Электроизмерительные приборы

Электроизмерительные приборы служат для контроля режима работы электрических установок, их испытания и учета расходуемой электрической энергии. К измерительным приборам относятся разнообразные аппараты, позволяющие получить максимально точные показатели в обозначенных диапазонах.

В зависимости от измеряемой или воспроизводимой физической величины электроизмерительные приборы подразделяют на:

• амперметры (измерители тока)
• вольтметры (измерители напряжения)
• ваттметры (измерители мощности)
• мультиметры (иначе тестеры, авометры) — комбинированные приборы
• частотомеры — для измерения частоты колебаний электрического тока
• омметры (измерители сопротивления)
• счетчики электрической энергии и др.

Различают две категории электроизмерительных приборов:

• рабочие — служат для для практических измерений.
• образцовые — для градуировки и поверки рабочих приборов.

Питание освещения на промпредприятиях

Включение и выключение может быть ручным или автоматическим. Аппараты управления освещением в небольших помещениях размещают в самом помещении близко от входа, со стороны дверной ручки, а в сырых, пожаро- и взрывоопасных помещениях и вне помещений. Светильники питаются через автоматы, устанавливаемые на шинопроводах; при этом пропадает необходимость в групповых щитках. Схема для монтажа клемм в разветвительной коробке схожа на осмотренную раньше, но в ней добавлена очередная клемма — сейчас их стало 5.

При этом методе в одно отверстие у клеммы возможно подключить 3 электропровода, хотя надлежит учитывать немного особенностей их соединения.

Рабочие чертежи внутреннего электрического освещения помещений зданий и сооружений выполняют в соответствии с требованиями настоящего стандарта и других стандартов системы проектной документации для строительства, а также норм проектирования электротехнических установок.

Осветительные электроустановки Схемы электроснабжения осветительных электроустановок Осветительные сети промышленных предприятий подразделяются на две группы: питающие и групповые. Это принципиальная схема включения трёх- или пятирожковой люстры.

Для питания рабочего и аварийного освещения используются независимые источники питания от разных трансформаторов двухтрансформаторных подстанций, от разных подстанций в предположении, что эти источники являются независимыми. Если в здании расположено несколько однотрансформаторных подстанций, питаемых от независимых источников питания, аварийное освещение может питаться по перекрестной схеме.

Дело в том, что внутри РК собираются провода из четырех кабелей от квартирного щитка, выключателя, светильника и магистрали к следующему светильнику. Одно из главных правил в установке хоть какого вида выключателя, освещения либо автоматического — он практически постоянно ставится на фазовый провод.

Радиальную схему применяют крайне редко. При исчезновении напряжения на шинах ВРУ возможно переключение с одного ввода на другой с помощью переключателя.
Простая схема источника питания светодиодной лампы

Типы [ править | править код ]

Типы электрического освещения включают:

, (накальная нить, например, вольфрамовая) , (накальная нить, например, вольфрамовая с инертным газом и маленьким количеством галогена, типа иода или брома.) ,
• Газовые лампы разгрузки: (например, флуоресцентные огни и компактные флуоресцентные лампы, неоновые лампы), (современная), , включая OLEDs

Различные типы источников света имеют значительно отличающиеся характеристики, полезные действия по спектральному цветовому излучению. [1]

• Цветная температура определена как температура черного тела, испускающего свет подобно спектральному излучению; эти спектры света весьма отличаются от спектров черных тел.

Самый эффективный источник электрического света — натриевая лампа низкого давления. Она производит почти монохроматический оранжевый свет, который строго искажает цветное восприятие. Поэтому это вообще сохраняется для наружных общественных использований освещения. Огни натрия низкого давления одобрены для общественного освещения астрономами, так как легкое загрязнение, которое они производят, может быть легко отфильтровано, вопреки широкополосной сети или непрерывным спектрам.

