лр3

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ИИСТ

отчЁт

по лабораторной работе №3

по дисциплине «Аналоговые измерительные устройства»

Тема: «ИССЛЕДОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ВНУТРЕННЕГО НАПОЛНЕНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ»

Студент гр. 9587		Медведев Г.Н.
Преподаватель		Минаев А. В.

Санкт-Петербург

2022

Цель работы: исследование конструкции и знакомство с основными узлами электромеханических приборов.

Задание

1.Вскрыть электромеханический прибор по заданию преподавателя.

2.Описать основные узлы электромеханического прибора.

3.Определить тип измерительного механизма.

4.Дать обоснование влияния конструктивных элементов на метрологические характеристики электромеханических приборов.

Методические указания к работе

Электромеханические приборы относятся к приборам прямого преобразования. Структурная схема таких приборов представлена на рисунке 1. где ИЦ-измерительная цепь, ИМ-измерительный механизм, ОУ-отсчетное устройство. Указанные узлы расположены, как правило, в общем корпусе.

Рис. 1

В ИЦ происходит преобразование входного сигнала X в одну или две промежуточные электрические величины Y1, Y2, воздействующие на измерительный механизм ИМ. ИЦ служит также для расширения пределов измерения и компенсации погрешностей.

В измерительном механизме ИМ происходит преобразование промежуточных электрических величин Y1, Y2 в электромеханическую, в результате чего создается вращающий момент и происходит поворот подвижной части ИМ в сторону возрастания показаний на угол α. В зависимости от принципа действия ИМ различают следующие типы измерительных механизмов: магнитоэлектрический, электромагнитный, электродинамический, ферродинамический, электростатический, индукционный.

Отклонение подвижной части ИМ наблюдают с помощью отсчетного устройства УО. ОУ является частью конструкции прибора, предназначенной для отсчета значений измеряемой величины. В электромеханических приборах ОУ состоит из шкалы и указателя стрелки или светового указателя. По ОУ определяют показания измерительного прибора Xп, т.е. значение измеряемой величины в принятых единицах этой величины.

Для выполнения работы получить у преподавателя необходимый инструмент для разборки прибора.

Вскрыть корпус прибора, обратить внимание на наличие прокладок, дать пояснения об их назначении. Визуально определить местоположение элементов каждой из трех составляющих электромеханического прибора записать их и дать обоснование влияния элементов на метрологические характеристики.

Требования к отчету

1. Отчет должен содержать:

2. Цель работы и краткое задание.

3. Описание элементов, изменяющих пределы измерения.

4. Описание элементов, осуществляющих температурную компенсацию.

5. Описание элементов, определяющих тип измерительного механизма.

6. Описание элементов, создающих противодействующий момент

7. Описание элементов, создающих момент успокоения.

8. Выводы.

Литература

Бишард Е.Г. и др. Аналоговые электроизмерительные приборы, М, Высшая школа, 1991 г.

Электромагнитный вольтметр – это прибор, предназначенный для измерения силы электрического тока в цепях постоянного и переменного тока.

Рисунок 1 – схема прибора из «Атласа конструкций электроизмерительных приборов относительной оценки»

Дифференциальное уравнение, описывающие движение подвижной части прибора:

,

Где J - момент инерции (определяется массой подвижной части измерительного механизма), P - момент успокоения (определяется действием крыла успокоителя, прикрепленного к подвижной части), w - момент противодействия (определяется спиральными пружинами)

1. Описание элементов, изменяющих пределы измерения

Изменение пределов измерения осуществляется переключателем пределов измерения. Переключение пределов происходит за счет разной коммутации секций обмоток катушек.

2. Описание элементов, осуществляющих температурную компенсацию

Температурная компенсация осуществляется за счет того, что к стрелке прибора прикрепляются две идентичные пружины с противоположным направлением. Изменение температуры воздействует на пружины одинаково, и благодаря их направленности в противоположные стороны стрелка прибора сохраняет равновесие.

3. Описание элементов, определяющих тип измерительного механизма

Элементами, определяющими тип измерительного механизма, являются катушка и сердечник, так как прибор электромагнитный. Для устранения влияния внешнего однородного магнитного поля применяется астазирование. В приборе имеются две последовательно соединенные катушки и два сердечника, укрепленных на одной оси. При наличии в катушках измеряемого тока магнитные поля катушек направлены противоположно, а поворот подвижной части вызывается полями одного направления. При попадании прибора во внешнее однородное магнитное поле, оно уменьшает вращающий момент, действующий на один сердечник, и на столько же увеличивает вращающий момент, действующий на второй сердечник. Суммарный момент и показания прибора при этом не изменяются.

4. Описание элементов, создающих противодействующий момент

Противодействующий момент создается с помощью плоских спиральных пружин, закрепленных концами на неподвижной и подвижной частях прибора и закручивающихся при повороте подвижной части.

5. Описание элементов, создающих момент успокоения

Момент успокоение создается за счет крыльчатого успокоителя, состоящего из плоского алюминиевого крыла, камеры и крышки. Крыло жестко закрепляется на оси подвижной части, при движении которой перемещается в закрытой камере, преодолевая встречный поток воздуха. Между крылом и стенками камеры имеются зазоры, через них и происходит перемещение воздуха из одной части камеры в другую.

Вывод: в ходе выполнения лабораторной работы было произведено исследование конструкции и знакомство с основными узлами электромеханического прибора; было установлено, что:

• элементом, изменяющим предел измерения, является переключатель пределов измерения;

• элементом, осуществляющим температурную компенсацию – две противоположно направленные пружины;

• элементами, определяющими тип измерительного механизма - катушка и сердечник;

• элементом, создающим противодействующий момент – плоские спиральные пружины;

• элементом, создающим момент успокоения - крыльчатый успокоитель;

было приведено дифференциальное уравнение, описывающие движение подвижной части прибора; было выяснено, что для уменьшения погрешности при измерениях в приборе используются астазирование (для устранения влияния внешнего однородного магнитного поля), зеркальная шкала (для исключения паралапса) и крыльчатого успокоителя (для уменьшения затухающих колебаний).