Похожие рефераты | Скачать .docx |
Реферат: Классификация электроизмерительных приборов
1. Когда классификацию производят по наименованию единицы измеряемой величины. На шкале прибора пишут полное его наименование или начальную латинскую букву единицы измеряемой величины, например: амперметр — А, вольтметр — V, ваттметр — W и т. д.
Для многофункциональных приборов эти обозначения указывают у переключающих устройств и сочетают с наименованием прибора, например «вольтамперметр». К условной букве наименования прибора может быть добавлено обозначение кратности основной единицы: миллиампер — mА, киловольт — kV, мегаватт — MW и т. д.
2. По роду тока. Эта классификация позволяет определить, в цепях какого тока можно применять данный прибор. Это обозначают условными знаками на шкале прибора, приведенными.
На приборах переменного тока указывают номинальное значение частоты или диапазон частот, при которых их применяют, например, 20-50-120 Гц; 45-550 Гц; при этом подчеркнутое значение является номинальным для данного прибора.
Если на приборе не указан диапазон рабочих частот, то он предназначен для измерений в установках с частотой 50 Гц.
3. По классу точности. Класс точности прибора обозначают числом, равным допускаемой приведенной погрешности, выраженной в процентах. Выпускают приборы следующих классов точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Для счетчиков активной анергии шкала классов точности несколько другая: 0,5; 1,0; 2,0; 2,5. Цифру, обозначающую класс точности, указывают на шкале прибора.
Класс точности прибора определяет основную погрешность прибора, которая обусловлена его конструкцией, технологией изготовления и имеет место при нормальных условиях эксплуатации (определенные диапазоны температуры и влажности, отсутствие внешних электрического и магнитного полей и вибрации, правильная установка и т. д.). Если условия эксплуатации отличаются от нормальных, то возникают дополнительные погрешности, которые могут иметь как отрицательное, так и положительное значение и которые влияют на точность измерения.
Класс точности прибора является его обобщенной метрологической характеристикой. Но истинная точность измерения определяется не только классом точности, так как, согласно определению класса точности, допускаемая абсолютная погрешность данного прибора
одинакова для всех точек шкалы (где у — максимальная приведенная погрешность, Хn — нормирующее значение). Следовательно, допускаемая относительная погрешность меньше в точках шкалы, ближайших к нормирующему значению. Поэтому при использовании многодиапазонных приборов нормирующее значение надо выбирать так, чтобы прибор давал наибольшие показания.
4. По исполнению в зависимости от условий эксплуатации. Класс прибора определяется пятью группами по диапазону рабочих температур и относительной влажности. Предельные значения определяют условия при хранении и перевозке.
Группу прибора указывают на шкале соответствующей буквой. Группа А знака на шкале не имеет. В пределах диапазона рабочих температур дополнительная погрешность лежит в пределах класса точности приборов
МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
Рамка 1 с обмоткой помещается в зазоре 3 между магнитом 4, расположенным внутри рамки, и магнитным ярмом 5. Так как воздушный зазор вдоль окружности магнита постоянен, то магнитная индукция В в зазоре также постоянна. Если в обмотке с числом витков w существует ток I, то создается вращающий момент
Мвр = BwISp = wФ1,
где Sp — площадь рамки в плоскости радиуса вращения; Ф = BSP — магнитный поток.
Под действием вращающего момента рамка поворачивается на угол а и закручивает пружину 2. Противодействующий момент, создаваемый пружиной,
,
где т — удельный противодействующий момент.
При некотором значении тока
I в обмотке рамки, учитывая, что Ф = const и w = const, вращающий момент Мвр = const. Следовательно, при некотором угле поворота рамки противодействующий момент пружины будет равен вращающему моменту: Мпр = Мвр , или тa = wФI = kI, где wФ = k = const. Тогда
где с = k/m = const.
Угол поворота стрелки прибора — это угол поворота рамки, поэтому из выражения видно, что шкала такого прибора равномерная.
Величина с = а/I получила название чувствительности прибора. Повышение чувствительности может быть получено за счет увеличения магнитной индукции В и произведения Sp w и уменьшения т. Уменьшить удельный момент можно, переходя к использованию светового указателя и растяжек.
