеряют разность между измеряемым напряжением или ЭДС и компенсирующим образцовым напряжением. В качестве сравнивающего прибора обычно используют гальванометр.

Действие электроизмерительных приборов непосредственной оценки основано на различных проявлениях электрического тока (магнитном, тепловом, электродинамическом и пр.), используя которые можно при помощи различных измерительных механизмов вызвать перемещение стрелки.

В зависимости от принципа действия, положенного в основу устройства измерительного механизма, электроизмерительные приборы относятся к различным системам: магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической, тепловой, индукционной и др. Приборы каждой из этих систем имеют свои условные обозначения.

Условные обозначения приборов в электрических схемах

Обозначение систем приборов

Приборы могут выполняться с противодействующей возвратной пружиной и без пружины. В последнем случае они называются логометрами.

Точность приборов . Каждый электроизмерительный прибор имеет некоторую погрешность, которая определяется трением в его осях, технологическими допусками отдельных его деталей, гистерезисом в магнитной системе и т. д. Для оценки точности измерений используют понятие относительная погрешность Ах %. Она представляет собой отношение абсолютной погрешности Ах , которая имеет место при измерениях (разность между измеренной величиной и ее действительным значением), к действительному значению измеряемой величины в процентах.

Эта погрешность различна при разных значениях измеряемой величины, т. е. для различных делений шкалы прибора. Поэтому точность электроизмерительных приборов оценивают по основной приведенной погрешности у , которая равна отношению наибольшей абсолютной погрешности для данного прибора к наибольшему (номинальному) значению той величины (тока, напряжения, мощности и пр.), которую может измерять прибор.

Основной приведенной погрешностью считается погрешность прибора при нормальных условиях его работы. При отклонении от этих условий возникают дополнительные погрешности: температурная (от изменения окружающей температуры), от влияния внешних магнитных полей, от изменения частоты переменного

Вопросы для самоконтроля

1. Какими приборами измеряется сила тока, напряжение и сопротивление?

2. Назовите преимущества приборов электромагнитной системы.

3. На каком принципе основано действие приборов магнитоэлектрической системы?

4. Для чего амперметру подключают шунт?

5. Какими приборами измеряют расход электрической энергии?

6. Для чего служат датчики?

Измерение сигналов переменного тока………….……………………………………………………. 4

Аналоговые приборы……………………………… ……………………………………………………………..9

Электрические измерения……………………………………………………… ………….…………………14

Введение.
Средства электрических измерений широко применяются в энергетике, связи, промышленности, на транспорте, в научных исследованиях, медицине, а так же в быту – для учета потребляемой энергии. Используя специальные датчики для преобразования неэлектрических величин в электрические, электроизмерительные приборы можно использовать для измерения самых разных физических величин, что еше больше расширяет диапазон их приенения
Наиболее существенным признаком для классификации электроизмерительной аппаратуры является измеряемая или воспроизводимая физическая величина, в соответствии с этим приборы подразделяются на ряд видов:

амперметры - для измерения силы электрического тока ;
вольтметры - для измерения электрического напряжения ;
омметры - для измерения электрического сопротивления ;
мультиметры (иначе тестеры, авометры) - комбинированные приборы
частотомеры - для измерения частоты колебаний электрического тока;
магазины сопротивлений - для воспроизведения заданных сопротивлений ;
ваттметры и варметры - для измерения мощности электрического тока ;
электрические счётчики - для измерения потреблённой электроэнергии
и множество других видов

Кроме этого существуют классификации по другим признакам:
по назначению - измерительные приборы , меры , измерительные преобразователи , измерительные установки и системы, вспомогательные устройства;
по способу представления результатов измерений - показывающие и регистрирующие (в виде графика на бумаге или фотоплёнке, распечатки, либо в электронном виде);
по методу измерения - приборы непосредственной оценки и приборы сравнения;
по способу применения и по конструкции - щитовые (закрепляемые на щите или панели), переносные и стационарные;
по принципу действия:
электромеханические:
магнитоэлектрические;
электромагнитные;
электродинамические;
электростатические;
ферродинамические;
индукционные;
магнитодинамические;

электронные;
термоэлектрические;
электрохимические.

