7 Айнымалы тоқты түрлендіруші магнитоэлектірлік жүйе аспаптарымен айнымалы тоқтар мен кернеулерді өлшеу
Магнитоэлектрлік жүйенің аспаптары үлкен сезімталдыққа, дәлдікке ие және аз қуат жұмсайды. Бұл аспаптарды айнымалы тоқтың тізбегінде қолдану үшін, айнымалы тоқты тұрақтыға алдың ала түрлендіру керек. Мұндай түрлендіруге жартылай өткізгішті аспаптар, термоэлектрлі түрлендіргіштер және электронды лампалар кең таратылған.
Айнымалы тоқты тұрақтыға қолданылатын түрлендіргіштің түріне байланысты түзеткіш, термоэлектрлік және электронды жүйелердің өлшеу аспаптарын айырады.
7.1 Түзеткіш жүйенің амперметрлері және вольтметрлері
Берілген өлшеу аспаптары магнитоэлектрлік өлшеу механизмінің жартылай өткізгішті диодты түзеткішпен байланыс болып саналады. 5.1 суретте біржартыпериодты түзеткіш пен өлшеу аспабының схемасы көрсетілген.
7.1 Сурет - Біржартыпериодты түзеткіш пен өлшеу аспабының схемасы
Кірістік тоқ i(t) оң жарты толқынға Р өлшеу механизмінен, ал теріс - шекті кедергі мен диодтан құралған параллелді тармақтан өтеді.
Түзеткішті келесі түрлерден айырады: біржартылайпериодтық және екіжартыпериодтық. Өлшеуіш механизмінің екіжартыпериодты қосу схемасы кең таралған. Өлшеу механизмінің негізгі қосу схемасы 7.2 суретте көрсетілген.
Айнымалы тоқты өлшегендегі, магнитоэлектр өлшеу аспабының қозғалу бөлігіне әсер ететін m(t) айнымалы моментінің мәні мынаған тең:
;
мұнда i(t) – тоқтың лездік мәні.
В – индукция
w – рамкадағы орам саны
S – рамканың активті қиысуы
ӨМ – нің инерциялық қозғалмалы бөлігі үшін, оның ауытқуы айналу моментінің орташа мәнімен анықталады. Бұл момент біржартыпериодты түзету сұлбасымен анықталады:
;
мұнда IСР – түзетілген тоқтың орташа мәні;
Т – период.
Екіжартыпериодты түзету схемасы үшін айналу моменті екі есе үлкен.
Айналу бұрышының қозғалмалы бөлігі біржартыпериодты схемасы үшін мынаған тең болады:
;
Екіжартыпериодты сұлба үшін:
.
а)
б)
в)
г)
7.2 Сурет – Түзеткіш жүйедегі аспаптарды өлшеу механизмінің негізгі қосу схемасы.
а) - трансформаторлы; б) - мостты; в) және г) – екі диодты резисторлармен ауыстырғандағы мост.
г) схемасындағы тоқ в) схемасына қарағанда 30% - 40% -ке кіші, өйткені тоқтың бір бөлігі түзетілмейді.
Түзеткіштері бар моментті электрлік аспаптармен айнымалы тоқ тізбектеріне өлшеу жасағанда тоқ немесе кернеудің әсер етуші мәнін өлшейді. Тоқтың әсер етуші мәнінің орташа мәнге қатынасы коэффициент пішіні деп атайды:
.
Сондықтан екіжартыпериод схемасы үшін қозғалатын рамканың бұрылу бұрышының формуласын былай жазуға болады:
.
Синусоидалы тоқ үшін КФ = 1,11.
Пішіні синусоидалыдан басқа басқа болатын тоқты өлшегенде аспаптың көрсеткішінде қателік пайда болады. Егер коэффициент пішіні белгіліболса, онда синусоидалық тоқ бойынша белгіленген аспаппен өлшенетін синусоидалы пішінді емес әсер етуші тоқ келесі формула бойынша анықталады:
;
мұндағы IП – аспап көрсеткіші.
7
.3
суретте түзеткіш жүйе вольтметрінің
схемасы көрсетілген.
7.3 Сурет – Түзеткіш жүйе вольтметрінің схемасы.
Температуралық компенсация мыстан жасалған кедергімен жүзеге асады. Жиіліктік қателік С конденсаторымен компенсацияланады.
Жетістіктері: жоғарғы сезімталдылық, қуатты аз тұтыну, кең жиіліктік диапазон.
Кемшіліктері: жоғарғы емес дәлдік (дәлдік класы 1,0; 2,5); көрсеткіштің өлшенетін шамасының қисығының пішініне тәуелділігі; бастапқы бөліктегі шкаланың бірқалыпты еместігі (0 15%).
Амперметрлерді жоғарғы шегі 3 мА ден 10 мА дейін, вольтметрлеоді 75 мВ тан 600 В дейін, омметрлерді 0,5 кОм нан 5 Мом ға дейін шығарады.