Магнитную индукцию в воздушном зазоре увеличивают за счет применения постоянных магнитов из сплавов, содержащих никель, алюминий и кобальт и обеспечивающих индукцию в зазоре 0,2...0,3 Тл. Увеличить произведение Sp w можно в основном только за счет изменения w, так как увеличение площади рамки увеличивает размеры всех остальных элементов и ухудшает весовые характеристики подвижной части.
Магнитоэлектрические приборы пригодны только для измерения в цепях постоянного тока. При включении их в цепь переменного тока применяют преобразовательные устройства (выпрямители, термоэлектрические преобразователи и т. д.).
Широкое распространение получили узкопрофильные магнитоэлектрические приборы со световым указателем для установки их на щитах и пультах. Они занимают в 5... 10 раз меньшую площадь и имеют дополнительные информационные возможности за счет изменения при выходе измеряемой величины за устанавливаемые пределы цвета указателей или за счет появления сигнала от фотоконтактного устройства. Корпус прибора плоский, литой, высотой 80 мм.
Обмотку рамки измерительного механизма рассчитывают на токи до 100 мА, если прибор используют как амперметр, и до 10 мА, если как вольтметр. Большие токи вызвали бы увеличение сечения проводов обмотки рамки (обычно диаметр проводов не превышает 0,2 мм), а следовательно, массы и момента инерции подвижной части прибора. Пределы измерения по току в магнитоэлектрических приборах расширяют с помощью шунтов, а по напряжению — с помощью добавочных резисторов.
При измерении тока I, который в п раз больше тока Iр в рамке прибора, сопротивление шунта RIII рассчитывают из условия равенства падений напряжения:
где Rp — сопротивление обмотки рамки; Iш = I - Iр — ток в шунте.
Так как измеряемый ток I = nIр , то с учетом (9.4)
получим
Откуда
Например, для измерения тока I = 5 А прибором Iр = 5 мА при сопротивлении Rр = 10 Ом требуется RIII » 0,01 Ом.
Щунты встраивают в прибор (в один и тот же корпус с измерительным механизмом) или выполняют отдельными от прибора. Изготовляют шунты из манганина, обладающего малым температурным коэффициентом электрического сопротивления.
Наружные шунты имеют две пары зажимов: одна пара для присоединения электрической цепи, в которой требуется измерить ток, вторая — для присоединения прибора. Присоединение производят калиброванными проводами, так как их сопротивление входит в сопротивление прибора Rp . При расчете сопротивления наружных шунтов под сопротивлением Rp в надо понимать сопротивление прибора, а под п — число, показывающее, во сколько раз надо расширить предел измерения амперметра.
На показан миллиамперметр магнитоэлектрической системы со встроенными шунтами с диапазоном измерения 15, 30, 75, 150 мА.
При изготовлении вольтметра магнитоэлектрической системы последовательно с обмоткой рамки включают добавочный резистор с большим сопротивлением Rд , чтобы ток Iр в обмотке рамки при подключении вольтметра к участку цепи, на котором измеряют напряжение, не превышал 10 мА. При этом Iр = U/(Rp + Rд ) = kU, а с учетом , если I = Iр ,
a = cIp = ckU = c'U.
Таким образом, стрелка прибора отклоняется на угол, пропорциональный напряжению, и шкалу прибора можно отградуировать в вольтах.
Когда необходимо расширить в п раз предел измерения вольтметра, применяют наружные добавочные резисторы. Значения сопротивления добавочного резистора вычисляют по формуле
Rд =(n-1)Rв ,
где RB — сопротивление внутренней измерительной цепи вольтметра.
Верхний предел измерения многодиапазонного вольтметра можно расширить, изменяя сопротивление Rд с помощью переключателя.
Для компенсации изменения сопротивления обмотки рамки под действием температуры во всех приборах используют специальные резисторы, выполненные из материалов с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления.
