3) Магниттіэлектрлі аспаптар.

М агниттіэлектрлі аспаптар тұрақты тоқты және кернеуді өлшеуде қолданылады. Аспап құрылысы 3.3 – суретте көрсетілген. Негізгі құрамды бөліктері 1- тұрақты магнит және оған бекітілген 2-полюстер, полюстер арасына 3-болаттан жасалған цилиндр және оған жапсырылған 4-рамка, рамкаға ток екі спираль тәрізді 5-серіппелер арқылы беріледі.

3.3 – Сурет – Магниттіэлектрлі жүйе аспабының құрылысы

1- тұрақты магнит, 2- полюстер, 3- болат цилиндр, 4- рамка, 5- серіппе

Бұл жүйедегі аспаптардың жұмыс жасау принципі рамкаға берілетін ток пен тұрақты магнит өрісінің өзара әсерлесуіне негізделген. Бұл әсерлесудің нәтижесінде токқа пропорционал айналдырғыш момент пайда болады.

(3.1)

k – пропорционалдық коэффициент

Нәтижесінде қозғалмалы рамка және ол бекітілген цилиндр бірге қозғалысқа келеді. Спираль тәрізді серіппе бұл қозғалысқа кері әсер моментін туғызады.

(3.2)

D – пропорционалдық коэффициент

Айналдыру және қарсыласу моменттері өзара теңгерілгенде, рамка қозғалысы тоқтайды. Рамканың бұрылу бұрышын моменттер теңдігінен табамыз

бұдан (3.3)

- аспаптың сезімталдылығы

Аспаптың артықшылығы: шкаланың біркелкілігі, сезімталдығы, үлкен дәлдігі, энергияны аз тұтынуы.

Кемшілігі: конструкциясы күрделі және қымбат тұрады

6билет

1)Өлшеудің түрлері мен тәсілдері. Жанама өлшеу

2)Электромагниттік аспаптар

3) Термопара

1) Өлшеудің түрлері мен әдістері

Өлшеудің негізгі түрлері 1.1 суретте келтірілген

1. Сурет Өлшеу түрлері

Жанама өлшеуде өлшенетін шаманы анықтау үшін, сол шамамен функционалдық байланыста жатқан параметрлер тура тәсілмен өлшенетін, өлшеу нәтижелері бойынша өлшенетін шама есептеліп анықталады. Өлшеу теңдеуін келесі түрде жазуға болады у = F (х₁, х₂, .... х_n), мұндағы у өлшенетін шама, F – функционалдық байланыс, х₁, х₂, .... х_n тура өлшеу арқылы табылатын параметрлер.

Өлшеу әдістері деп – өлшеу принциптері мен өлшеу жабдықтарын қолдануды түсінеміз.

Өлшеу принциптері деп – өлшеу кезінде түрлі физикалық құбылыстарды (эффектілерді) қолдануды түсінеміз.

1.2 сурет Өлшеу әдістемелері

2) Электромагниттік аспаптары.

Электромагниттік аспаптары тұрақты және айнымалы тоқ пен кернеуді өлшеуде қолданылады. Электромагнитті өлшеу механизмінің құрылысы 3.4 - суретте көрсетілген.

Жұмыс принципі - қозғалмайтын катушка орамынан өтетін тоқ арқылы туындаған магнит өрісімен қозғалмалы өзекшенің өзара әсерлесуіне негізделген.

Катушкадан 1 өтетін тоқ магнит өрісін тудырады, нәтижесінде қозғалмалы өзекше 2 магниттеліп, катушкадағы саңлауға тартылады. Тартылу барысында өзекшеге бекітілген көрсеткіш тіл өлшенетін шамаға пропорционал бұрышқа бұрылады. Өзекшені бұру моменті серіппе арқылы туындаған қарсы моментпен теңгеріледі.

3.4 сурет Электромагнитті жүйе аспабының құрылысы

1- қозғалмайтын катушка орамы, 2- қозғалмалы өзекше, 3- өзекшеге бекітілген көрсеткіш тіл, 4- кері әсер моментін туғызатын серіппе

Айналдырғыш момент тұрақты тоқ үшін

(3.4)

мұндағы - энергияның бұрышы бойынша туындысы; I - өлшенетін ток; - орам индуктивтілігінің бұрышы бойынша туындысы.

Айналдыру моменті айнымалы тоқ үшін бір период ішіндегі орташа мәнмен анықталады:

(3.5)

мұндағы m(t)- айналдыру моментінің лездік мәні; I_m – орамнан өтетін токтың амплитудалық мәні.