ЦИФРОВЫЕ ПРИБОРЫ.
Во всех цифровых измерительных приборах (кроме простейших) используются усилители и другие электронные блоки для преобразования входного сигнала в сигнал напряжения, который затем преобразуется в цифровую форму аналого-цифровым преобразователем (АЦП). Число, выражающее измеренное значение, выводится на светодиодный (СИД), вакуумный люминесцентный или жидкокристаллический (ЖК) индикатор (дисплей). Прибор обычно работает под управлением встроенного микропроцессора, причем в простых приборах микропроцессор объединяется с АЦП на одной интегральной схеме. Цифровые приборы хорошо подходят для работы с подключением к внешнему компьютеру. В некоторых видах измерений такой компьютер переключает измерительные функции прибора и дает команды передачи данных для их обработки.

Аналого-цифровые преобразователи.

Методы дискретизации.

Цифровые вольтметры и мультиметры.

Измерители полных сопротивлений.

АНАЛОГОВЫЕ ПРИБОРЫ

Магнитоэлектрические приборы.

Гальванометры.

РЕГИСТРИРУЮЩИЕ ПРИБОРЫ.
Регистрирующие приборы записывают «историю» изменения значения измеряемой величины. К таким приборам наиболее распространенных типов относятся ленточные самописцы, записывающие пером кривую изменения величины на диаграммной бумажной ленте, аналоговые электронные осциллографы, развертывающие кривую процесса на экране электронно-лучевой трубки, и цифровые осциллографы, запоминающие однократные или редко повторяющиеся сигналы. Основное различие между этими приборами – в скорости записи. Ленточные самописцы с их движущимися механическими частями наиболее подходят для регистрации сигналов, изменяющихся за секунды, минуты и еще медленнее. Электронные осциллографы же способны регистрировать сигналы, изменяющиеся за время от миллионных долей секунды до нескольких секунд.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МОСТЫ.
Измерительный мост – это обычно четырехплечая электрическая цепь, составленная из резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности, предназначенная для определения отношения параметров этих компонентов. К одной паре противоположных полюсов цепи подключается источник питания, а к другой – нуль-детектор. Измерительные мосты применяются только в тех случаях, когда требуется наивысшая точность измерения. (Для измерений со средней точностью лучше пользоваться цифровыми приборами, поскольку они проще в обращении.) Наилучшие трансформаторные измерительные мосты переменного тока характеризуются погрешностью (измерения отношения) порядка 0,0000001%. Простейший мост для измерения сопротивления носит имя своего изобретателя Ч.Уитстона.
Двойной измерительный мост постоянного тока.
К резистору трудно подсоединить медные провода, не привнеся при этом сопротивления контактов порядка 0,0001 Ом и более. В случае сопротивления 1 Ом такой токоподвод вносит ошибку порядка всего лишь 0,01%, но для сопротивления 0,001 Ом ошибка будет составлять 10%. Двойной измерительный мост (мост Томсона), схема которого представлена на рис. 2, предназначен для измерения сопротивления эталонных резисторов малого номинала. Сопротивление таких четырехполюсных эталонных резисторов определяют как отношение напряжения на их потенциальных зажимах (р 1 , р 2 резистора R s и р 3 , p 4 р езистора R x на рис. 2) к току через их токовые зажимы (с 1 , с 2 и с 3 , с 4). При такой методике сопротивление присоединительных проводов не вносит ошибки в результат измерения искомого сопротивления. Два дополнительных плеча m и n исключают влияние соединительного провода 1 между зажимами с 2 и с 3 . Сопротивления m и n этих плеч подбирают так, чтобы выполнялось равенство M /m = N /n . Затем, изменяя сопротивление R s , сводят разбаланс к нулю и находят
R x = R s (N /M ).

