- •Рецензенты:
- •Оглавление
- •Предисловие
- •Введение
- •Глава 1. Основныепонятияи определения измерительной техники
- •Основные понятия и определения метрологии
- •Единицы физических величин
- •Классификация и методы измерений
- •Классификация средств измерений
- •Метрологические характеристики средств измерений
- •Классификация погрешностей
- •Модели измерительного процесса
- •Систематические погрешности
- •Случайные погрешности
- •Обработка результатов измерений
- •Суммирование погрешностей
- •Формы записи результатов измерений
- •Глава 2. Технические средства измерений электрических величин
- •Электромеханические измерительные приборы
- •Электромагнитные измерительные приборы
- •Электродинамические измерительные приборы
- •Ферродинамические измерительные приборы
- •Электростатические измерительные приборы
- •Индукционные измерительные приборы
- •Электромеханические приборы с преобразователями
- •Измерительные трансформаторы тока и напряжения
- •Измерительные трансформаторы переменного тока
- •Измерительные трансформаторы напряжения
- •Основными параметрами трансформатора напряжения
- •Электронные измерительные приборы
- •Электронные вольтметры постоянного тока
- •Электронные вольтметры переменного тока
- •Электронный вольтметр среднего значения
- •Амплитудный электронный вольтметр (диодно- конденсаторный)
- •Электронный вольтметр действующего значения.
- •Электронный омметр
- •Цифровые измерительные приборы
- •Измерительные мосты и компенсаторы
- •Компенсаторы постоянного тока
- •Компенсаторы переменного тока
- •Автоматические компенсаторы постоянного тока
- •Мосты переменного тока
- •Глава 3. Общие сведения об измерении неэлектрических величин
- •Схемы включения преобразователей в мостовые схемы
- •Динамические свойства преобразователей
- •Классификация измерительных преобразователей
- •Глава 4. Параметрические преобразователи
- •Фотоэлектрические преобразователи
- •Емкостные преобразователи
- •Тепловые преобразователи
- •Погрешности термоанемометра
- •Погрешности газоанализатора.
- •Ионизационные преобразователи
- •Реостатные преобразователи
- •Тензорезистивные преобразователи
- •Индуктивные преобразователи
- •Магнитоупругие преобразователи
- •Погрешности магнитоупругих преобразователей
- •Применение магнитоупругих преобразователей
- •Генераторные преобразователи
- •Гальванические преобразователи
- •Глава 5. Классификация ацп, методыпреобразования и построения ацп
- •Аналого-цифровое преобразование сигналов
- •Классификация ацп
- •Классификация ацп по методам преобразования
- •Метод последовательного счета
- •Метод поразрядного уравновешивания
- •Метод одновременного считывания
- •Построение ацп
- •Сравнительные характеристики ацп различной архитек- туры
- •Параметры ацп и режимы их работы
- •Максимальная потребляемая или рассеиваемая мощность
- •Глава 6. Измерительные информационные системы
- •Стадии проектирования иис:
- •Роль информационных процессов
- •Виды и структуры измерительных информационных систем
- •Основные компоненты измерительных информационных систем
- •Математические модели и алгоритмы измерений для измерительных информационных систем
- •Нет Корректировка алгоритма измерения Измерение
- •Разновидности измерительных информационных систем
- •Многоточечные (последовательно-параллельного дей- ствия) ис
- •Аппроксимирующие измерительные системы (аис).
- •Телеизмерительные системы
- •Системы автоматического контроля
- •Системы технической диагностики
- •Системы распознавания образов
- •Особенности проектирования измерительных информационных систем
- •Интерфейсы информационно-измерительных систем
- •Заключение
- •Список литературы
- •Основные и производные единицы Основные единицы измерения
- •Приборы для измерения электрической мощности и количества электричества
- •Приборы для измерения электрического сопротивления, емкости, индуктивности и взаимной индуктивности
- •И угла сдвига фаз
- •Прочие электроизмерительные приборы
- •Электронные измерительные приборы и устройства
- •Средства измерений и автоматизации
- •ГосТы, осТы и нормативные документы иис
Компенсаторы переменного тока
Компенсационный метод измерения напряжения может быть применен и на переменном токе. В таких компенсаторах для пол- ного уравновешивания двух напряжений необходимо выполнить четыре условия: равенство напряжений по модулю; противопо- ложность их фаз; равенство частот; одинаковая форма кривой Ux и UK.