Влияние внешних магнитных полей на магнитоэлектрические приборы весьма незначительно, так как измерительная рамка экранирована магнитной системой прибора. Такие приборы благодаря своим качествам — равномерности шкалы, высокой чувствительности (до 10-11 А и 10-7 В), точности отсчета, простоте расширения диапазона измерений, малому собственному потреблению энергии — нашли широкое применение для измерения не только постоянных токов и напряжений, но и переменных токов (со встроенными преобразователями).
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПРИБОРЫ
Электромагнитные приборы действуют по принципу перемещения подвижного сердечника из ферромагнитного материала под влиянием магнитного поля неподвижной катушки. Сердечник укреплен на одной оси со стрелкой указателя. Распространены две конструкции: приборы с плоской катушкой и приборы с круглой катушкой .
В первой конструкции лепесток 2 из ферромагнитного материала (мягкой стали или специального сплава), эксцентрично насаженный на ось со стрелкой, втягивается магнитным полем неподвижной катушки 1, которое образуется током в катушке.
Во второй конструкции имеется два ферромагнитных элемента 3, 4, размещенных внутри неподвижной круглой катушки 5. Элемент 3
прикреплен к внутренней поверхности катушки и является неподвижным, а элемент 4жестко связан с осью 2 прибора. При наличии тока в катушке оба элемента одноименно намагничиваются и стремятся оттолкнуться, как два магнита одинаковой полярности. В результате такого взаимодействия подвижный элемент поворачивается вместе с осью, В приборах обеих конструкций противодействующий момент создается спиральной пружиной, Успокоители (6, 10) в таких магнитных системах бывают воздушные и магнитоиндукционные.
Вращающий момент в электромагнитных приборах может быть определен исходя из изменения энергии магнитного поля катушки прибора при изменении в ней тока I и ее индуктивности L при перемещении сердечника. Как известно, энергия магнитного поля
В режиме установившегося отклонения при создании противодействующего момента пружинами Мпр , = Мвр ,т. е. с учетом (9.2),
откуда
Из выражения видно, что знак угла отклонения стрелки прибора не зависит от направления тока в катушке. Следовательно, приборы пригодны для измерения в цепях постоянного и переменного токов. В цепи переменного тока они измеряют действующее значение тока или напряжения.
Шкала прибора, как это видно из, неравномерная. Меняя форму сердечника и его расположение в катушке, можно получить почти равномерную шкалу начиная с 20% верхнего предела диапазона измерений. При меньших значениях измеряемой величины электромагнитные приборы недостаточно чувствительны и эта часть шкалы считается нерабочей.
Конструктивная особенность электромагнитного прибора позволяет изготовить амперметры этой системы на токи 200...300 А для прямого включения в цепь. Действительно, неподвижная катушка может быть выполнена из провода любого сечения. Амперметр на 150...300 А выполняют с катушкой в виде одного витка из медной шины. Вольтметры электромагнитной системы изготовляют на напряжение до 660 В, катушку выполняют из большого числа витков медной проволоки небольшого сечения, а для компенсации температурной погрешности включают добавочные резисторы из манганина.
Ввиду относительно слабого собственного магнитного поля на показания электромагнитных приборов весьма значительное влияние оказывают внешние магнитные поля. Для снижения их влияния измерительный механизм защищают стальным экраном. В приборе имеется корректор (8, 9).
Встречаются конструкции, в которых устанавливают две неподвижные катушки с самостоятельными сердечниками, насаженными на одну ось, так называемые астатические приборы (рис. 9ДО). Здесь обе обмотки включены последовательно, но так, что их потоки Фх и Ф2 направлены встречно, а моменты, создаваемые этими потоками и действующие на подвижную часть прибора, согласны. При такой конструкции внешний магнитный поток Фвш в одной катушке усиливает, а в другой уменьшает вращающий момент прибора на равные значения. Этим исключается влияние внешнего магнитного поля.
Астатические приборы изготовляют для классов точности 0,5 и 1,0 и только переносного исполнения (лабораторные, испытательные комплекты). Простота конструкции, невысокая стоимость, пригодность для постоянного и переменного токов, большая перегрузочная способность, возможность непосредственного включения амперметров на большие токи привели к широкому распространению этих приборов в промышленных установках.
