- •А. В. Мулик
- •Рекомендовано Редакционно-издательским советом университета в качестве конспекта лекций
- •Содержание
- •Аналоговые измерительные устройства Введение
- •Рабочая программа. Цели и задачи дисциплины.
- •2. Содержание дисциплины
- •2.1. Введение
- •2.4. Аналоговые измерительные устройства уравновешивающего преобразования.
- •3.Аудиторный и внеаудиторный практикум
- •3.1. Распределение часов по видам учебных занятий и виды отчетности
- •3.2. Аудиторные занятия
- •3.3. Внеаудиторная самостоятельная работа
- •4. Учебно-методические материалы по дисциплине.
- •4.1. Литература
- •Использование эвм:
- •Общие сведения об аналоговых измерительных устройствах. Структурная схема и классификация.
- •Классификация аип.
- •Свойства и характеристики аиу.
- •Метрологические характеристики.
- •2. Чувствительность.
- •3. Диапазон и предел измерений.
- •4. Потребляемая мощность.
- •5. Динамические характеристики приборов
- •6. Погрешности измерений.
- •Классификация погрешностей.
- •Суммирование погрешности.
- •Методы уменьшения погрешностей.
- •Общие узлы электронных измерительных приборов.
- •Масштабные преобразователи (мп).
- •Пассивные масштабные преобразователи аиу.
- •Активные масштабные преобразователи аиу.
- •Усилители переменного тока (упрт).
- •Преобразователи импеданса. Функциональные преобразователи.
- •Электронные вольтметры (эв)
- •Структурные схемы эв.
- •Выпрямительные цепи универсальных вольтметров. Пассивные паз.
- •Активные паз
- •Паи (паз импульсных сигналов)
- •Преобразователи средневыпрямленного значения.
- •Преобразователи действующего значения.
- •Универсальные вольтметры.
- •Вольтметр постоянного тока.
- •Вольтметры переменного тока (впт). Импульсные вольтметры.
- •Импульсный вольтметры (ив).
- •Измерительные генераторы сигналов (игс). Нч иг
- •Характеристики иг.
- •Низкочастотные генераторы (нчиг).
- •Генераторы на биениях. Rc-генераторы
- •Высокочастотные измерительные генераторы (вч иг). Импульсные генераторы
- •Генераторы импульсных сигналов (гис)
- •Генераторы, программно управляемые микропроцессорной системой (пуг)
- •Широкодиапазонный генератор гармонических сигналов.
- •Приборы для измерения параметров электрических цепей.
- •Электронные омметры. Принцип построения, структурная схема.
- •Делители и особенности и включения.
- •ЭОм бесконечными пределами измерения.
- •Электронные омметры с конечными пределами измерения. Схемы, погрешности.
- •Измерители сопротивлений с операционными усилителями.
- •Приборы для измерения ёмкости и индуктивности генераторным методом. Схемы
- •Приборы для измерения емкости, индуктивности и добротности
- •Частотомеры. Резонансный частотомер. Гетеродинный частотомер.
- •Гетеродинные частотомеры.
- •Конденсаторные частотомеры (кч). Принцип действия, схемы, погрешности.
- •Электронно-лучевой осциллограф. Назначение эо. Достоинства и недостатки. Структурная схема.
- •Электронный осциллограф.
- •Двухканальные двухлучевые осциллографы.
- •Запоминающие осциллографы.
- •Осциллографы (эо), содержащие микропроцессор (мп). Особенности.
- •Анализаторы спектра (ас). Назначение, принцип действия.
- •Анализаторы спектра последовательного анализа с индикаторным устройством
- •Измерители нелинейных искажений (ини).
- •Характериографы.
- •Измерение сдвига фазы без преобразования синусоиды.
- •Измерение сдвига фаз с преобразованием синусоиды с элт.
- •Двухтактные и однотактные фазометры на спусковых схемах.
- •Фазометры со спусковой схемой (с формированием коротких импульсов (однотактные)).
- •Двухтактные фазометры на спусковых схемах.
- •Аналоговые измерительные устройства уравновешивающего преобразования.
