Strumenti di misura elettrica | Tipi precisione accuratezza risoluzione velocità

In sostanza esistono tre tipi di strumenti di misura e sono

1. Strumenti di misura elettrici

2. Strumenti di misura meccanici.

3. Strumenti di misura elettronici.

Qui siamo interessati agli strumenti di misura elettrici, quindi li discuteremo in dettaglio. Gli strumenti elettrici misurano varie grandezze elettriche come fattore di potenza elettrico, potenza, tensione e corrente ecc. Tutti gli strumenti elettrici analogici utilizzano un sistema meccanico per la misurazione di varie grandezze elettriche, ma come sappiamo, tutti i sistemi meccanici hanno una certa inerzia, pertanto gli strumenti elettrici hanno una risposta temporale limitata.

Ora esistono vari modi per classificare gli strumenti. Su larga scala possiamo categorizzarli come:

Strumenti di misura assoluti

Questi strumenti forniscono l'output in termini di costante fisica degli strumenti. Ad esempio, il bilanciere di corrente di Rayleigh e il galvanometro tangenziale sono strumenti assoluti.

Strumenti di misura secondari

Questi strumenti sono costruiti con l'aiuto di strumenti assoluti. Gli strumenti secondari sono tarati confrontandoli con strumenti assoluti. Questi sono più frequentemente utilizzati nella misurazione delle quantità rispetto agli strumenti assoluti, poiché lavorare con strumenti assoluti richiede molto tempo.

Un altro modo di classificare gli strumenti di misura elettrici dipende dal modo in cui producono il risultato delle misurazioni. In base a questo, possono essere di due tipi:

Strumenti a deflessione

In questi tipi di strumenti, il puntatore dello strumento di misura elettrico si deflette per misurare la quantità. Il valore della quantità può essere misurato misurando la deflessione netta del puntatore dalla sua posizione iniziale. Per comprendere questi tipi di strumenti, prendiamo ad esempio un amperometro a bobina mobile con magnete permanente, che è mostrato di seguito:

Il diagramma mostrato sopra ha due magneti permanenti che vengono chiamati la parte fissa dello strumento e la parte mobile che si trova tra i due magneti permanenti e che consiste nel puntatore. La deflessione della bobina mobile è direttamente proporzionale alla corrente. Pertanto, la coppia è proporzionale alla corrente, che è data dall'espressione Td = K.I, dove Td è la coppia di deflessione.

K è una costante di proporzionalità che dipende dalla forza del campo magnetico e dal numero di spire nella bobina. Il puntatore si deflette tra le due forze opposte prodotte dalla molla e dai magneti. E la direzione risultante del puntatore è nella direzione della forza risultante. Il valore della corrente viene misurato dall'angolo di deflessione θ e dal valore di K.

Strumenti a zero o a nullo

A differenza degli strumenti a deflessione, gli strumenti elettrici a zero o a nullo tendono a mantenere la posizione del puntatore stazionaria. Mantengono la posizione del puntatore stazionaria producendo un effetto opposto. Pertanto, per il funzionamento degli strumenti a nullo, sono necessari i seguenti passaggi:

1. Il valore dell'effetto opposto deve essere noto per calcolare il valore della quantità sconosciuta.

2. Il rivelatore mostra accuratamente la condizione di equilibrio e di squilibrio.

Il rivelatore dovrebbe anche avere un mezzo per la forza di ripristino.
Ecco i vantaggi e gli svantaggi degli strumenti a deflessione e a nullo tipi di strumenti di misura:

1. Gli strumenti a deflessione sono meno accurati degli strumenti a nullo. Ciò avviene perché negli strumenti a nullo l'effetto opposto è tarato con un alto grado di precisione, mentre la taratura degli strumenti a deflessione dipende dal valore della costante dello strumento, quindi generalmente non ha un alto grado di precisione.

2. Gli strumenti a nullo sono più sensibili degli strumenti a deflessione.

3. Gli strumenti a deflessione sono più adatti alle condizioni dinamiche rispetto agli strumenti a nullo, poiché le risposte intrinseche degli strumenti a nullo sono più lente rispetto agli strumenti a deflessione.

Ecco le tre funzioni principali degli strumenti di misura elettrici.

Funzione indicativa

Questi strumenti forniscono informazioni sulla quantità variabile in misura e la maggior parte delle volte queste informazioni sono fornite dalla deflessione del puntatore. Questo tipo di funzione è conosciuta come la funzione indicativa degli strumenti.

Funzione di registrazione

Questi strumenti utilizzano solitamente la carta per registrare l'output. Questo tipo di funzione è conosciuta come la funzione di registrazione degli strumenti.

Funzione di controllo

Questa funzione è ampiamente utilizzata nel mondo industriale. In questo ambito, questi strumenti controllano i processi.
Ora ci sono due caratteristiche degli strumenti di misura elettrici e dei sistemi di misura. Sono elencate di seguito:

Caratteristiche statiche

In queste caratteristiche, la misurazione delle quantità è costante o varia lentamente nel tempo. Le principali caratteristiche statiche sono elencate di seguito:

1. Precisione:
   È una qualità desiderabile nella misurazione. È definita come il grado di vicinanza con cui la lettura dello strumento si avvicina al valore vero della quantità misurata. La precisione può essere espressa in tre modi

   
   

1. Precisione puntuale

2. Precisione come percentuale della scala o del range

3. Precisione come percentuale del valore vero.

2. Sensibilità:
   Anche questa è una qualità desiderabile nella misurazione. È definita come il rapporto tra la magnitudine della risposta del segnale di uscita e la magnitudine della risposta del segnale di ingresso.

3. Riproducibilità:
   È ancora una qualità desiderabile. È definita come il grado di vicinanza con cui una determinata quantità può essere misurata ripetutamente. Un alto valore di riproducibilità significa un basso valore di deriva. Le derive sono di tre tipi

   
   

1. Deriva a zero

2. Deriva di portata

3. Deriva zonale

Caratteristiche dinamiche

Queste caratteristiche sono correlate con le quantità che cambiano rapidamente, quindi per comprendere questi tipi di caratteristiche dobbiamo studiare le relazioni dinamiche tra l'ingresso e l'uscita.

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