Недостатками электромагнитных приборов можно считать неравномерность шкалы, низкую чувствительность, сравнительно большое собственное потребление (амперметры — до 5 ВА, вольтметры — до 10 В-А), чувствительность к влиянию внешних магнитных полей.
ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ И ФЕРРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
Электродинамические приборы имеют две катушки. Неподвижную катушку I выполняют из двух частей, между которыми проходит ось. На оси укреплена подвижная катушка 2. Противодействующий момент создается двумя пружинами (на рисунке не показаны).
Через них осуществляют и присоединение подвижной катушки к цепи.
Приборы электродинамической системы применяют для измерения в цепях переменного и постоянного токов, так как направление вращающего момента не изменяется при изменении направления обоих токов.
В зависимости от способа взаимного включения катушек электродинамический прибор может быть использован как амперметр, вольтметр, ваттметр или фазометр.
При использовании электродинамического прибора в качестве амперметра на токи выше 0,5 А катушки нельзя включать последовательно из-за трудности подвода больших токов к подвижной катушке, так как подсоединение подвижной катушки к цепи осуществляют через спиральные пружины, создающие противодействующий момент.
В этом случае обе обмотки катушек соединяют параллельно. Условно обмотка неподвижной катушки показана толстой линией, обмотка подвижной катушки — тонкой линией.
Благодаря различным конструктивным приемам (форме катушек, их расположению) оказывается возможным получить линейную шкалу для электродинамического амперметра начиная с 20% от верхнего предела измерения.
Совпадения по фазе переменных токов в обмотках подвижной и неподвижной катушек (j= 0) достигают включением последовательно с катушками элементов с активным и индуктивным сопротивлениями.
При использовании электродинамического прибора в качестве вольтметра обе обмотки прибора включают последовательно друг с другом и с добавочным резистором Rд .
При использовании электродинамического прибора в качестве ваттметра обмотку неподвижной катушки включают в цепь последовательно (тогда I1 = I), а обмотку подвижной катушки, соединенную последовательно с добавочным резистором Rд , — параллельно зажимам приемника. Реактивное сопротивление этой цепи очень мало и поэтому R2 + RД »Z2 . Можно считать, что практически ток I2 совпадает по фазе с напряжением U на зажимах приемника.
Направление отклонения подвижной системы прибора зависит от взаимного направления токов в обеих обмотках. Поэтому для правильного включения обмоток их зажимы маркируют. У так называемых «генераторных» зажимов обмоток (зажимов, к которым следует присоединять провода со стороны источника питания) ставят знак * (звездочка). На электрических схемах эти зажимы обмоток обозначают точками.
При угле сдвига фаз j > 90° (что возможно в некоторых случаях измерений) cosj отрицателен и, следовательно, отклонение стрелки прибора также должно быть отрицательным. Чтобы иметь возможность измерить такие отрицательные мощности, в ваттметрах устанавливают переключатель для изменения направления тока в обмотке подвижной катушки. Положение переключателя отмечено знаками плюс и минус. Измеренное значение нужно записывать с со ответствующим знаком по положению переключателя» Электродинамические приборы имеют специальный экран, защищающий их от воздействия внешних магнитных полей.
ИНДУКЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ
Принцип действия индукционных приборов основан на взаимодействии бегущего магнитного поля с вихревыми токами, индуцируемыми этим же полем в проводящем подвижном диске.
Бегущее поле создается двумя магнитными потоками, сдвинутыми на некоторый угол по фазе и в пространстве. Можно создать индукционные приборы любого назначения — амперметры, вольтметры, ваттметры и др. На практике наибольшее распространение получили индукционные счетчики электрической энергии,
Приведенная конструкция (трехпоточная) счетчика состоит из двух электромагнитов 1 и 2 и подвижного алюминиевого диска 5. Диск укреплен на оси, которая связана с помощью червячной передачи со счетным механизмом. Диск вращается в зазоре электромагнитов. Магнитный поток Ф1 электромагнита 1 U-образной формы создается током I приемника электрической энергии, так как его обмотка включена последовательно в цепь нагрузки. Поток Ф1 дважды пересекает диск и незначительно отстает по фазе от образующего его тока I. Поэтому можно считать, что значение потока Ф1 в первом приближении пропорционально току I: Ф1 = kI. Электромагнит 2 имеет Т-образный вид. На его среднем стержне расположена гистерезис и вихревые токи. Подвижная катушка вращается около неподвижного стального сердечника 4, помещенного в соосную расточку магнитопровода. Стороны обмотки (рамки) 3 подвижной части находятся в зазоре между магнитопроводом и неподвижным стальным сердечником, где магнитное поле достигает значительно больших значений, чем магнитное поле, создаваемое в воздухе неподвижной катушкой электродинамического прибора.
