Класификация на измервателните прибори

Измервателни прибори: дефиниция, класификация и характеристики

Измервателен прибор е устройство, използвано за квантифициране на физически и електрически величини. Концепцията на измерването включва основно сравнение между две величини, които споделят една и съща единица. Едната от тези величини има неизвестна големина, която се сравнява с предварително определена стандартна стойност. Чрез това сравнение се получава числов резултат, представляващ измерената стойност на неизвестната величина.

Измервателните прибори могат да бъдат категоризирани в три основни типа:

• Електрически прибори

• Електронни прибори

• Механични прибори

Механичните прибори са основно предназначени за измерване на физически величини. Те са подходящи за приложения, включващи статични и стабилни условия. Обачно, техните ограничения се коренят в невъзможността им да реагират ефективно на динамични или бързо променящи се условия. Например, те може да не улавят точно преходни събития или колебания в физическите параметри.

Електронните прибори, от друга страна, предлагат значително преимущество със своите бързи времена на отговор. В сравнение с електрическите и механичните прибори, те могат бързо да засичат и да реагират на промени в измерваната величина. Това ги прави идеални за приложения, които изискват реално време наблюдение и измерване на бързо изменящи се явления.

Електрическите прибори са специално проектирани за измерване на електрически величини като ток, напрежение и мощност. Примери за електрически измервателни прибори включват амперметъра, волтметъра и ватметъра. Амперметърът се използва за измерване на електрическия ток в ампери, волтметърът - за измерване на напрежението, а ватметърът - за определяне на електрическата мощност. Класификацията на електрическите прибори често зависи от методите, използвани за показване или представяне на изходното четене. Различните прибори могат да използват аналогови кръгчета, цифрови дисплеи или други средства за предаване на измерените стойности, всеки със своя набор от предимства и приложения в зависимост от конкретните изисквания на задачата по измерване.

Типове електрически прибори

В тази статия ще разгледаме различните типове електрически прибори, всеки със свои уникални характеристики и приложения.

Абсолютни прибори

Абсолютният прибор определя стойността на измерваната величина на основата на физически константи. Тези физически константи могат да включват параметри като ъгъл на отклонение, специфични градуси или метрови константи. За да се получи стойността на измерваната величина от абсолютния прибор, обикновено са необходими математически изчисления, за да се интерпретира връзката между наблюдаваната физическа константа и величината, която се измерва.

Пример за абсолютен прибор е тангенсният галванометър. В това устройство, големината на тока, минаващ през неговата обмотка, се изчислява чрез тангенса на ъгъла на отклонение на обмотката, заедно с фактори като хоризонталната компонента на магнитното поле на Земята, радиусът на обмотката и броят на витките проводник. Поради тяхната зависимост от точни физически взаимосвързаности и необходимостта от детайлни изчисления, абсолютните прибори често се използват в лабораторни условия, където са необходими точни и фундаментални измервания.

Секундарни прибори

Секундарните прибори показват големината на измерваната величина чрез отклонение. За точни измервания, калибрирането на тези прибори срещу стандартен прибор е важно. В противоположност на абсолютните прибори, секундарните прибори предоставят директен изход, без нужда от сложни математически изчисления, за да се определи измерената стойност. Тази простота ги прави много практични за широк диапазон повседневни измервания.

Цифрови прибори

Цифровите прибори представят своя изход в числова форма, предлагайки няколко предимства в сравнение с аналоговите. Едно от ключовите предимства е повишена точност, тъй като цифровите четене изключват потенциала за човешка грешка, свързана с четенето на аналогови скали. Това прави цифровите прибори особено подходящи за приложения, в които точността е от първостепенна важност, като научни изследвания, инженерство и индустриален контрол на качеството.

Аналогови прибори

Аналоговите прибори се характеризират с изход, който варира непрекъснато. Те обикновено разполагат с показалец, който се движи по калибрирана скала, за да покаже големината на измерваната величина. Аналоговите прибори могат да бъдат подразделени на два подтипа:

Нулеви прибори

Нулевите прибори използват нула или нулево отклонение, за да покажат големината на измерваната величина. Тези прибори са известни с високата си точност и чувствителност. Те работят по принципа на сравнение на известна величина с неизвестна величина. Когато стойностите на известната и неизвестната величина са равни, показалецът на прибора показва нулево или нулево отклонение. Нулевите прибори се използват обикновено в потенциометри и галванометри, за да се определят точно нулевите точки, които са важни за точни измервания в различни електрически и електронни приложения.

Прибори с отклонение

Приборите с отклонение определят стойността на измерваната величина на основата на отклонението на показалеца. Когато измерваната величина действа върху прибора, тя причинява отклонение на показалеца на движещата система (който е монтиран на калибрирана скала). Чрез наблюдението на положението на показалеца на скалата, може да се определи големината на измерваната величина.

Приборите с отклонение могат да бъдат подразделени на три категории:

• Индикаторни прибори: Тези прибори са предназначени да показват големината на измерваната величина директно. Те обикновено разполагат с циферблат с показалец, който се движи над градирана скала. Примери за индикаторни прибори включват волтметри, амперметри и фактори на мощност, които се използват широко за наблюдение и измерване на електрически параметри в различни вериги и системи.

• Интегриращи прибори: Интегриращите прибори се използват за измерване на общата енергия, доставена в определен период. Общата енергия, измерена от тези прибори, се изчислява като произведение на времето и измерената електрическа величина. Общи примери за интегриращи прибори са енергиените метри, ват-часовите метри, които са необходими за точна фактуриране на потребителите за използваната от тях електрическа енергия.

• Записващи прибори: Записващите прибори се използват за документиране на условията на веригата в регулярни интервали. Те обикновено разполагат с движеща система, която носи перо или стилус, който леко докосва хартиен лист или друг записващ материал. Когато измерваната електрическа величина се променя, движението на обмотката се следи на записващия материал, създавайки крива, която илюстрира вариацията на електрическата величина във времето. Тази графична репрезентация е неоценима за анализ на тенденции, диагностика на проблеми и наблюдение на производителността на електрическите системи.

В сравнение с електрическите и механичните прибори, електронните прибори обикновено демонстрират значително по-бързи времена на отговор. Този бърз отговор позволява на тях да засичат и да реагират бързо на промени в електрическите величини, правейки ги много подходящи за приложения, които изискват реално време наблюдение и анализ, като високоскоростни системи за придобиване на данни, системи за управление и съвременни комуникационни технологии.