10.Зона и принципы действия измерительных органов с двумя величинами

В измерительном органе с двумя электрическими величинами сравниваются или сами воздействующие величины (U и I), или величины, линейно зависящие от них, например А = k₁ U + k₂ I и В =k₃ U + k₄ I . В общем случае коэффициен­ты k₁— k₄ являются комплексными. Они не зависят от U и I. Для анализа пове­дения измерительного органа используют плоскости комплексных перемен­ных Z= U / I или W= А / В, связанных между собой следующими зависимостя­ми [9]:

9. W = (k₁ Z + k₂) / (k₃ Z + k₄) и Z = (k₄ W - k₂) / (k₁- k₃W)

В плоскостях имеются соответствующие друг другу зоны действия и зоны недействия, разделенные граничными линиями.

Для измерительного органа, сравнивающего величины А и В по их абсолютному значению, граничная линия определяется равенством W= 1 при любом угле φ сдвига фаз между ними и является окружностью с центром в начале координат и радиусом, равным единице. Зоной действия при W ≥1 является плоскость вне окружности (рис. В.11, а). Сравнивать по абсолютному значению можно величины как переменного, так и постоянного тока. Сравнивать по фазе можно лишь величины переменного тока. При этом условием появления сигнала на выходе измерительного органа является

φ₁ < (А, В) <φ₂ или φ₁ < arg W <φ₂, так как угол между векторами А и В представляет собой аргумент их отношения. При φ₂ = φ₁+ π, что обычно имеет место, граничная линия является прямой, проходящей через начало координат (рис. В.11, б).

Рассмотренные способы осуществления аналоговых измерительных органов могут быть реализованы и цифровыми методами обработки сигналов с помощью микропроцессоров и микроЭВМ.

При этом появляется возможность выполнить и новые алгоритмы осуществления программных измерительных органов как непрерывного, так и релейного действия.

11.Зона действия измерительного органа при сравнении 2-х величин по абсолютному значению

Для измерительного органа, сравнивающего величины А и В по их абсолютному значению, граничная линия определяется равенством W= 1 при любом угле φ сдвига фаз между ними и является окружностью с центром в начале координат и радиусом, равным единице. Зоной действия при W ≥1 является плоскость вне окружности (рис. В.11, а). Сравнивать по абсолютному значению можно величины как переменного, так и постоянного тока. Сравнивать по фазе можно лишь величины переменного тока. При этом условием появления сигнала на выходе измерительного органа является

φ₁ < (А, В) <φ₂ или φ₁ < arg W <φ₂, так как угол между векторами А и В представляет собой аргумент их отношения.

12.Линейные преобразователи входных величин (резисторы и конденсаторы)

Резисторы – это наиболее распростра­ненные компоненты электронной аппаратуры,с помощью которых осуществляется регулирование и распределение элек­трической энергии между цепями и элементами схем.

В зависимости от назначения резисторы подразделяются на две группы: 1) общего назначения (диапазоны номиналов 1 Ом–10 МОм, номинальные мощности рассеивания 0,062–100 Вт); 2) специального назначения, которые подразделяются на: а) высокоомные резисторы (от десятков мегаом до сотен тераом, рабочее напряжение 100 – 400 В); б) высоковольтные (сопротивления до 10 Ом, рабочее напряжение единицы – десятки кВ); в) высокочастотные (имеют малые собственные емкости и индуктивности); г) прецизионные (повышенная точность – допуск 0,001 – 1%, стабильность, номиналы 0,1 Ом–10 МОм, номинальные мощности рассеивания до 2 Вт). Переменные резисторы подразделяются на подстроечные и регулировочные.

Конденсаторы, как и резисторы, являются одним из на­иболее массовых элементов электронных цепей. Электрические характеристики, конструкция и область их применения зависят от типа диэлектрика между его обкладками. По виду ди­электрика конденсаторы постоянной емкости можно подраз­делить на пять групп: 1) с газообразным диэлектриком (воз­душные, газонаполненные, вакуумные); 2) с жидким диэлект­риком; 3) с твердым неорганическим диэлектриком (керамичес­кие, стеклокерамические, стеклоэмалевые, стеклопленочные, тонкослойные из неорганических пленок, слюдяные); 4) с твердым органическим диэлектриком (бумажные, металлобумажные, фторопластовые, полиэтиленфталатные); 5) с оксидным диэлек­триком (электролитические, оксидно-полупроводниковые, ок­сидно-металлические), выполняемые с использованием алюми­ния, титана, ниобия, сплавов тантала и ниобия.

У конденсаторов различают номинальное С_ном и фактичес­кое С_ф значения емкости.

13.Линейные преобразователи входных величин (катушки индуктивности и трансформаторы)

Катушки индуктивности, за исключением дросселей, пред­назначенных для использования в цепях питания, не являются комплектующими изделиями. Одна из разновидностей катушек индуктивности носит название дросселей. Их основное назначение – обеспечить большое сопротивление для переменных токов и малое для постоянных или низкочастотных токов.

Трансформаторами называются статические устрой­ства, обеспечивающие преобразования параметров переменных напряжений и токов. Трансформаторы позволяют: изменять уровни и фазу напряжений (токов); согласовывать сопротив­ления источника сигнала и нагрузки; разделять цепи по постоянному току; изменять форму переменного напряжения (тока).

В настоящее время преимущественно применяются элект­ромагнитные трансформаторы, принцип работы которых ос­нован на преобразовании энергии электрического поля в энер­гию магнитного поля и обратном преобразовании последней. Тем самым осуществляется передача электрической энергии из одной цепи в другую. Различают трансформаторы питания электронной аппара­туры и сигнальные трансформаторы.

Трансформаторы питания электронной аппаратуры – это трансформаторы малой мощности, предназначенные для преобразования напряжения электрической сети в напряжения, необходимые для питания электронных устройств.

Сигнальные трансформаторы – это трансформаторы ма­лой мощности, предназначенные для точной передачи, преоб­разования и запоминания электрических сигналов. Их подраз­деляют на входные (обеспечивающие согласование входных сопротивлений электронных узлов и источников сигнала), выходные (обеспечивающие согласование выходных сопротив­лений электронных устройств с сопротивлениями нагрузок) и импульсные (обеспечивающие преобразование и формирова­ние импульсных сигналов).