Аспап шкаласының теңдеуі (түрлендіру теңдеуі):

(3.6)

Бұл теңдіктен шкала сипаттамасы бейсызықты екенін көреміз, яғни тоқтың квадратына тәуелді. Шкаланың біркелкі еместігін төмендету үшін аспаптың сезімталдылығы да қозғалатын бөліктің бұрылу бұрышына байланысты біркелкі болмау керек, оны табақшаның формасын таңдау арқылы іске асыруға болады.

Электромагнитті механизмнің сезімталдылығы:

(3.7)

Электромагнитті аспаптардың артықшылықтары:

айнымалы және тұрақты ток тізбектерінде өлшеу жүргізе алатындығы, асқын жүктемеге төзімділігі, ток пен кернеудің үлкен мәндерін тікелей өлшеуге қолдануға болатындығы, құрылысының қарапайымдылығы.

Электромагнитті аспаптардың кемшіліктері:

Шкаласының біркелкі еместігі, сезімталдығының жоғары еместігі, өлшеу тізбегінен айтарлықтай қуат тұтынатындығы және сыртқы магнит өрісі мен қоршаған орта температурасының әсеріне төзімсіздігі.

3) Термопара әр текті өзара дәнекерленген екі сымнан тұрады (8.6 сурет).

Егер дәнекерленген жерді t₂⁰C температураға қыздырсақ, онда t₁⁰C және t₂⁰C температуралар айырымының нәтижесінде термопарада термоэлектр қозғалтқыш күші (ТЭҚК) туындайды.

Е = К(t₂⁰C - t₁⁰C) (В) (8.5)

мұнда Е – ТЭҚК, К – пропорционалдық коэффициент, сымдардың материалдарына тәуелді өзгеріп отырады.

G

8.6 сурет. Термопара

Термопарада қолданыс тапқан материалдарға жататыны: мыс - күміс; мыс - алтын; вольфрам - молибден; вольфрам - платина; темір - константан; хромель - копель; хромель - алюминий ; т.с.с.).

Өлшеу температуралары материал түрлеріне тәуелді болып келеді. Мысалға: хромель – копель 600⁰C дейін, ал хромель - алюминий 1000⁰C дейін, ал вольфрам – молибден 2100⁰C дейін температураларды өлшей алады.

7билет

1)Электродинамикалық аспапиар

2)Термокедергі

3)Ақпараттық – өлшеуіштік жүйелер

1) Электродинамикалық аспаптар

Электродинамикалық аспаптар тұрақты және айнымалы тоқтарды, кернеулерді, қуатты және жиілікті өлшеуге арналған. Сонымен қатар, электродинамикалык механизм фазометрлерде фазалар бұрыштарының ығысуын өлшеуге пайдаланады.

3.5 суретте электродинамикалық жүйе аспабының құрылысы мен вектролық диаграммасы келтірілген. Аспаптың жұмыс істеу принципі қозғалмайтын 1 және қозғалмалы 2 катушкалардағы тоқтардың өзара әсерлесіуне негізделген.

3.5 сурет Электродинамикалық жүйе аспабының құрылысы мен вектролық диаграммасы. 1-қозғалмайтын орам 2- қолзғалатын орам.

Электродинамикалық жүйедегі өлшеу аспабын айнымалы ток көзіне қосатын болсақ, онда қозғалмайтын 1 орамнан

(3.8)

ал қозғалатын орамнан 2

(3.9)

токтары өтеді.

Айналдырғыш моменттің лездік мәні

(3.10)

Период ішіндегі орташа мәні

(3.11)

мұндағы - ток векторларының арасындағы ығысу бұрышы векторлық диаграммаға қараңыз.

Ендеше көрсеткіш механизмнің шкаласы мынаған тең

(3.12)

егер аспаптың сезімталдығын төмендегіше өрнектесек

(3.13)

онда шкала теңдігі мынаған тең болады

. (3.14)

Мұндай жүйедегі аспап тізбектегі активті қуатты өлшеуге мүмкіндік береді және ваттметрлердің жұмыс жасау принципі осы принципке негізделген.

Аспаптардың артықшылықтарына мыналар жатады:

- тұракты және айнымалы ток тізбектерінде жүмыс істеуге жарамдылығы:

- тұрақты токты өлшеудің жоғары дәлдігі (дәлдік класы 0,1, ал керек болса 0,05);

- айнымалы ток және кернеу өлшеудің жоғары дәлдігі (дәлдік класы 0,2, ал керек болса 0,1);

- тұракты және айнымалы токтың қуатын өлшегенде біркелкі және бірдей белгіленуі.