Лампа накаливания [ править | править код ]

Основная статья: Лампа накаливания

Галогенная лампа [ править | править код ]

Основная статья: Галогенная лампа

Галогенные лампы обычно намного меньше, чем стандартные (incandescents), потому что для успешной работы температура луковицы у них более, чем 200 °C. Поэтому лучше всего иметь луковицу, сплавленную из кварца (кварц), но иногда стакан из алюмосиликата. Это часто находится в дополнительном слое стакана. Внешний стакан — устройство безопасности для уменьшения УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ эмиссии, т.к. луковицы галогена могут иногда взрываться в течение работы. Одна причина та, что — наличие масляного следа на кварцевой луковице от отпечатков пальца. Риск ожогов или огня также большой при голых луковицах, что запрещено в некоторых местах, если не приложен сам корпус светильника.

Разработанные для 12 — 24 вольтовых операций, лампы, которые имеют компактные нити, полезные для хорошего оптического контроля. Они также имеют более высокую эффективность светоотдачи (люмены в ватт) и они лучше в работе, чем не галогеновые лампы. Лёгкая продукция (не галогеновя) остается почти постоянной в течение жизни.

Ртутная люминесцентная лампа [ править | править код ]

Основная статья: Ртутная лампа
Основная статья: Ртутная газоразрядная лампа

Светодиодная лампа [ править | править код ]

Основная статья: Светодиодный источник света

Светодиодная лампа стала использоваться в качестве контрольных ламп с 1970-ых годов. В последние годы эффективность продукции повысились в связи с использованием светодиодных ламп в нише источников освещения.

Углеродистая дуговая лампа [ править | править код ]

Углеродистые дуговые лампы состоят из двух углеродистых электродов —стержней с открытой площадкой, поставляемой ограничивающим поток частиц щебнем. Электрическая дуга уничтожается, при касании стержней, ранее разделённых. Следующая дуга нагревает углеродистые подсказки к белой высокой температуре. Эти лампы имеют более высокую эффективность, чем лампы накаливания, но углеродистые стержни недолги и требуют постоянного регулирования в использовании. Лампы производят существенное ультрафиолетовое издучение; они требуют вентиляции, когда используется в закрытом помещении, и из-за их интенсивности, они нуждаются в защите от открытого состояния.

Углеродистые дуговые лампы работают в чрезвычайных условиях, имеют высокую эффективность по сравнению с другими источниками света в 1920-ых. Они также — источник вообще света. Эти свойства сделали их идеально подходящими для огней поиска, использовались как источник света проектора фильма.

Лампа разгрузки [ править | править код ]

Лампа разгрузки имеет стекляный корпус или кварцевый, содержащий два металлических электрода, отделенные газом. Используемые газы включают, неон, аргон, ксенон, натрий, металлический галид, и ртуть.

Основной функциональный принцип работы почти аналогичен работе дуговой углеродистой лампы, но из-за срока служьы дуговой лампы (малый срок) вместо них сейчас обычно используются более современные типовые газовые лампы разгрузки, называемые «лампами разгрузки».

У некоторых ламп разгрузки, используется очень высокое напряжение, чтобы ударить дугу. Это необходимо для электрического кругооборота, названного воспламенителем, который является частью схемы «щебня» (наполнитель). После того, как дуга ликвидирована, внутреннее сопротивление спадов лампы имеет низкий уровень, и щебень ограничивает поток дуги операционным потоком. Без щебня, лишний поток протекал бы, вызывая быстрое разрушение лампы.

Некоторые типы ламп содержат немного неона, который разрешает нормальное бегущее напряжение, без внешней схемы воспламенителя. Маломощные лампы натрия давления управляют этим путем.

Самые простые щебни — только катушка индуктивности, и выбраны, где имеют решающий фактор, типа уличного освещения. Более передовые электронные щебни могут быть разработаны для того, чтобы поддержать постоянную «легкую» продукцию при эксплуатации лампы, и может заставить лампу с квадратной волной поддерживать работу лампы полностью без вспышки, и закрываться в случае определенных ошибок. Эти более сложные щебни выбраны, например, в кинопроизводстве.