Осуществление двух первых условий обеспечивается кон- струкцией компенсаторов. Третье условие выполняется при пи-
тании объекта измерения и компенсатора от одного источника. Четвертое условие выполнить практически невозможно, так как UK всегда синусоидально, a Ux может быть любой формы, поэто- му полной компенсации достичь не удается, а только уравнове- шивается первая гармоника. В качестве индикатора равновесия на промышленной частоте применяется вибрационный (резо- нансный) гальванометр; на более высоких частотах – электрон- ные нуль-индикаторы; на звуковых – телефоны, усилители с вы- прямительными приборами на выходе.
По способу компенсации неизвестного напряжения компенса- торы переменного тока подразделяются на два вида:
полярно-координатные – с отсчетом измеряемого напряже- ния в полярных координатах (регулируется модуль UK и отдельно егофаза);
прямоугольно-координатные – с отсчетом измеряемого напряжения в виде геометрической суммы двух взаимно перпен- дикулярно составляющих.
I1 Rрег
A
~U T
~Ux
а
UК
Uка НИ
0 b W1
M
c W2
R
1
d
Ux
I2
Рис. 2.22. Упрощенная принципиальная схема прямоугольно-координатного компенсатора
Прямоугольно-координатный компенсатор (рис. 2.22) содер- жит два одинаковых реохорда ab и cd, средние точки которых соединены электрически; воздушный трансформатор Т со взаим- ной индуктивностью обмоток М; регулировочные реостаты Rрег и Rf для установки рабочих токов реохордов ab и cd; амперметр А
электродинамической системы класса 0,05 или 0,1;высокочув- ствительный нуль-индикатор НИ, например осциллографическо- го типа.
По амперметру А реостатом Rрег устанавливают рабочий ток I1 реохорда ab. Под действием тока I1, протекающего по первичной обмотке трансформатора, на вторичной обмотке наводится ЭДС, равнаяЕ2 = jωMI1. Ток I2 вцепи реохорда cd определяется как
I2 E2 /( Rcd R f jL2 ) ,
где Rcd – сопротивление реохорда cd; L2, – индуктивность вто- ричной обмотки трансформатора.
Ввиду незначительности реактивного сопротивления вторич- ной обмотки трансформатора ωL2«(Rcd+Rf) фаза тока I2 практиче- ски совпадает с фазой ЭДС Е2.
Следовательно, ток I2 равен
I I e j90 .
2 1
Множитель j в выражении (2.41) означает, что ток I2 опережа- ет ток I1 на 90°. Равенство по модулю токов |I1| и |I2| устанавлива- ется резистором Rf.
Реохорды ab и cd равны по сопротивлению и длине, токи ре- охордов равны по величине и сдвинуты на 90°, а так как средние точки реохордов соединены электрически, то разность потенциа- лов между ними равна нулю. Таким образом, образуется прямо- угольно-координатная система напряжений Uy и Ux, с одинако- выми масштабами по осям.
Попеременно перемещая движки реохордов, добиваются ну- левого показания нуль-индикатора, что соответствует полной компенсации активной и реактивной составляющих измеряемого напряжения.
Значение активной составляющей компенсирующего напря- жения Uк.р определяется по положению движка на шкале реохор-
да ab, а величина реактивной составляющей Uк.p – по шкале ре- охорда cd. Тогда измеряемое напряжение Ux и начальная фаза о, находятся как
2 2
Ux
Uк.а Uк.р ; x arctgUк. р / Uк.а .
Знак начальной фазы φх определяется в зависимости от квад- ранта, в котором находится вектор компенсирующего напряже- ния Uк в прямоугольной системе координат. Так как значение то- ка I2 зависит от частоты, то для его коррекции используется рези- стор Rf.
Компенсаторы переменного тока уступают по точности ком- пенсаторам постоянного тока.