6.3. Общий принцип достижения

эффективности средств измерений.

Постановка вопроса:

Задача: согласовать R_ВХ и R_ВЫХ устройства.

–коэффициент эффективности передачи энергии.

Измерительные преобразователи:

1.Генераторные. Рис. 6.1.

Рис.6.1.

2. Параметрические. Рис.6.2.

Рис.6.2.

Определим отношение выходного сопротивления к входному, при котором выделяется максимальная мощность на нагрузке от мощности - короткогозамыкания.

Общий принцип согласования R_ВХ и R_ВЫХ.

Для генераторных измерительных преобразователей a_max–?

Мощность на нагрузке

Максимальная мощность передается на нагрузку при а=1, т.е. R_ВЫХ = R_ВХ;

Для согласования параметрических измерительных преобразователей.

Согласование важно вдвойне.

Теорема Мельштейна: реальный режим цепи, когда под действием R₀ ΔR ток в цепи изменяется при условии, что R₀ >>ΔR, эту схему можно представить в виде двух цепей (Рис.6.3. и Рис.6.4.)

1. ΔR=0

I₀ только этот ток через R₀

R_i = R₀

2. нет Е, а есть ΔЕ, зависящая только от ΔR.

Рис.6.3.

Рис.6.4.

При каком токе будет передаваться максимальная мощность?

Р_КЗΔЕ необходимо связать с Р_КЗЕ

Оптимальное при

Особенности согласования R_ВХ и R_ВЫХ на

переменном токе.

будет определяться φ_Н и φ_i.

1. Нагрузка одинакового характера (или L или C):

2. Характеры нагрузок разные L и C (колебательный контур)

–идеальное согласование (резонансная кривая).

6.4. Характеристики качества измерительных преобразователей (ип) как пассивных четырехполюсников и зависимость их эффективности преобразования от степени согласования

Выше были рассмотрены процесс передачи информации от одного ИП к другому. С этих же позиций можно рассматривать процесс передачи информации внутри самих ИП. То есть определить качество самого ИП.

Между собой четырехполюсники для энергетических измерительных преобразователей сравниваются по коэффициенту эффективности преобразования , равного отношению мощности на выходе с мощностью на входе.

Для пассивных четырехполюсников равно относительному изменению комплексного сопротивленияZ на выходе к сопротивлению на входе.

Идеальный четырехполюсник, у которого , а. Однако и . Для наилучшего согласования с нагрузкойв этом случае выбирается характеристическое сопротивление,

т.е. =.

Следовательно, оценить четырехполюсник можно коэффициентом качеств

Также как и в случае согласования ИП друг другом необходимо определить качество четырехполюсника K и степень согласования а.

Коэффициент эффективности преобразования будет зависеть как от К, так и от а . При оптимальном согласовании а =1.

Для заданного можно определить К

Если ии имеют одинаковый характер (илиL или C), то их отношение можно в расчетах использовать как чисто вещественные. Если же они имеют разный характер, то их аргументы отличаются не более чем на

,то в расчетах коэффициента эффективности ставится не 1, а 0,707

или

Выше приведенные расчеты чаще всего используется при расчетах согласующих трансформаторов Рис.6.5.

Рис. 6.5.

Ом,с = 1 Ом.

Мы должны получить приближающую к 100, чтобы получить а =1()

То есть , где n – коэффициент трансформации. Находим коэффициент

.

Зададим и вычислим .

Так как ==Ом.

Вычислим для К = 10.

Для