40. Автоматические потенциометры переменного тока

Принцип действия – уравновешивание не известного ЭДС известной ЭДС, формируемой на дополнительном участке измерительной цепи. Переменный ток характеризуется следующими основными характеристиками: 1) формой сигнала; 2) амплитудными значениями 3) частотой процесса 4) фазой сигнала.

Уравновесить сразу по всем параметрам такие сигналы практически невозможно, поэтому компенсацию производят для периодических сигналов и для гармонических сигналов. Если же форма сигнала не синусоидальна, то находиться некоторая эквивалентная по параметрам синусоида, которая по действующему значению переменного тока эквивалентна входному сигналу.

Компенсацию можно осуществить по эквивалентам синусоид. Для такой компенсации необходимо, чтобы  .      и   .    

Д ля декартовой системы координат типовая структура автоматического потенциометра имеет вид:

Уравновешивание входного напряжения производиться двумя компенсирующими напряжениями Uкх и Uку сдвинутых друг относительно друга на 90˚. Равновесие наступает когда модули Uкомп и Uх равны  и  противоположны по фазе. Если равновесия нет  то напряжение на входе усилителя ∆U≠0, сигнал усиливается ФЧУМх и ФЧУМу соответственно и поступает на управляющие обмотки двигателей Дх и Ду. Двигатели отрабатывают через редукторы перемещение ползунов реостатов rкх и rку. Как только разность управляющего напряжения станет соизмерима с чувствительностью электромеханической системы процесс уравновешивания заканчивается.

  Х

                     Uку

 Uкх                  Uх

 

                                         У

Электромеханическая система компенсации представляет собой астатическую систему у которой степень статизма стремиться к нулю. При наличии высокочувствительных усилителей абсолютное значение недокомпенсации обычно составляет единицы микровольт (потери  на трение в редукторах, начальный тормозной момент двигателей). Эта погрешность значительно меньше, чем погрешность вносимая высшими гармониками. Поэтому такие системы приняты считать астатическими.

43. Автоматические приборы со статической характеристикой.  

Для получения уравнения шкалы прибора  примем следующие соотношения: ,  , где - величина с соответствующим коэффициентом преобразования:   ,

компенсирующая величина  ,

- чувствительность выходного прибора (СП),

 - коэффициент преобразования схемы прямой цепи,

- коэффициенты преобразования звеньев прямой цепи,

- чувствительность компенсационного прибора,

Используя эти соотношения, получим:

,  , 

При рассмотрении метрологических свойств компенсационных приборов удобным параметром является коэффициент статизма (относительная некомпенсация K_C):

, при большом k (коэффициенте усиления)

. Введем   в уравнение шкалы прибора:   , следовательно 

Таким образом, в уравнении шкалы прибора появилась величина K_C. Используя полученные выражения можем определить погрешность прибора в следствии изменения коэффициентов преобразования звеньев замкнутой части структурной схемы ( ), считаем что   , следовательно:   . Из уравнения видно, что нестабильность коэффициента преобразования звеньев влияет на погрешность компенсационного прибора в 1/K_C раз меньше, чем это имеет место у приборов прямого действия. При K_C << 1 погрешность, вносимая замкнутой частью схемы, может снизиться до незначительной величины.