ГОСТ 2.729-68 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Приборы электроизмерительные

Общие сведения об измерениях электроизмерительных приборах.

Измерением называется количественное сравнение измеряемой физической величины с определенным ее значением, принятым за единицу.
Измерения выполняются с помощью мер и измерительных приборов. Мерами называются образцы единиц измерений (магазины сопротивлений, емкостей, масштабные линейки и т.д.). Электроизмерительные приборы – устройства, служащие для прямого или косвенного сравнения измеряемой величины с мерой. Приборы прямого сравнения (амперметры, вольтметры и т.д.) дают возможность определить измеряемую величину непосредственно по показанию прибора. К приборам косвенного сравнения относятся мосты, компенсаторы.

Классификация измерительных приборов осуществляется по виду измерения, принципу действия, точности измерения, условию эксплуатации. На лицевой стороне прибора наносятся: шкала и условные знаки, указывающие назначение прибора, систему, условные обозначения рода тока, напряжение, при котором испытан прибор, внутреннее сопротивление или ток полного отклонения, класс точности, степень защищенности прибора от внешних магнитных и электрических полей, ГОСТ, год выпуска, условия эксплуатации и ряд других величин.

Представление об условных обозначениях на шкалах электроизмерительных приборов дают таблицы 1 и 2.

Условные обозначения на шкалах электроизмерительных приборов.

Важнейшей характеристикой электроизмерительного прибора является точность. В зависимости от точности все электроизмерительные приборы по ГОСТу 1845-59 делятся на восемь классов: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1.0; 1,5; 2,5; 4. Класс точности прибора определяет приведенную погрешность прибора

в %.

Приведенной погрешностью называется выраженное в процентах отношение наибольшей абсолютной погрешности прибора

Х к номинальному значению его шкалы Хном.

Номинальной величиной Хном. называется верхний предел измерения прибора. Следовательно, цифра класса точности показывает величину возможной относительной ошибки в процентах при отклонении стрелки прибора на всю шкалу.

Как пользоваться и подключать амперметр к цепи?

Для измерения силы тока в простейшей электрической цепи мы должны обязательно разорвать цепь в любом месте и в этот разрыв подключить прибор (см. рисунок 5). Такое подключение называют последовательным. То есть, например, для измерения силы тока в проводнике амперметр подключают последовательно с этим проводником — в этом случае через проводник и амперметр идёт одинаковый ток.

Рис. 5. Способ подключения амперметра в электрической цепи

В цепи, состоящей из источника тока и ряда проводников, соединённых так, что конец одного проводника соединяется с началом другого, сила тока во всех участках одинакова. Это следует из того, что заряд, проходящий через любое поперечное сечение проводников цепи за 1 с, одинаков. Когда в электрической цепи существует ток, то заряд нигде в проводниках цепи не накапливается, подобно тому как нигде в отдельных частях трубы не собирается вода, когда она течёт по трубе. Поэтому при измерении силы тока амперметр можно включать в любое место цепи, состоящей из ряда последовательно соединённых проводников, так как сила тока во всех точках цепи одинакова. Если включить один амперметр в электрическую цепь до лампы, другой после неё, то оба они покажут одинаковую силу тока.

Внимание! Нельзя присоединять амперметр к зажимам источника без какого-либо приёмника тока, соединённого последовательно с амперметром. Можно испортить амперметр!

Для каждого амперметра существует верхний предел измерения (предельная сила тока), то есть по шкале амперметра видно, на какую наибольшую силу тока он рассчитан. Включение амперметра в электрическую цепь с большей силой тока недопустимо, так как он может выйти из строя.

При включении прибора необходимо соблюдать полярность, т. е. клемму прибора, о, нужно подключать только к проводу, идущему от клеммы со знаком «+» источника тока. При правильном включении прибора электрический ток через амперметр должен идти от клеммы « + » к клемме « — » .

При включении в цепь амперметр, как всякий измерительный прибор, не должен влиять на измеряемую величину. Поэтому он устроен так, что при включении его в цепь сила тока в ней почти не изменяется. Как мы уже знаем, любые измерительные электроприборы обладают определенным электрическим сопротивлением. При включении последовательно в электрическую цепь амперметра его электрическое сопротивление добавляется к полному электрическому сопротивлению электрической цепи. Это вызывает нежелательное уменьшение силы тока. Чтобы этого не случилось, сопротивление амперметра должно быть мало. Идеальным был бы амперметр без сопротивления (R = 0), но на практике этого достичь невозможно.

Отличие переменного от постоянного

Прежде всего постоянное напряжение должно генерироваться на подстанциях с относительно низким напряжением для предоставления потребителю (220В). Однако, при одновременном подключении нескольких приборов, суммарное значение возрастает. В этой ситуации, для передачи напряжения на большие расстояния, необходимо использовать толстый и дорогостоящий кабель. Только так можно получить возможность транспортировки тока на большие расстояния с минимальными потерями мощности.

В примере с переменным, генерируемое электричество способно преодолевать большое расстояние с наименьшими потерями. С 1980 г. появилась возможность выпрямления трёхфазного электрического тока и его обратное преобразование.

Основным отличием AC напряжения от DC тока заключается в том, что последний показывает сравнительную стабильность. Под этим подразумевается, что он не изменяет частоту направления движения.

Полезно! Наиболее распространённой частотой в мире признаётся 50 Гц.