. Так как реактивное сопротивление этой обмотки большое, можно считать, что ее полное сопротивление ZU » ХU , и ток IU в обмотке сдвинут по фазе относительно напряжения U почти на p/2. Поток ФU , как видно из рисунка, делится на две части: рабочий поток Фр и потоки ФL , которые замыкаются помимо диска по боковым ветвям магнитопровода 2. Таким образом, ФU = ФP + 2ФL .
Рабочий поток Фр проходит по среднему стержню магнитопровода и пересекает диск, замыкаясь через про-тивополюсную скобу 4, средняя часть которой находится под центральным стержнем магнитопровода 2. При такой конструкции под диском находятся три полюса (два от U-образного магнита и один от Т-образного магнита). Потоки ФL определяют сдвиг по фазе между потоками ФP и Фr Вихревые токи, индуцируемые в диске магнитными потоками, пропорциональны магнитным потокам и частоте. Магнитный поток ФP индуцирует в диске вихревой ток.
Взаимодействие между индуцируемым током в диске и созданным им потоком, например, между Iв I и Фr , не создает электромагнитной силы, так как g = p/2 и cosg = 0. Электромагнитные силы создаются только в результате взаимодействия магнитного потока ФP с током Iв I и потока ФI с током Iв.р .
Противодействующий момент Мпр создается постоянным магнитом 3, в поле которого вращается диск, и является тормозным моментом, пропорциональным частоте вращения диска. Постоянный магнитный поток Ф индуцирует во вращающемся диске ЭДС Ев = -Фda/dt,под действием которой в нем возникает вихревой ток Iв = Ев /Rд , где Rд — сопротивление диска. Когда моменты равны, т. е. Мт = Мвр , частота вращения диска постоянна (установившийся режим).
Число оборотов диска за промежуток времени.
Таким образом, число оборотов диска пропорционально расходу электроэнергии. Величину ст /ср 2p называют постоянной счетчика. Она показывает, какому количеству киловатт-часов электроэнергии соответствует один оборот диска. Червячная передача счетного механизма учитывает постоянную счетчика, и счетный механизм непосредственно отсчитывает энергию в киловатт-часах.
Поскольку индуцируемые токи во вращающемся элементе зависят от частоты сети ¦, ее изменение сказывается на правильности показаний счетчика.
Для трехфазных систем выпускают счетчики, состоящие из трех и двух однофазных систем (для четырех- и трехпроводной сети). В этом случае вращающий элемент является общим и счетный механизм показывает потребление электроэнергии трехфазным электроприемником.
Индукционные счетчики весьма надежны в эксплуатации.
ИЗМЕРЕНИЯ В ОДНОФАЗНЫХ ЦЕПЯХ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА
Измерения тока и напряжения в цепях синусоидального тока мало чем отличаются от измерений в цепях постоянного тока. Как уже указывалось, верхний предел измерения амперметров можно увеличить с помощью специальных шунтов. С этой же целью для амперметров применяют трансформаторы тока, а для вольтметра — трансформаторы напряжения . Схему с использованием измерительных трансформаторов напряжения применяют при измерениях в сетях напряжением выше 1 кВ.
При применении измерительных трансформаторов необходимо следить, чтобы их нагрузка не превосходила номинальных значений, указанных в паспорте. Для обеспечения более высокой точности измерения выбирают измерительные трансформаторы с классом точности выше, чем класс измерительных приборов.
Для измерения активной мощности используют однофазные ваттметры (обычно электродинамической системы).
