Основные термины, применяемые в метрологии (стр. 5 )

При отклонении рамки на угол вращающий и противодействующий моменты станут равными.

- приводной момент пружины.

Si - чувствительность ИМ по току, следовательно шкала прибора равномерная.

Достоинства:

*  высокая чувствительность;

*  большая точность;

*  не значительное влияние на режим рабочей цепи;

*  хорошее ускорение;

*  равномерная шкала;

Недостатки:

*  сложность изготовления;

*  плохая перегрузочная способность;

*  температурные влияния на точность измерений.

Магнитоэлектрические амперметры

Если измеряемый ток I превышает по значению ток полного отклонения Iп, подвижной части, то параллельно цепи измерительного механизма подключается шунт, через который течет ток Iш=I-Iп.

 

Электродинамические измерительные приборы.

Работают на принципе взаимодействия двух магнитных потоков двух катушек, по которым протекают токи. Измерительный механизм состоит из пары неподвижных катушек, соединенных последовательно. Внутри них находится подвижная бескаркасная катушка, которая называется рамкой.

Угол отклонения

W - противодействующий момент;

I1,I2- токи в катушках;

М - взаимная индуктивность.

Для переменного тока.

Электродинамические ИМ обладают фазочувствительностью, поэтому можно измерять мощность и фазу.

Достоинства:

*  высокая точность;

*  возможность использования в цепях постоянного и переменного тока;

Недостатки:

*  малая чувствительность;

*  влияние внешних МП;

*  большая мощность потребления;

*  ограниченный частотный диапазон.

Измеряют напряжение, токи, мощность, фазу.

Электромагнитные измерительные приборы.

Для создания вращающего момента используется действие МП катушки с током на неподвижный пермаллоевый лепесток, эксцентрично насаженый на оси прибора.

Угол отклонения подвижной части

Шкала квадратична, в начале сжата. Измеряет постоянный и переменный ток.

Достоинства:

*  простота и надежность;

*  хорошая перегрузочная способность.

Недостатки:

*  большое потребление энергии;

*  невысокая точность;

*  малая чувствительность;

*  влияние внешних МП.

Электростатические измерительные приборы.

Принцип основан на взаимодействии электрических заряженных электродов, разделенных диэлектриком. Конструктивно прибор представляет собой разновидность плоского конденсатора. Измеряемое напряжение прикладывается к подвижным и неподвижным электродам и создает между ними электростатическое поле. Угол отклонения равен:

С - емкость между электродами.

Шкала квадратична.

Достоинства:

*  высокое входное сопротивление.

*  малая, но переменная входная емкость;

*  малая мощность потребления;

*  использование в цепях постоянного и переменного тока;

*  широкий частотный диапазон;

*  независимость показаний от формы кривой измеряемого напряжения.

Недостатки:

*  квадратичная шкала;

*  малая чувствительность;

*  низкая точность;

*  возможность пробоя между электродами;

*  необходимость экранирования.

Логометры.

Приборы электромеханической группы, измеряющие отношение двух электрических величин y1 и y2 .

n – коэффициент зависящий от системы измерительного механизма. Вращающий момент М и противодействующий создаются электрическим путем.

Логометры имеют 2 воспринимающих элемента, на которые воздействуют величины и , составляющие измеряемое выражение. Направление величин и выбирают так, что моменты и были направлены навстречу друг другу. Подвижная часть поворачивается под действием большего момента, т. е. эти моменты должны по разному зависеть от угла отклонения подвижной части прибора.

Действие магнитоэлектрического логометра.

В неравномерное магнитное поле постоянного магнита помещают подвижную часть измерительного механизма, содержащую 2 рамки, жестко скрепленные под углом b от 30О до 90О и насаженные на общую ось. Токи и подводят к рамкам с помощью безмоментных токопроводов. Ток создает вращательный момент, ток – противодействующий момент.

, .

и – потоки, создаваемые магнитом, и сцепленные с рамками.

и – изменяются в зависимости от изменения угла .

Максимальные значения моментов будут сдвинуты на угол , что позволяет получить на рабочем участке уменьшение и увеличение . При равновесии моментов

– величины, определяющие скорость изменения потокосцепления

Из равенства моментов следует:

Х – искомая величина.

Существование данной зависимости возможно при , что обеспечивается искусственно созданной неравномерностью магнитного поля в воздушном зазоре логометра.

Логометры измеряют сопротивление, частоту и неэлектрические величины.

Аналоговые электронные вольтметры (АЭВ).

АЭВ – это измерительные приборы, представляющие собой сочетание электронного преобразователя и магнитоэлектрического измерителя. АЭВ могут быть постоянного, переменного, импульсного токов, фазочувствительные, селективные и универсальные. Обладают высоким входным сопротивлением (30 МОм) и высокой чувствительностью.

Схема АЭВ постоянного тока.

 

Входное устройство – высокоомный резистивный делитель напряжения.

Усилитель постоянного тока (УПТ) – электронный преобразователь. Служит для повышения чувствительности вольтметра, усиливает мощность сигнала до уровня, необходимого для привидения в действие магнитоэлектрического измерителя.

mА – электро-механический преобразователь.

Схема АЭВ переменного тока.

 

Преобразователь может быть амплитудного, средневыпрямленного и среднеквадратического значений. Вход преобразователя относительно постоянной составляющей может быть открытым или закрытым. АЭВ может быть низко, средне, высокочастотный и сверхвысокочастотный.

Преобразователь амплитудного значения.

В преобразователях показания a микроамперметра пропорциональны амплитудному значению измеряемого напряжения U(t).

.

Преобразователь амплитудного значения с открытым входом.

Диод VD включается последовательно с высококоомным резистором R и непосредственно связан с объектом измерения. Параметры R и C подбираются таким образом, чтобы при первой положительной полуволне напряжения большим импульсом тока через открытый диод VD с сопротивлением RПР осуществлялся быстрый заряд конденсатора С до некоторого значения UC1 и медленный