Из-за того, что движение постоянного тока течёт равномернее, направление протекания электронов осуществляется строго в одном направлении. Причем источник в данной ситуации имеет, как положительный, так и отрицательный полюс. Таким образом, постоянный ток преимущественно используют в высоковольтных линиях (для транспортировки на значительные расстояния). После преобразования в переменный, он передаётся в наши розетки.

Интересно! Перед тем как напряжение достигло пункта назначения (потребителя), оно попадает в трансформатор. Здесь оно преобразуется из высокого в более низкое, с соответствующим пониженным значением частности, приемлемое в использовании для бытовых нужд, и передаётся в квартиру, дом.

Происхождение переменного и постоянного тока

Магнитное поле около провода заставляет электроны течь в одном направлении вдоль провода, потому что они отталкиваются отрицательной стороной магнита и притягиваются к положительной стороне. Так родился источник постоянного тока от батареи, в первую очередь благодаря работе Томаса Эдисона.

Генераторы переменного тока постепенно заменили аккумуляторную систему постоянного тока Edison, потому что переменный ток безопаснее переносить на большие расстояния по городу и может обеспечить большую мощность. Вместо постоянного применения магнетизма вдоль проволоки ученый Никола Тесла использовал вращающийся магнит. Когда магнит был ориентирован в одном направлении, электроны текли к положительному, но когда ориентация магнита была перевернута, электроны также поворачивались.

Чем опасен АС ток для человека

Как уже упоминалось, особенность АС напряжения заключается в равномерном протекании частиц от одного полюса к другому. В сравнении с DC током он считается менее опасным так как в большинстве случаев оказывает на человеческий организм спазматическое воздействие. Спазм проходит сразу после снятия напряжения, что снижает вероятность критических результатов.

Однако отсутствие опасности для организма наблюдается только в случае малого значения постоянного тока. Чем больше его значение, тем возрастает вероятность критических последствий. Например, при контакте с напряжением, превышающем 500 В, ток может оказаться опаснее чем переменный. Однако в быту такие значения отсутствуют и используются в трансформаторах или подстанциях, доступ куда открыт только специально обученным людям.

Важно! Основное отличие воздействия высоковольтного тока на человека заключается в сильном отбрасывающем эффекте (в сравнении с переменным).

Что опаснее для человека

Для человеческого организма большую опасность представляет переменный АС. Под его воздействием происходит резкая фибрилляция сердечных желудочков. Но это не означает, что постоянный ток может считаться безопасным. Люди, попавшие под такое напряжение, получают тяжёлые травмы в результате отброса и механического удара.

Как увеличить диапазон измерения амперметра?

Чтобы измерение тока было как можно более точным, нам необходимо использовать соответствующий диапазон измерений. Попытка считывания значений в несколько мА, когда шкала перекрывает измерения до 100 А закончится тем, что мы даже не заметим отклонения стрелки амперметра.

Разработчики амперметров используют различные технические решения для того, чтобы иметь возможность измерять силу тока в различных диапазонах. В некоторых случаях мы можем сами изменить диапазон измерения прибора. Если мы добавим к нему дополнительный резистор (так называемый шунт), как показано на рис. 6, мы сможем измерять более высокие токи, не подвергая хрупкую структуру амперметра разрушению.

Рис. 6. Расширение диапазона магнитоэлектрического амперметра путем добавления шунтирующего резистора

Предположим, что мы хотим увеличить диапазон измерения амперметра в n раз. Полный ток I, протекающий через устройство (рис. 6), тогда равен n*IA . Тогда уравнения первого и второго правил Кирхгофа будут следующими:

• n ⋅ IA = IA + IB
• IB ⋅ RB = IA ⋅ RA

Следовательно, сопротивление шунтирующего резистора можно будет рассчитать так:

RB = RA / (n-1)

По конструктивным соображениям шунтирующий резистор используется только для магнитоэлектрического амперметра.

Графические обозначения контрольно-измерительных приборов на схемах

Условные графические обозначения приборов, средств автоматизации должны соответствовать ГОСТ 2.721 и обозначениям, приведенным в следующей таблице

Все измерительные и преобразовательные приборы, расположенные по месту (непосредственно на технологическом оборудовании) изображаются на функциональных схемах автоматизации в виде окружностей (если в окружность не вмещаются буквенные или цифровые обозначения — допускается овал).

Если приборы размещаются на щитах и пультах в центральных или местных операторных помещениях, то внутри окружности проводится горизонтальная разделительная линия.

Если функция, которой соответствует окружность, реализована в компьютеризированной системе, то окружность вписывается в квадрат (овал — в прямоугольник).

При упрощенном варианте построения, приборы и средства автоматизации, выполняющие сложные функции, например, контроль, регулирование, сигнализацию и выполнены в виде отдельных блоков, изображают одним условным обозначением.

Требования по обозначению приборов КИПиА на схемах

В целях обеспечения единства систем обозначений, улучшения читабельности схем, снижения ошибок при монтаже приборов и щитов необходимо строго соблюдать правильность обозначений приборов КИП. Требования и правила обозначения приборов КИП на схемах автоматизации и монтажных схемах определяются следующими ГОСТами:

• ГОСТ 21.208-2013 Автоматизация технологических процессов
• ГОСТ 21.404-85 Система проектной документации для строительства (СПДС). Автоматизация технологических процессов.
• ГОСТ 2.303-68 Единая система конструкторской документации. Линии
• ГОСТ 2.721-74 Единая система конструкторской документации. Обозначения условные графические в схемах.
• ГОСТ 1.0-92 Межгосударственная система стандартизации. Основные положения
• ГОСТ 1.2-2009 Межгосударственная система стандартизации. Правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации.