Elektrische Messgeräte | Arten Genauigkeit Präzision Auflösung Geschwindigkeit

Grundsätzlich gibt es drei Arten von Messgeräten und diese sind

1. Elektrische Messgeräte

2. Mechanische Messgeräte.

3. Elektronische Messgeräte.

Hier interessieren uns die elektrischen Messgeräte, daher werden wir sie im Detail besprechen. Elektrische Geräte messen verschiedene elektrische Größen wie den elektrischen Leistungsfaktor, die Leistung, die Spannung und den Strom usw. Alle analogen elektrischen Geräte verwenden ein mechanisches System zur Messung verschiedener elektrischer Größen, aber wie wir wissen, hat jedes mechanische System eine gewisse Trägheit, weshalb elektrische Geräte eine begrenzte Zeitantwort haben.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Geräte zu kategorisieren. Im Großen und Ganzen können wir sie wie folgt einteilen:

Absolute Messgeräte

Diese Geräte geben ihr Ergebnis in Form physikalischer Konstanten des Geräts aus. Beispielsweise sind Rayleighs Stromwaage und der Tangensgalvanometer absolute Geräte.

Sekundäre Messgeräte

Diese Geräte werden mit Hilfe absoluter Geräte hergestellt. Sekundäre Geräte werden durch Vergleich mit absoluten Geräten kalibriert. Diese werden häufiger für die Messung von Größen verwendet als absolute Geräte, da die Arbeit mit absoluten Geräten zeitaufwendig ist.

Eine weitere Möglichkeit, elektrische Messgeräte zu klassifizieren, hängt davon ab, wie sie die Ergebnisse ihrer Messungen erzeugen. Auf dieser Basis können sie zwei Arten sein:

Messgeräte mit Ablenkung

Bei diesen Arten von Geräten weicht der Zeiger des elektrischen Messgeräts ab, um die Größe zu messen. Der Wert der Größe kann gemessen werden, indem der Nettoabstand des Zeigers von seiner Ausgangsposition gemessen wird. Um diese Art von Geräten zu verstehen, betrachten wir das Beispiel eines Dauermagneten-Messgeräts (Moving Coil Amperemeter), das unten dargestellt ist:

Das obige Diagramm zeigt zwei Dauermagnete, die den stationären Teil des Geräts bilden, und den beweglichen Teil, der zwischen den beiden Dauermagneten liegt und den Zeiger enthält. Die Ablenkung der beweglichen Spule ist direkt proportional zum Strom. Somit ist das Drehmoment proportional zum Strom, was durch den Ausdruck Td = K.I gegeben ist, wobei Td das Ablenkungsdrehmoment ist.

K ist eine Proportionalitätskonstante, die von der Stärke des Magnetfeldes und der Anzahl der Windungen in der Spule abhängt. Der Zeiger weicht zwischen den beiden entgegengesetzten Kräften, die durch die Feder und die Magnete erzeugt werden. Die resultierende Richtung des Zeigers ist in Richtung der resultierenden Kraft. Der Stromwert wird durch den Ablenkwinkel θ und den Wert von K gemessen.

Null-Messgeräte

Im Gegensatz zu Messgeräten mit Ablenkung tendieren Null- oder Null-Messgeräte dazu, die Position des Zeigers stationär zu halten. Sie halten die Position des Zeigers stationär, indem sie einen entgegengesetzten Effekt erzeugen. Für den Betrieb von Null-Geräten sind folgende Schritte erforderlich:

1. Der Wert des entgegengesetzten Effekts muss bekannt sein, um den Wert der unbekannten Größe zu berechnen.

2. Der Detektor zeigt den Gleichgewichts- und Ungleichgewichtszustand genau an.

Der Detektor sollte auch Mittel zur Wiederherstellung der Kraft haben.
Lassen Sie uns die Vor- und Nachteile von Ablenkungs- und Null-Arten von Messgeräten betrachten:

1. Messgeräte mit Ablenkung sind weniger genau als Null-Messgeräte. Das liegt daran, dass bei den Null-Messgeräten der entgegengesetzte Effekt mit einem hohen Grad an Genauigkeit kalibriert wird, während die Kalibrierung der Ablenkungsgeräte vom Wert der Gerätekenngröße abhängt und daher in der Regel nicht über einen hohen Grad an Genauigkeit verfügt.

2. Nullpunkt-Messgeräte sind empfindlicher als Ablenkungs-Messgeräte.

3. Ablenkungsgeräte sind unter dynamischen Bedingungen geeigneter als Nullgeräte, da die intrinsischen Reaktionszeiten der Nullgeräte langsamer sind als die der Ablenkungsgeräte.

Folgende sind die wichtigsten drei Funktionen der elektrischen Messgeräte.

Anzeigefunktion

Diese Geräte liefern Informationen über die variable Größe, die gemessen wird, und meistens werden diese Informationen durch die Ablenkung des Zeigers bereitgestellt. Dieser Typ von Funktion wird als Anzeigefunktion der Geräte bezeichnet.

Aufzeichnungsfunktion

Diese Geräte verwenden in der Regel Papier, um das Ergebnis aufzuzeichnen. Dieser Typ von Funktion wird als Aufzeichnungsfunktion der Geräte bezeichnet.

Steuerfunktion

Diese Funktion wird in der Industrie weit verbreitet verwendet. In diesem Bereich steuern diese Geräte Prozesse.
Es gibt zwei Merkmale von elektrischen Messgeräten und Messsystemen. Sie sind unten aufgeführt:

Statische Merkmale

Bei diesen Arten von Merkmalen sind die Messgrößen entweder konstant oder ändern sich langsam mit der Zeit. Einige wichtige statische Merkmale sind unten aufgeführt:

1. Genauigkeit:
   Dies ist eine wünschenswerte Eigenschaft bei Messungen. Sie wird definiert als der Grad, in dem die Instrumentenanzeige den wahren Wert der gemessenen Größe annähert. Die Genauigkeit kann auf drei Arten ausgedrückt werden

   
   

1. Punktgenauigkeit

2. Genauigkeit als Prozentsatz der Skala oder des Bereichs

3. Genauigkeit als Prozentsatz des wahren Werts.

2. Empfindlichkeit:
   Dies ist ebenfalls eine wünschenswerte Eigenschaft bei Messungen. Sie wird definiert als das Verhältnis der Größenordnung der Ausgangssignalsantwort zur Größenordnung der Eingangssignalsantwort.

3. Reproduzierbarkeit:
   Dies ist wiederum eine wünschenswerte Eigenschaft. Sie wird definiert als der Grad, in dem eine bestimmte Größe wiederholt gemessen werden kann. Ein hoher Wert der Reproduzierbarkeit bedeutet einen niedrigen Driftwert. Es gibt drei Arten von Drift

   
   

1. Nullpunkt-Drift

2. Spannungsdrift

3. Zonendrift

Dynamische Merkmale

Diese Merkmale sind mit schnell veränderlichen Größen verbunden, daher müssen wir, um diese Arten von Merkmalen zu verstehen, die dynamischen Beziehungen zwischen Eingabe und Ausgabe studieren.

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