Электромеханические приборы.
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ Цель работы – изучение устройства, основных технических характери- стик и применений электромеханических измерительных приборов магнито- электрической, электродинамической и электромагнитной систем. Измеря- ются постоянные и переменные напряжения и токи, анализируются погреш- ности измерений. Исследуется частотная зависимость показаний электромаг- нитного амперметра и производится косвенное измерение сопротивлений. 1.1. Краткие сведения об электромеханических измерительных приборах Электромеханические приборы применяют для измерения напряжения, тока, мощности и других электрических величин в цепях постоянного и пе- ременного тока низкой частоты. Название электроизмерительного прибора определяется его назначением. Различают вольтметры, амперметры, ваттмет- ры, омметры, фазометры и комбинированные приборы – ампервольтметры, вольтомметры и другие. По принципу действия электромеханические приборы делятся на при- боры магнитоэлектрической, электродинамической, ферродинамической, электромагнитной, электростатической, индукционной и некоторых других систем, используемых реже. Принадлежность прибора к той или иной систе- ме обозначается условным значком на его шкале. Метрологические свойства прибора характеризуют его класс точности. Он обозначается числом на шкале прибора и указывает предел приведенной погрешности прибора, выраженный в процентах. Основой электромеханического прибора является измерительный ме- ханизм (ИМ), имеющий отсчетное устройство, неподвижную и подвижную части и демпфер для успокоения собственных колебаний последней. Кроме ИМ прибор может содержать шунты и добавочные резисторы, расширяющие пределы измерения и размещенные в том же корпусе. На подвижную часть ИМ действует вращающий момент, возникающий под действием токов и напряжений, функционально связанных с измеряемой величиной. Для его уравновешивания используются спиральные пружинки или растяжки, созда- ющие противодействующий момент, пропорциональный углу поворота по- движной части
Магнитоэлектрические приборы с преобразователями переменного тока в постоянный.
Магнитоэлектрические приборы с преобразователями
Магнитоэлектрические приборы с преобразователями.(выпрямительные, термоэлектрические, электронные).
Как говорилось выше, М. Э. приборы, самые чувствительные и точные из всех электрических измерительных приборов, пригодны только для измерения в цепях постоянного тока.
Для того, чтобы использовать М. Э. приборы в цепях переменного тока, необходимо предварительно преобразовывать переменный ток в постоянный.
В
зависимости от применяемых преобразователей
размечают приборы:
1.Выпрямительные.
2.Термоэлектрические
3.
Электронные.
Эти приборы состоят из М. Э. измерительного механизма преобразователя в одном корпусе.
Выпрямительные приборы.
Выпрямительные приборы представляют собой сочетание М. Э. измерительного механизма и одного или нескольких полупроводниковых выпрямителей.
Назначение — измерение относительно малых токов и напряжений в относительно широком диапазоне частот.
В качестве выпрямителей применяются в настоящее время германиевые и кремниевые диоды.
В зависимости от соединения И. М. с выпрямителем, схемы выпрямительных приборов делятся на:
а) с однополупериодным выпрямлением;
б) с двухполупериодным выпрямлением.
В схемах двухполупериодного выпрямления, наиболее распространенных, выпрямленный ток проходит через И. М. в обе половины периода. При этом вдвое увеличивается ток через И. М. и, собственно, повышается чувствительность к току.
а) Однополупериодная схема выпрямления:
|
М=В·Sw·Iср/2
α=B·S·w/W·Iср/2
M=1/T·∫mt·dt=1/T∫Bt·s·w·i(t)dt=β·s·w·Icp/2
Чувствительная к току
б)Двухполупериодная схема выпрямления
|
М=В·S·w·Iср
α=B·Sw/W·Iср
I/Iср=Кср; Заменяя Iср в выражениях для М, получим:
а)М=В·S·w/2Kср ·I; б) М=В·S·w/Kср ·I
Достоинства:
1. Высокая чувствительность.
2. Малое собственное потребление.
3. Возможность работы на повышенных частотах:
а) без компенсации 500-200 Гц;
б) с компенсацией до 40 кГц.
Точность невысокая – 1,0-1,5
За счет нелинейных характеристик полупроводниковых выпрямителей, сильного влияния температуры, а также погрешности от формы искаженной кривой токов или напряжений при f>40 кГц появляется влияние собственной емкости полупроводниковых выпрямителей.