Измерение электрических и магнитных величин

С измерениями электрических величин большинство людей знакомится раньше, чем со всеми другими видами измерений. В самом деле, понятия амперметра, вольтметра, прибора для измерения электрического сопротивления знакомы каждому из школьного курса физики и из практического использования тестера, измеряющего в основном электрические величины. Только в последние десятилетия массовому пользователю доступными стали тестеры, измеряющие температуру, освещенность, влажность и другие характеристики, не имеющие отношения к электричеству.

Вместе с тем электрические и магнитные измерительные устройства встречаются на практике не только как измерители собственно электрических величин - силы тока, напряжения, сопротивления, емкости и т. д. Огромное количество электрических и магнитных устройств используется в преобразователях и датчиках в других видах измерений, например в измерениях перемещений, температуры, давления, влажности, в измерениях состава веществ и материалов, в светотехнике и т.д. То же самое относится и к выходным устройствам измерительной техники. Блоки питания, различные преобразователи, блоки памяти, самописцы, блоки сопряжения узлов измерительных приборов - во всех этих узлах измерительной техники преобладающими являются электрические и магнитные элементы.

В данном изложении собственно электрические и магнитные приборы в силу их большого разнообразия рассматривать подробно нет возможности. По этой причине раздел «Электрические измерения» представлен основополагающими сведениями о категориях электроизмерительных приборов, о принципах их действия с кратким изложением сущности построения современных приборов с аналого-цифровым преобразованием.

Проводя категорирование электроизмерительных приборов, в первую очередь их надо разделить на два класса - приборы для измерения параметров цепей постоянного тока и приборы для измерения параметров цепей переменного тока. В зависимости от измеряемой физической величины измерительные электрические приборы классифицируются по группам.

Обозначение групп принято буквенное: например, А - амперметры, Б - источники питания, В - вольтметры, Г - генераторы, Е - измерители сопротивления, индуктивности и емкости, С - осциллографы и т. д. Всего электроизмерительные приборы классифицируются по 20 подгруппам.

Электроизмерительные аналоговые шкальные приборы далее можно разделить по принципу действия и по типу индикаторных устройств (рис. 7.1).

Классификация аналоговых электроизмерительных приборов по типу индикаторов сигнала в особенных комментариях не нуждается. Стрелоч­ные приборы во всех вариантах в качестве аналогового сигнала имеют угол поворота стрелки индикатора. Прибор преобразует электрическую вели­чину в угол поворота, который собственно и измеряется. Электронно-лу­чевые приборы достаточно хорошо известны в измерительной практике как выходные каскады осциллографов, электронно-оптических преобра­зователей. В последнее время многие электроизмерительные приборы в качестве выходного устройства имеют компьютер с экраном монитора на выходе. Приборы с компьютерным выходом также можно отнести к элект­ронно-лучевым приборам, хотя в большинстве своем такие приборы уже являются не аналоговыми, а цифровыми, поскольку использование ком­пьютера предполагает наличие аналогово-цифрового преобразователя между датчиком и индикаторным устройством.