Лампы современных фотовспышек [ править | править код ]

Основным элементом современной современной фотовспышки является импульсная газоразрядная лампа. Импульсная газоразрядная лампа представляет собой запаянную стеклянную трубку разной конфигурации, (прямую, спиральную, дугообразную или кольцевую), наполненную газом ксеноном.

Концы трубки имеют впаяные электроды, а снаружи находится или электрод зажигания, представляющий собой полоску токопроводящей мастики, или кусок проволоки.

Вспышка — искровой разряд в лампе возникает при помощи соединения её электродов с источником высокого напряжения (порядка сотен вольт), обычно это электрический конденсатор, накапливающий электрический заряд в промежутке между вспышками, с последющей подачей на электрод зажигания высоковольтного (порядка тысяч вольт) импульса от импульсного трансформатора, что ионизирует газ в трубке, позволяя накопленному в рабочем конденсаторе заряду разрядиться (вспыхнуть). За период разряда, в виде яркой, интенсивной световой вспышкой с силой света порядка в несколько сот тысяч свечей, с одновременным падением напряжения на конденсаторе и прекращением разряда. После чего цикл повторяется: конденсатор в обычных схемах питания импульсных ламп снова заряжается и в случае повторной подаче импульса на электрод зажигания лампа даёт следующую вспышку.

Существуют химические фотовспышки. Наиболее распространённым типом были магниевые, которые раньше широко применялись.

Продолжительность жизни лампы разгрузки [ править | править код ]

Продолжительность жизни определена как число часов работы для лампы, пока 50 % из них она не портится. Это означает, что это возможно для некоторых ламп быть не в состоянии после короткого времени и для некоторых длиться значительно дольше, чем номинальная жизнь лампы. Это — средняя продолжительность жизни. Терпимость производства столь же низко как 1 % может создать разницу 25 % в жизни лампы. Для LEDs, это выражается в том, что жизнь лампы, когда 50 % ламп имеют спад продукции люмена 70 % или меньше.

Лампы также чувствительны к переключению циклов. Быстрое нагревание нити лампы или электродов, когда лампа включена, — самый напряженный случай при работе лампы. Большинство испытательных циклов лампы надело в течение 3 часов и затем, и в течение 20 минут прекращаются. (Должен использоваться некоторый стандарт, так как неизвестно, как лампа будет использоваться потребителями.) Эти повторения цикла переключения до ламп не учитываются, и данные зарегистрированы. Если переключение увеличено только к 1 часу, то жизнь лампы обычно уменьшается, потому что увеличивается количество раз, когда лампа может быть включена. Комнаты с частым переключением (ванная, спальни, и т.д.) могут ожидать намного более короткую жизнь лампы чем те, которые напечатаны на коробке.

Химические источники

Пожалуй, наиболее интересными для потребителя являются химические источники тока. Они характеризуются портативными размерами и работают на принципе прохождения окислительно-восстановительных реакций. Один из выводов принято называть анодом (плюс), а другой катодом (минус). На первом происходит окисление вещества, а на втором восстановлении. Пространство между электродами заполнено электролитом — диссоциатором раствора.

Сегодня производство может предложить несколько видов химических генераторов постоянного тока. Основные из них можно перечислить в таблице:

Анод таких источников изготавливают из лития, обладающего высоким отрицательным потенциалом по сравнению с другими проводниками. Такие источники обеспечивают питание нагрузки довольно продолжительное время. Самые лучший из них литий-тионилхлоридный элемент (Li/SOCl2).

Химические источники имеют ряд характеристик:

1. Напряжение без подключения нагрузки.
2. Ёмкость — величина, зависящая от выработки тока относящейся к единице объёма.
3. Мощность.
4. Ток саморазряда.

