Вопрос 7. Работа электродинамического измерительного механизма на переменном токе.

Работа электродинамического измерительного механизма

на переменном токе

i₁=I_1m*sinwt

i₂=I_2m*sin(wt-φ)

dM₁₂

М_t = i₁*i₂* ——— - мгновенный момент.

dα

Из-за инерционности подвижной катушки она не успевает за изменением мгновенного значения момента, то есть является интегрирующим звеном.

1 _T dM₁₂

М= — * ∫ M_t dt= I₁^'*I₂^'*cosφ*——— ,

T ₀ dα

где I₁^',I₂' -действующие значения токов

Таким образом, вращающий момент М определяется действующими значениями токов и косинусом угла сдвига фаз между ними.

Вопрос 8. Вращающий момент электроста­тического измерительного механизма.

^{ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ}

Общие сведения. Основой электростатических приборов является электростатический измерительный механизм с отсчетным устройством. Они применяются, главным образом, для измерения напряжений переменного и постоянного тока.

Измерительный механизм. Вращающий момент в электроста­тических механизмах возникает в результате взаимодействия двух систем заряженных проводников, одна из которых является подвижной.

Вращающий момент электростатического ИМ

где — энергия электростатического поля системы заряжен­ных пластин; — электрическая емкость между подвижными и неподвижными пластинами; — напряжение между подвиж­ными и неподвижными пластинами.

Если напряжение постоянное, то вращающий момент

Если , то мгновенный вращающий момент

Таким образом, вращающий момент имеет постоянную и гар­моническую составляющие. Отклонение подвижной части обычно применяемого электростатического измерительного механизма под действием переменного напряжения промышленной и более высокой частоты определяется постоянной составляющей момен­та, которая может быть записана в таком виде:

^{где — действующее напряжение.}

При искаженной форме напряжения

вращающий момент

где — квадрат искаженного по форме действующего напряже­ния; — постоянная и гармонические составляющие приложенного напряжения.

Если противодействующий момент создается упругими эле­ментами, то угол поворота подвижной части

(5-24)

Из выражения (5-24) следует, что зависимость угла отклоне­ния подвижной части от напряжения нелинейна и что поворот подвижной части одинаков как при постоянном напряжении, так и при напряжении переменного тока, имеющем действующее значение, равное значению постоянного напряжения. Линейную зависимость угла отклонения от напряжения ( для значитель­ной части диапазона измерений) получают, изготовляя подвиж­ные пластины специальной формы, при которой dC/dα является требуемой функцией

Вопрос 9. Электронный вольтметр постоянного тока.

Электронный вольтметр

В электронных вольтметрах измеряемое напряжение с помощью аналоговых устройств преобразуется в ток, который подаётся на магнитоэлектрический измерительный механизм.

Особенности электронных вольтметров:

- высокая чувствительность и широкий диапазон измеряемых значений (10мВ…10кВ);

- большое входное сопротивление;

- широкий частотный диапазон.

1. Электронный вольтметр постоянного тока

ВД – входной делитель, который служит для расширения диапазона в сторону больших значений.

УПТ – усилитель постоянного тока, который служит для расширения диапазона в сторону малых значений

ИМ - измерительный механизм магнитоэлектрического типа.

α = К_v*U_x - угол отклонения стрелки.

К_v= K_вд*К_упт*S_v - коэффициент преобразования.

За счёт нестабильности К_упт и дрейфа нуля перед измерением необходимо производить калибровку вольтметра и установку нуля.