Р = cw n, где cw = (UН0 M IH 0 M )/N — цена деления шкалы ваттметра, Вт/дел.; N — число делений всей шкалы прибора; п — число делений шкалы прибора, отсчитанное указателем.
Если напряжение сети или на зажимах приемника превышает номинальное напряжение UH 0 M параллельной обмотки ваттметра, то последовательно с ней включают наружный добавочный резистор Rд .
При включении обмоток ваттметра через измерительные трансформаторы (рис. 10.3) цену деления ваттметра определяют с учетом коэффициентов трансформации kI трансформатора тока и kU трансформатора напряжения:
При этом надо следить за правильным включением начал и концов обмоток трансформаторов и генераторных зажимов обмоток ваттметра.
ИЗМЕРЕНИЯ В ТРЕХФАЗНЫХ ЦЕПЯХ
Те же измерения что и одно фазных.
При несимметричной нагрузке активную мощность измеряют тремя ваттметрами, каждый из которых измеряет мощность одной фазы — фазную мощность. Для этого ваттметры включают так, чтобы через последовательные обмотки замыкались фазные токи, а на параллельные обмотки были поданы фазные напряжения. Тогда фазные мощности а мощность трехфазного приемника равна сумме фазных мощностей:
Р = РА + РB + РC
Измерение мощности тремя ваттметрами возможно при любых условиях.
При симметричной нагрузке фазные мощности равны, поэтому в этом случае можно, измерив одним ваттметром мощность одной фазы Рф , найти мощность трехфазного приемника как Р = ЗРФ.
У большинства стационарных симметричных электроприемников имеется только три зажима для присоединения его к трехфазной трехпроводной сети. В этих случаях применяют схему включения ваттметра с искусственной нейтральной точкой Искусственную нейтральную точку n’ создают, включая звездой параллельную обмотку ваттметра с сопротивлением Ru и два резистора с сопротивлением R = Ru. При соединении приемника звездой IЛ = IФ и, так как на параллельную обмотку ваттметра подано фазное напряжение, ваттметр измеряет фазную мощность. Соединение приемника треугольником всегда может быть преобразовано в эквивалентную звезду. Следовательно, для получения искомой трехфазной мощности показание ваттметра надо умножать на три или отградуировать шкалу прибора с учетом этого сомножителя. Мощность трехфазного приемника при любой схеме соединения фаз, при симметричной и несимметричной нагрузках, в трехпроводной цепи может быть измерена с помощью двух ваттметров. Мгновенное значение мощности трехфазного приемника
P= PA + PB + PC = uA iA + uB iB + uC iC
iA + iB + iC =0
P = (uA -uB )iA + (uC -uB )iC
Так как разность фазных напряжений является линейным напряжением, т. е. uA -uB = uAB ; uC -uB = uCB , то p= uAB iA + uCB iC =p’+ p’’
P’=UAB IA cosa, P’’=UCB IC cosb, a=Ð(UAB ,IA ), b=Ð(UCB ,IC )
P = P’+ P’’ = UAB IA cosa + UCB IC cosb.
Достаточно иметь два ваттметра, которые должны быть включены так, чтобы в их последовательных обмотках существовали токи IА и IC , а на параллельные обмотки были поданы напряжения Uab и Ucb соответственно. В общем случае последовательные обмотки могут быть включены в любые два линейных провода, но концы параллельных обмоток всегда подключают к свободному проводу.
ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ
Сопротивление R различных элементов электрических цепей изменяется в. очень широком диапазоне. Условно сопротивления можно разделить на малые (до 1 Ом), средние (от 1 Ом до 100 кОм) и большие (более 100 кОм). Для измерения сопротивлений используют следующие методы: косвенный метод (с помощью амперметра и вольтметра), метод непосредственной оценки (с помощью омметра), метод сравнения (с помощью мостов и потенциометров).
В косвенном методе вольтметром измеряют напряжение U на резисторе, а амперметром — ток в резисторе и вычисляют сопротивление:
Rx = U/I,
при этом схема включения приборов зависит от значения измеряемого сопротивления. При малых значениях сопротивления.