Потери ёмкости бывают вызваны не только подключением нагрузки, но и химическими реакциями, происходящим в спокойном состоянии элемента. Из-за небольшой мощности такие источники не используют в качестве тяговых. Для этой цели применяют никель-кадмиевые и никель-железные элементы. В них катод изготавливают из NiOOH, а анод из смеси кадмия с железом. В процессе заряда-разряда электролит в аккумуляторе не испаряется. Протекающую реакцию можно описать так: 2 Ni (OOH) + Cd + 2 Н2О = 2 Ni (OH)2 + Cd (OH)2.

Щелочными аккумуляторами называется устройство работающее на никель-кадмиевых и никель-металгидридных соединениях. В нём используется гидроксид калия. Но самыми популярными остаются свинцовые, в которых серная кислота является электролитом.

В сообщениях на тему об источниках электрического тока часто упоминают так называемую сахарную батарею. Работает она на сахарозе, и при разложении образует одну только воду. Какова её ёмкость неизвестно, так как прототип ещё находится на стадии разработки.

Освещенность помещений

В номинальном выражении является потоком света, который излучается на поверхность под прямым углом в расчете на единицу площади. При падении света под острым углом освещенность снижается в зависимости от угла наклона.

Освещенность измеряется в люксах, который равен 1 люмену (единица светового потока) на м 2 .

Освещенность помещений прямо зависит от силы света, который исходит от источника. Чем больше расстояние от светового источника до поверхности, тем меньше параметр освещенности.

Нормы

Каждый тип помещения имеет свои нормативы освещенности. Например, для помещения магазина по продаже продуктов наибольшее значение пульсации установлено 15%, освещенность 300 люксов, однако для отдела спортивных товаров или строительных материалов нормы совсем другие. Также правила устанавливают определенную допустимую освещенность для поликлиник, детских садов, автосервисов и других объектов.

Пример расчета освещенности

Определим необходимую освещенность для спальной комнаты. Площадь спальни составляет 25 м 2 . Значение нормы по правилам для комнат такого типа умножаем на площадь: 150 х 22 = 3300 люкс. Общий световой поток приборов освещения при такой величине освещенности должен быть равен не менее 3300 люмен.

Теперь остается подобрать подходящие лампы освещения для спальни. При выборе светодиодных ламп, можно, например, приобрести три таких лампы по 12 ватт. Это обеспечит создание светового потока 3600 люмен, что видно по значениям таблицы.

Такой расчет является приблизительным, так как светодиодные лампы имеют различные параметры света в зависимости от производителя. Таким образом, можно легко самостоятельно рассчитать требуемую мощность и тип ламп для создания нормированной освещенности любого помещения согласно правилам СНиП.

Приборы для измерения освещенности

Для замера освещенности помещений применяют различные приборы, которые имеют свои особенности конструкции и методы измерений. Основные приборы рассмотрим более подробно.

Люксметр

Люксметры делятся на электронные и аналоговые, которые уже не производятся, и остались только старые образцы таких моделей.

Такой люксметр используется:

• Проверка соответствия освещенности помещений нормативным данным.
• Измерение параметров освещения при проведении работ по оценке условий труда.
• При электромонтажных работах для сравнения показателей освещенности с расчетами для приборов освещения.

Принцип действия люксметра заключается на работе встроенного фотоэлемента, на который направляется поток света. При этом в фотоэлементе возникает значительный поток заряженных частиц. В результате появляется течение электрического тока, сила которого зависит от силы светового потока, направленного на фотоэлемент. Обычно этот параметр и выводится на шкалу прибора.

Виды люксметров

В зависимости от расположения датчика, измеряющего освещенность помещений, люксметры делятся на виды:

• Моноблок (цельное устройство) . Датчик фиксируется в самом корпусе прибора.

• Прибор с выносным датчиком , подключаемым гибким проводом.

Чтобы произвести простые измерения подойдет обычный люксметр-моноблок, без вспомогательных различных функций. Для определения нескольких параметров освещенности при производстве профессионального расчета, необходимо использовать устройства, имеющие дополнительный набор функций. Такие приборы имеют встроенную память и могут определять средние значения параметров.

