Загальні відомості до вимірювальних приладів прямого перетворення
У вимірювальних приладах прямого перетворення характерним є перетворення вимірювальної інформації тільки в одному напрямку – від входу до виходу вимірювального кола, без зворотного зв'язку. Серед приладів прямого перетворення найбільш поширені електромеханічні. У них вимірювана величина або пропорційний їй сигнал перетворюється за допомогою вимірювального механізму в переміщення покажчика приладу. Залежно від способу перетворення вхідної вимірюваної величини в переміщення рухомої частини і конструктивних особливостей вимірювального механізму їх поділяють на магнітоелектричні, електромагнітні, електро- та феродинамічні, електростатичні, індукційні, теплові, біметалеві, вібраційні. За принципом дії перетворювача розрізняють випрямні, термоелектричні та електронні прилади.
Прилади електромеханічної групи призначені для вимірювання різних електричних величин. Відповідно є амперметри, вольтметри, ватметри, варметри, лічильники електричної енергії, фазометри, омметри, вимірювачі індуктивності і ємності та частотоміри.
Прилади цієї групи є шкальними, тобто приладами з відліковим пристроєм у вигляді шкали і покажчика (стрілкового чи світлового). Виняток становлять лічильники електричної енергії, які є, по суті, цифровими, оскільки їх відліковий пристрій надає вихідному сигналу цифрової форми. Окремим видом аналогових приладів електромеханічної групи є самописці, в яких передбачено запис вихідного сигналу у вигляді діаграми.
Основні технічні характеристики електровимірювальних приладів електромеханічної групи нормовані. Нормуються допустимі значення основної похибки для приладів різного класу точності, допустимі значення зміни показів приладів, спричинені відхиленням умов експлуатації від нормальних, а також основні умовні позначення (табл. 2.1).
Найважливішими зовнішніми факторами, що впливають на роботу вимірювальних приладів електромеханічної групи, є температура навколишнього середовища й зовнішнє магнітне поле
Зменшення впливу зміни температури на покази приладів досягається, звичайно, схемними способами. Для захисту від впливу зовнішнього магнітного поля вимірювальні механізми приладів (особливо електродинамічних та електромагнітних, у яких слабке власне магнітне поле) екранують або виконують астатичними.
Астатичний ВМ поєднує в одному пристрої два ідентичні механізми, рухомі частини яких закріплені на спільній осі. Активні елементи астатичного вимірювального механізму розміщені в просторі і з'єднані між собою електрично так, що утворені ними магнітні поля напрямлені в протилежні сторони. Дія зовнішнього магнітного поля зменшує власне поле одного і збільшує в такій же мірі поле другого активного елемента. При цьому результуючий обертаючий момент, який дорівнює сумі обертаючих моментів окремих механізмів, залишається тим самим, як при наявності зовнішнього поля, так і без нього. При цьому результуючий обертаючий момент, який дорівнює сумі обертаючих моментів окремих механізмів, залишається тим самим, як при наявності зовнішнього поля, так і без нього.
Таблиця 2.1.Основні умовні позначення, які наносяться на шкалах електровимірювальних приладів
Назва |
Умовне позначення |
Нормальне положення приладу: горизонтальне вертикальне під певним кутом Міцність ізоляції: вимірюване коло ізольоване від корпуса і випробуване при напрузі, наприклад 2 кВ Позначення роду струму: постійний однофазний змінний Позначення принципу дії приладу: (відповідно – прилад з механічним протидіючим моментом і логометр): магнітоелектричний електромагнітний електродинамічний феродинамічний Індукційний Електростатичний Позначення виду перетворення: перетворювач електромеханічний перетворювач напівпровідниковий термоперетворювач ізольований термоперетворювач неізольований |
|
Повністю усунути вплив зовнішнього магнітного поля можна лише тоді, коли обертаючий момент вимірювального механізму пропорційний першому ступеню вхідної величини, а зовнішнє поле в межах ВМ –рівномірне. Останнім часом перевагу надають екрануванню, як дешевому і досить надійному способу захисту, при цьому вимірювальний механізм поміщають у феромагнітний екран. У сучасних екранованих механізмах застосовують звичайно два екрани. Зовнішній екран виготовляють із сталі, а внутрішній – з пермалою. Сталевий та пермалоєвий екрани мають найбільшу магнітну проникність відповідно в середніх і слабких магнітних полях. Таке поєднання магнітних властивостей двох екранів забезпечує максимальне послаблення дії зовнішнього магнітного поля на вимірювальний механізм.