Если ток IV в обмотке вольтметра с сопротивлением RU много меньше тока I в цепи (IV ≤ 0,01I), то ошибка в определении Rx по формуле не превысит 1 %.
RX = U/( I - IV )
Схему (рис. 10.106) применяют при измерении больших сопротивлений (Rx >>RI , где RI — сопротивление обмотки амперметра). Если RI I < 0,01 U, то ошибка в вычислении сопротивления Rx по (10.4) не превысит 1%. Точное значение сопротивления вычисляют по формуле
Для непосредственного измерения сопротивлений применяют омметры — приборы, у которых шкала проградуирована в омах. Обычно омметры — это приборы, объединяющие в одном корпусе миллиамперметр магнитоэлектрической системы (или магнитоэлектрический логометр), источник питания (сухой гальванический элемент) и ограничивающий ток добавочный резистор RД (рис. 10.11). При замкнутом ключе К регулируют напряжение U источника питания так, чтобы стрелку прибора установить на нулевую отметку шкалы прибора, которая находится в правом краю шкалы, при этом ток в приборе — I0 . При размыкании ключа К ток в приборе
где Rи — сопротивление измерительного механизма И. С уменьшением тока в приборе стрелка отклоняется влево. Так как U = const и Rи + Rд = const, то значение тока в приборе зависит только от Rx . Шкала прибора, отградуированная в омах, неравномерная. Значению RX = ¥
Для измерения больших сопротивлений применяют омметры с магнитоэлектрическим логометром (мегаомметры).
В методе сравнения для измерения сопротивлений применяют мосты постоянного тока . Мосты изготовляются в виде переносных приборов. В одно плечо моста включают резистор, сопротивление которого необходимо измерить. Как известно, мост будет уравновешенным, если потенциалы точек аи с одинаковы и ток в магнитоэлектрическом гальванометре, включенном в одну из диагоналей моста, будет равен нулю.
Если же сопротивления плеч моста не регулируются, а шкала гальванометра отградуирована в омах, то мост является неуравновешенным.
ПОНЯТИЯ ОБ ИЗМЕРЕНИИ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
Любой электрический прибор, предназначенный для измерения неэлектрической величины, имеет преобразователь, с помощью которого неэлектрическая величина(температура, давление и др.) преобразуется в электрическую величину (ЭДС, сопротивление и др.). В качестве электрического измерительного устройства преобразованной величины применяют магнитоэлектрический милливольтметр, цифровой измерительный прибор и др. При этом шкалу устройства отсчета электроизмерительного прибора градуируют в единицах измеряемой неэлектрической величины.
Измерительные преобразователи разнообразны по принципу действия. В индуктивных преобразователях используют зависимость индуктивности обмоток от положения, геометрических размеров и магнитного состояния элементов их магнитной цепи. Емкостные преобразователи основаны на зависимости электрической емкости конденсатора от размеров, взаимного расположения его обкладок. В пьезоэлектрических преобразователях используют эффект появления электрических зарядов на поверхности некоторых кристаллов (кварца, сегнетовой соли и др.) под влиянием механических напряжений.
Пример: Термопара
Следует отметить, что электроизмерительные приборы, используемые для измерения неэлектрических величин, имеют ряд преимуществ перед неэлектрическими приборами. Прежде всего следует отметить их низкую инерционность, т. е. возможность быстро реагировать на изменение измеряемой величины, широкий диапазон измерений соответствующей величины, возможность их включения в электрические цепи, а поэтому использование их при дистанционном и автоматическом управлении технологическими процессами и т. д.
Похожие рефераты:
Оборудование летательных аппаратов
Разработка ресурсосберегающих технологий и режимов на городском электрическом транспорте
Тиристорные устройства для питания автоматических телефонных станций
Железнодорожная автоматика и телемеханика
Билеты по физике за весь школьный курс
Теория безопасности жизнедеятельности
Электрооборудование подстанций
Разработка логической схемы управления двустворчатых ворот судоходного шлюза
Согласующее устройство для измерения четырехполюсных радиоэлементов
Средства учета количества электричества и электрической энергии