Значительным преимуществом для люксметра является наличие особых светофильтров, которые помогают точнее определить значение силы света, которая исходит от приборов освещения с разными оттенками цветов.

Наличие выносного датчика в люксметре дает возможность определить освещенность с большей точностью, так как при этом влияние внешних факторов снижается. На современных моделях имеется жидкокристаллический дисплей. С помощью него намного проще снимать показания прибора.

Приборы для фототехники

В фототехнике используются такие приборы, как экспонометры (экспозиметры) . Они предназначены для определения параметров яркости и освещенности экспозиции. Определив значения этих показателей, профессиональный фотограф может получить качественные фотоснимки.

Экспонометры разделяют на виды:

• Внутренние.
• Внешние.

Флешметры

Такие приборы предназначены для измерения освещенности при фотографировании. При этом дополнительным элементом используют устройства освещения импульсного типа (фотовспышки). В современных моделях фотоаппаратов флешметр расположен в корпусе. Он изменяет мощность фотовспышки при разных уровнях света.

Профессионалы применяют флешметры с выносным датчиком, они точнее определяют освещенность.

Фотометр

Такой прибор называют мультиметром. Он является более современным вариантом флешметра. Его достоинством является сочетание опций экспонометра и флешметра.

Пульсация освещенности

Равномерность светового потока приборов освещения оставляет желать лучшего. Эффект, выражающийся в наличии колебаний в световом потоке, не виден глазу, однако его воздействие на здоровье человека имеет большое значение.

Опасность такого света заключается в том, что визуально невозможно определить наличие импульсов света. А в результате их действия может нарушиться сон, возникает дискомфорт, депрессия, слабость, сердечные сбои и другие симптомы.

Параметром пульсации является ее коэффициент, который выражает силу изменения потока света, направленного на единицу площади поверхности за промежуток времени. Формула расчета этого коэффициента довольно простая. Коэффициент пульсации освещенности определяется разностью между наибольшей и наименьшей освещенностью за определенное время, разделенной на двойную среднюю освещенность, и результат умножается на 100%.

Санитарные правила определяют верхний предел коэффициента пульсации. На рабочем месте он должен быть не более 20%, и зависит от степени ответственности работы сотрудника. Чем ответственнее работа, тем меньше должен быть коэффициент пульсации освещения.

Для помещений администраций и офисов с напряженной зрительной работой такой коэффициент не должен подниматься выше 5% отметки. При этом учитывается поток света частотой пульсаций до 300 герц, так как более высокую частоту нет смысла учитывать, из-за того, что она не воспринимается глазом человека и не оказывает отрицательного влияния.

Определение пульсации освещения

Для определения пульсации света применяют эффективный простой прибор, который измеряет яркость, пульсацию и освещенность помещений, и называется люксметр-пульсометр-яркомер.

Функции прибора

• Измерение пульсации световых волн, возникающих при мерцании различных приборов освещения.
• Измерение пульсации освещения мониторов компьютеров и других экранов.
• Определение освещенности помещения.
• Определение яркости приборов освещения и мониторов.

Принцип работы устройства заключается в проверке уровня освещения с помощью фотодатчика с дальнейшим преобразованием сигнала и вывода результата на жидкокристаллический дисплей.

Коэффициент пульсации света можно определить с помощью программы на компьютере, либо самостоятельно проанализировать измерения. Для анализа измерений на компьютере применяют специальную программу «Эколайт-АП», которая работает с прибором «Эколайт-02».

Отличительными признаками измерительных приборов, определяющих пульсации, являются уровни чувствительности, тип питания и качество фотодатчиков.

Наибольший коэффициент пульсации выдают светодиодные лампы, при использовании которых этот параметр иногда достигает 100%. Люминесцентные лампы и лампы накаливания обладают незначительным коэффициентом пульсации. Лампы накаливания имеют коэффициент пульсации не выше 25%. При этом стоимость и качество ламп не играют роли. Даже дорогие лампы могут выдавать значительные показатели пульсации света.

