14. Измерительные усилите¬ли Измери́тельный усилитель — электронный усилитель, применяемый в процессе измерений и обеспечивающий точную передачу электрического сигнала в заданном масштабе

Основные нормируемые характеристики

Диапазон частот

Диапазон изменения модуля коэффициента передачи

Допустимая погрешность модуля коэффициента передачи

Нестабильность модуля коэффициента передачи в полосе частот

Уровень шума

Входное сопротивление

Выходное сопротивление

Выходное напряжение

Коэффициент нелинейных искажений

Общие сведения

Измерительные усилители применяются в качестве предварительных усилителей слабых сигналов постоянного и переменного токов, а также в качестве выходных усилителей мощности. Их чувствительность по току достигает значений 10−15 А; по напряжению — нескольких микровольт. Усилители, предназначенные для повышения мощности источников звукового и ультразвукового диапазонов, имеют выходную мощность 4—6 Вт.

Усилители, как правило, строятся по многокаскадной схеме с применением разнообразных видов местной и общей отрицательной обратной связи для обеспечения стабильности коэффициента передачи и частотной характеристики.

Управление коэффициентом усиления производится с помощью межкаскадных аттенюаторов.

В усилителях, предназначенных для измерения слабых величин постоянного тока (электрометрические усилители), первые каскады усиления расположены в выносном измерительном блоке, допускающем подключение непосредственно к источнику сигнала, и выполнены на специальных электрометрических лампах, обеспечивающих большое входное сопротивление и высокую чувствительность.

Некоторые усилители имеют встроенные индикаторы уровня, позволяющие определять значение входного сигнала

15. Датчики положения и перемещения

Существует два основных метода определения положения и измерения перемещения.

 Датчик вырабатывает сигнал, который является функцией положения одной из его частей, связанной с по-

движным объектом, а изменение этого сигнала характеризует перемещение объекта.

 Перемещение объекта рассматривается как совокупность элементарных перемещений, причем датчик

формирует импульс, соответствующий каждому элементарному перемещению. Таким образом, перемеще-

ние объекта определяется суммой импульсов датчика.

Датчики первой группы получили название абсолютных (или датчиков с абсолютным отсчетом), второй –– отно-

сительных или датчиков последовательных приращений (инкрементных).

16. Электромагнитные датчики положения Электромагнитные датчики положения

Главным элементом электромагнитного датчика положения (ЭДП) является индуктивный ЧЭ с подвижным магни-

топроводом (сердечником). Информативным параметром является индуктивность ЧЭ или наведенная в его обмот-

ках ЭДС индукции. В первом случае ЭДП является индуктивным, во втором – индукционным. Исторически ин-

дуктивные датчики явились первыми промышленными устройствами для измерения малых перемещений.

Основные электромагнитные соотношения

Наличие тока в обмотке электрической машины вызывает в общем случае следующие электромагнитные эффекты:

1. ЭДС самоиндукции в активной обмотке (закон Фарадея)

2. ЭДС индукции в пассивной обмотке

3. магнитодвижущую (намагничивающую) силу (формула Гопкинсона)

4. магнитный момент в замкнутом контуре или в системе контуров (например, соленоиде)

Резольвер: функция преобразования и векторная диаграмма

Резольвер — это четырехобмоточная двух- и более полюсная электрическая

машина с индукционным взаимодействием роторных и статорных обмоток.

В многополюсных резольверах с p парами полюсов за один полный пово-

рот ротора изменение магнитного поля (период изменения выходного сигна-

ла) соответствует пространственному углу 360pо. Этот принцип получил

название электрической редукции.

Текущее значение угла определяют по значениям соответствующих напряжений:

При нагрузке в роторе возникает магнитодвижущая сила, вызванная током синусной

обмотки. Направление этой магнитодвижущей силы совпадает с осью синусной фа-

зы, ее можно представить в виде суммы двух составляющих (по отношению к потоку

возбуждения статора Фв): продольной и поперечной.

При нагрузке в синусной обмотке кроме ЭДС, пропорциональной синусу угла пово-

рота , индуцируется составляющая, пропорциональная току нагрузки и квадрату

косинуса угла поворота, которая существенно искажает синусный характер функции

преобразования:

Индуктосин — это многополюсный резольвер с плоскими печатными обмотками. Каждый проводник ротора со-

ответствует полюсу, а совокупность двух дифференциально включенных

проводников устанавливает угловой или линейный шаг w

Функция преобразования индуктосина (в пределах шага) линейна:

17. Резистивные датчики положения