Измерительные мосты переменного тока.
Наиболее распространенные измерительные мосты переменного тока рассчитаны на измерения либо на сетевой частоте 50–60 Гц, либо на звуковых частотах (обычно вблизи 1000 Гц); специализированные же измерительные мосты работают на частотах до 100 МГц. Как правило, в измерительных мостах переменного тока вместо двух плеч, точно задающих отношение напряжений, используется трансформатор. К исключениям из этого правила относится измерительный мост Максвелла – Вина.

Измерительный мост Максвелла – Вина.
Такой измерительный мост позволяет сравнивать эталоны индуктивности (L ) с эталонами емкости на не известной точно рабочей частоте. Эталоны емкости применяются в измерениях высокой точности, поскольку они конструктивно проще прецизионных эталонов индуктивности, более компактны, их легче экранировать, и они практически не создают внешних электромагнитных полей. Условия равновесия этого измерительного моста таковы: L x = R 2 R 3 C 1 и R x = (R 2 R 3) /R 1 (рис. 3). Мост уравновешивается даже в случае «нечистого» источника питания (т.е. источника сигнала, содержащего гармоники основной частоты), если величина L x не зависит от
частоты.

Заключение.
Электрическое измерение – это нахождение (экспериментальными методами) значения физической величины, выраженного в соответствующих единицах (например, 3 А, 4 В). Значения единиц электрических величин определяются международным соглашением в соответствии с законами физики и единицами механических величин. Поскольку «поддержание» единиц электрических величин, определяемых международными соглашениями, сопряжено с трудностями, их представляют «практическими» эталонами единиц электрических величин. Такие эталоны поддерживаются государственными метрологическими лабораториями разных стран. Например, в США юридическую ответственность за поддержание эталонов единиц электрических величин несет Национальный институт стандартов и технологии. Время от времени проводятся эксперименты по уточнению соответствия между значениями эталонов единиц электрических величин и определениями этих единиц. В 1990 государственные метрологические лаборатории промышленно развитых стран подписали соглашение о согласовании всех практических эталонов единиц электрических величин между собой и с международными определениями единиц этих величин.
Электрические измерения проводятся в соответствии с государственными эталонами единиц напряжения и силы постоянного тока, сопротивления постоянному току, индуктивности и емкости. Такие эталоны представляют собой устройства, имеющие стабильные электрические характеристики, или установки, в которых на основе некоего физического явления воспроизводится электрическая величина, вычисляемая по известным значениям фундаментальных физических констант. Эталоны ватта и ватт-часа не поддерживаются, так как более целесообразно вычислять значения этих единиц по определяющим уравнениям, связывающим их с единицами других величин.
Электроизмерительные приборы чаще всего измеряют мгновенные значения либо электрических величин, либо неэлектрических, преобразованных в электрические. Все приборы делятся на аналоговые и цифровые. Первые обычно показывают значение измеряемой величины посредством стрелки, перемещающейся по шкале с делениями. Вторые снабжены цифровым дисплеем, который показывает измеренное значение величины в виде числа. Цифровые приборы в большинстве измерений более предпочтительны, так как они более точны, более удобны при снятии показаний и, в общем, более универсальны. Цифровые универсальные измерительные приборы («мультиметры») и цифровые вольтметры применяются для измерения со средней и высокой точностью сопротивления постоянному току, а также напряжения и силы переменного тока. Аналоговые приборы постепенно вытесняются цифровыми, хотя они еще находят применение там, где важна низкая стоимость и не нужна высокая точность. Для самых точных измерений сопротивления и полного сопротивления (импеданса) существуют измерительные мосты и другие специализированные измерители. Для регистрации хода изменения измеряемой величины во времени применяются регистрирующие приборы – ленточные самописцы и электронные осциллографы, аналоговые и цифровые.

Литература.
1 Атамалян Э. Г. Приборы и методы измерения электрических величин - издательство «ДРОФА», 2005
2 Панфилов В. А. Электрические измерения - издательство «Академия», 2008