Автоматические приборы со статической характеристикой.

Рис. 1

Для получения уравнения шкалы прибора примем следующие соотношения:

, , где

- величина с соответствующим коэффициентом преобразования: ,

компенсирующая величина ,

- чувствительность выходного прибора (СП),

- коэффициент преобразования схемы прямой цепи,

- коэффициенты преобразования звеньев прямой цепи,

- чувствительность компенсационного прибора,

Используя эти соотношения, получим:

, ,

При рассмотрении метрологических свойств компенсационных приборов удобным параметром является коэффициент статизма (относительная некомпенсация K_C):

, при большом k (коэффициенте усиления)

.

Введем К_С в уравнение шкалы прибора: , следовательно

Таким образом, в уравнении шкалы прибора появилась величина K_C. Используя полученные выражения можем определить погрешность прибора в следствии изменения коэффициентов преобразования звеньев замкнутой части структурной схемы (γ_К), считаем что , следовательно: . Из уравнения видно, что нестабильность коэффициента преобразования звеньев влияет на погрешность компенсационного прибора в 1/K_C раз меньше, чем это имеет место у приборов прямого действия. При K_C << 1 погрешность, вносимая замкнутой частью схемы, может снизиться до незначительной величины.

Компенсационные приборы с фотогальванометрическими характеристиками.

Для усиления слабых сигналов постоянного тока и медленноменяющихся токов и напряжений применяют гальванические усилители (ГУ). Их основными элементами являются магнитоэлектрический гальванометр и преобразователь угла поворота рамки в электрический параметр. Применяются фотоэлектрические и трансформаторные преобразователи.

Принципиальная схема фотоэлектрического усилителя.

В исходном состоянии при I_вх=0 рамка гальванометра (Г) устанавливается так, что освещенность фоторезистора (ФР) световым лучом, отраженным от зеркала Г – одинакова и ток через R_H то есть I_вых=0. появление тока в рамке Г вызывает её отклонение, в результате чего освещенность ФР изменяется, что приводит к изменению значения его сопротивления.

Рис. 2

Баланс схемы нарушается в результате чего в R_H протекает ток I_вых (усилившись в n - раз). ОЛ – осветительная лампа.

Действие трансформаторных преобразователей, применяемых в ГУ основано на индуктировании ЭДС в рамке Г, помещенной в переменное магнитное поле неподвижных катушек, размещенных на полюсных наконечниках постоянного магнита.

Рис. 3

1- рамка МЭГ, 2- неподвижная катушка, 3-постоянный магнит, 4- цилиндрический сердечник.

При повороте рамки на некоторый угол относительно нейтрального положения под действием напряжения в рамке наводится ЭДС переменным магнитным полем катушки, эта ЭДС идет на выход через конденсатор. L и C служат для разделения цепей по переменному и постоянному току соответственно. ГУ имеют преимущество по сравнению с УПТ: магнитный уровень шумов, стабильность нуля. Недостатки: они неинерционны и чувствительны к механическим воздействиям.

Измерение малых постоянных токов и напряжений с высокой точностью очень важно. Обычные показывающие и регистрирующие приборы не отвечают требованиям по чувствительности, точности и быстродействию. В значительной степени этим требованиям соответствуют ФГКП, в которых используются фотогальванометрические преобразователи.