- •Структурная схема.
- •Автоматические приборы переменного тока.
- •Автоматические потенциометры переменного тока.
- •Способы регистрации.
- •Измерительные схемы.
- •Потенциометрические ис.
- •Уравновешенные мостовые схемы.
- •Опорные преобразователи
- •Реохорды.
- •Усилители.
- •Гальванометрический усилители.
- •Электрические двигатели.
- •Автоматические приборы со статической характеристикой.
- •Компенсационные приборы с фотогальванометрическими характеристиками.
- •Принципиальная схема фотоэлектрического усилителя.
- •Принципиальная схема фотогальванического микровольтметра.
- •Принципиальная схема фотогальванического микроамперметра.
- •Компенсационные приборы переменного тока.
- •Автоматические компараторы со статической характеристикой.
- •Автоматические потенциометры постоянного тока.
- •Автоматический компенсатор для измерения температуры.
- •Автоматические уравновешенные мосты для измерения температуры
- •Автоматические потенциометры и мосты с бесконтактными измерительными схемами.
Усилители.
Усилители обеспечивают требуемую мощность на выходе прибора.
Усилители приборов прямого действия усиливают абсолютные значения измеряемых величин, поэтому они должны иметь высокую стабильность коэффициента усиления и линейность в заданном диапазоне измеряемых величин.
В приборах уравновешивания стабильность коэффициента усиления не играет столь существенной роли (усилители работают в узкой зоне вблизи равновесия). В то же время его значение является весьма важным параметром, так как от него зависят метрологические характеристики прибора в целом.
В схемах АП применяются в основном электронные усилителями переменного тока, так как УПТ имеют значительный дрейф нуля, соизмеримый с сигналом рассогласования в АП, вносящий погрешность в измерение.
Усиление сигналов постоянного тока выполняется путем предварительного их преобразования в переменное напряжение с последующим усилением усилителем переменного тока.
Для преобразования сигнала постоянного тока в переменный применяются различные переключающие устройства – модуляторы (контактные и бесконтактные).
В качестве контактных модуляторов используются вибропреобразователи, по конструкции и принципу действия подобные электромагнитным реле.
Наличие механических контактов снижает надежность работы ВП, однако в современных конструкциях срок их службы доведён до установленных норма надежности работы измерительных устройств.
Применяются в качестве преобразователей и различные бесконтактные модуляторы (с динамическим конденсатором, электронные).
Гальванометрический усилители.
Для усиления слабых сигналов постоянного тока и медленно меняющихся токов и напряжений широко применяются гальванические усилители.
Основными элементами таких устройств являются МЭ гальванометр и преобразователь угла поворота рамки в электрический параметр. Применяются в основном фотоэлектрические и транзисторные преобразователи.
Гальванометрические усилители имеют преимущества по сравнению с УПТ – малый уровень шумов, стабильность нуля. Однако они инерционны и чувствительны к механическим воздействиям.
Электрические двигатели.
ЭД, используемые в схемах регистрирующих приборов, предназначены для перемещения носителя и регистрирующего органа.
Для перемещения носителя используются синхронные двигатели, обеспечивающие постоянство скорости вращения. СД используются так же для управления действием печатного механизма и переключающих устройств в приборах с многоточечной записью.
Регистрирующий орган. ЭМ самопишущего прибора приводится в действие измерительным механизмом.
В приборах уравновешивания с астатической характеристикой используются специальные ИД, предназначенные для преобразования электрического сигнала в механическое перемещение вала. Кроме функций перемещения регистрирующего органа ИД осуществляют процесс уравновешивания и управления работой регулирующих устройств.
Применяются для этих целей в основном асинхронные двухфазные двигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором (РД – 09, ДКИР - 04) отличающиеся надёжностью и простотой схемы управления.
Лекция 19
Автоматические приборы следящего уравновешивания со статической характеристикой. Структурная схема, анализ погрешностей. Компенсационные приборы с фотогальваническими усилителями. Компенсационные приборы переменного тока. Автоматические компараторы со статической характеристикой.