9. Структурные схемы измерительных приборов. Компенсационное включение преобразователей.

Данные схемы имеют обратные связи и могут быть представлены в следующем виде, как на Рис.5.

Рис.5.

Вход x подается на один из входов вычитающего преобразователя. На другой его вход подается сигнал x_ОС, той же физической природы. Величина сигнала обратной связи зависит от величины выходного сигнала ”y”. Разность сигналов подается в цепь прямого преобразования ”1”.

Для линейных преобразователей ”1” и ”2”

(14)

. (15)

Где и – чувствительность преобразователей.

(16)

Отсюда

(17)

Как правило , имеет значительную величину, отличающуюся от 1, при этом входная величина x может быть равна величине цепи обратного преобразования x_ОС, т. е. .

Выходная величина ”y” во многом определяется параметрами обратной связи или ее чувствительностью, а не прямым каналом преобразования.

Канал обратной связи должен иметь высокую точность, что обеспечит точность схемы в целом.

Чувствительность данной схемы может быть вычислена следующим образом:

(18)

Компенсационная схема позволяет устранять аддитивную составляющую погрешности и значительно уменьшить мультипликативную погрешность, вносимую 1-ым каналом (изменение S₁).

9. Аналоговые электромеханические измерительные приборы. Обобщенная структурная схема, уравнение преобразования.

Аналоговыми измерительными приборами называются при­боры, показания которых являются непрерывной функцией изменений измеряемой величины.

Важным классом аналоговых приборов являются электромеханические показывающие приборы прямого действия. Они просты, надежны, удобны в эксплуатации. Их разнообразие и точностные характеристики удовлетворяют требованиям широкого круга техничес­ких измерений.

Структурная схема. Аналоговые электромеханические приборы строятся по структурной схеме, представленной на рисунке. Они состоят иэ измерительной цепи, измерительного механизма и отсчетного устрой­ства.

Измерительная цепь осуществляет количественное или качествен­ное преобразование измеряемой электрической величины X в электри­ческую X', удобную для измерения. Она содержит резисторы и другие элементы, необ­ходимые для требуемого преобразования измеряемой величины.

Измерительный механизм преобра­зует электрическую величину Х'в механическое перемещение (угловое или линейное) а, значение которого отсчитывается по шкале отсчетного устройства, обычно проградуированной в единицах измеряемой вели­чины. Измерительный механизм состоит из подвижной и неподвижной ча­стей.

Отсчетное устройство состоит из указателя (стрелочного или свето­вого), связанного с подвижной частью прибора, и неподвижной шкалы, представляющей собой совокупность отметок, нанесенных на лицевой стороне (циферблате) прибора. Расстояние между двумя соседними отметками называется длиной деления или просто делением шкалы. Цена деления, называемая также постоянной прибора, соответствует изменению измеряемой величины, вызывающему перемещение указа­теля на одно деление.

В зависимости от принципа преобразования электромагнитной энергии в энергию движения подвижной части механизма различают магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, электростатические и индукционные приборы. Кроме того, имеются выпря­мительные, термоэлектрические и электронные приборы, которые ис­пользуют магнитоэлектрические механизмы с соответствующими преоб­разователями рода тока.

Функция преобразования (уравнение шкалы).

- вращающий момент

- противодействующий момент (w – коэф. упругости)