Методы снижения пульсации освещения

• Применение приборов освещения, функционирующих на переменном токе с частотой более 400 герц.
• Монтаж осветительной арматуры на разные фазы при трехфазной сети.
• Установка в прибор освещения устройства компенсации ПРА (пускорегулирующей аппаратуры) и особое подключение ламп со сдвигом. Первая лампа работает на отстающем токе, а 2-я на опережающем.
• Монтаж светильников с ЭПРА. Они оснащены электронным пускорегулирующим аппаратом, который сглаживает пульсации и стабилизирует напряжение.

Если в помещении приборы освещения подключены к одной фазе, то подключить их к разным фазам будет проблематично. Поэтому удобнее будет приобрести светильники с ЭПРА. Их достоинством является соответствие всем нормам правил.

Контроль уровня пульсации освещения необходим для здоровья человека, так как отклонение от норм приводит к нарушению работоспособности и самочувствия сотрудников.

Для жилых зданий освещенность помещений также важна. Пульсация света не видна, но со временем проявляется ее негативное влияние.

Щитки аварийного освещения

Аварийное освещение сейчас является полностью автоматизированной системой. Она имеет независимое питание и тянется от вводного распределительного щитка. Щитки аварийного освещения производители обозначают сокращением «ЩАО» с дальнейшим добавлением порядкового номера. Например, «ЩАО-1» или «ЩАО 2-1». Светильники аварийного освещения должны быть рассредоточены среди светильников обычного освещения. После отключения основного питания через определенное время они включаться автоматически.

В отличии от рабочего освещения аварийное вы не сможете отключить вручную. Оно либо будет включено постоянно, либо включиться после срабатывания автоматики, с помощью магнитного пускателя.

Теперь вы знаете, какую конструкцию имеет щит освещения и где его используют. Надеемся, что эта информация была полезной и интересной.

Конструкция и области применения измерительных приборов

Для измерения различных показателей электрического тока используют специальные приборы. Такие устройства разнообразны и классифицируются по нескольким критериям, что позволяет выбрать оптимальный вариант. Все варианты образуют отдельный класс, называющийся электроизмерительные приборы.

Электроизмерительные приборы многообразны, так как необходимы в разных сферах деятельности

Многие варианты приборов обязательно предполагают наличие дисплея, на котором отображается информация. Также в конструкции присутствуют переключатель или кнопка управления прибором. Разъёмы для подключения кабелей, корпус, кнопка включения/отключения тоже являются элементами электроизмерительных приборов.

Дисплей или циферблат всегда присутствуют на приборах измерения электротока

Устройства разного типа применяют в следующих сферах деятельности:

• медицина;
• связь и энергетика;
• научные исследования;
• бытовые условия;
• транспортная промышленность;
• производство любого типа.

Простые или сложные модели приборов позволяют измерить силу тока и другие показатели электроэнергии. Для бытовых условий применяют простой вариант — счётчик электроэнергии, а в промышленности используются более сложные и профессиональные устройства. Таким образом, для электроизмерительных приспособлений каждого типа характерно определённое назначение.

Сравнение источников

Отсутствие мощного входного трансформатора в импульсных источниках питания позволяет создавать конструкции значительно более легкие и с меньшими линейными размерами. Их эффективность значительно выше источников, выполненных по линейным схемам. Коэффициент полезного действия доходит до значения 98%. В них широкое распространение получили микросхемы, выполняющие функции контроллеров.

Каждый из типов стабилизированных источников постоянного тока находит применение в своей сфере. А она весьма многообразна. Основой являются характеристики источников постоянного тока. Линейные источники обеспечивают низкий уровень пульсаций выходного напряжения и малое значение уровня собственного шума. Это достигается отсутствием переключений при их работе, которые создают большой уровень помех в широком частотном диапазоне. В импульсных источниках приходится применять сложные схемные решения для борьбы с ними, что приводит к удорожанию изделий, в которых они применяются.