Измерения_1 / 1_Лекция 10
.pdf
Электромагнитныеизмерительныеприборы
Недостатки:
•невысокая точность (вследствие влияния гистерезиса в ферромагнитном лепесткеприизмеренияхнапостоянномтокеипоявлениявихревыхтоков влепесткенапеременномтоке);
•большое количество влияющих факторов: температура окружающей среды, внешние магнитные поля, частота измеряемого переменного тока (из-зазависимостииндуктивностиилиполногосопротивлениякатушкиот частоты).
Для уменьшения влияния внешних магнитных полей (поле самой катушки очень слабое) используют два пути: экранирование и астазирование.
Лекция10.Методыизмеренияэлектрическихвеличин |
21 |
Электростатическиеизмерительныеприборы
Принцип работы электростатических приборов основан на взаимодействии электрически заряженных электродов, разделённых диэлектриком.
Лекция10.Методыизмеренияэлектрическихвеличин |
22 |
Электростатическиеизмерительныеприборы
1 - подвижный электрод; 2 - неподвижныйэлектрод; 3 - ось; 4 - пружина; 5 - стрелка; 6 - шкала.
При перемещении подвижной обкладки изменяется ёмкость системы. Это перемещение через стержень 3 преобразуетсявовращениестрелки5.
Противодействующий момент создаётсяспиральнойпружиной4.
Лекция10.Методыизмеренияэлектрическихвеличин |
23 |
Электростатическиеизмерительныеприборы
Как и в случае электромагнитных приборов, шкала – квадратичная, а показанияприборанезависятотполярностивходногосигнала.
Лекция10.Методыизмеренияэлектрическихвеличин |
24 |
Электростатическиеизмерительныеприборы
Достоинства:
•высокое входное сопротивление (на постоянном токе – бесконечность), а, следовательно,малаямощностьпотребления;
•малая(нопеременная)входнаяёмкость(порядка10пФ);
•возможность использования в цепях как постоянного, так и переменного токов;
•широкийчастотныйдиапазон(до30МГц);
•независимостьпоказанийотформыкривойизмеряемогонапряжения.
Лекция10.Методыизмеренияэлектрическихвеличин |
25 |
Электростатическиеизмерительныеприборы
Недостатки:
•квадратичнаяшкала;
•малая чувствительность (из-за слабого собственного электрического поля);
•невысокаяточность(классыточности0,5-2,5);
•необходимостьэкранированияизмерительногоконденсатора.
Электростатические вольтметры применяют для измерений в цепях с маломощными источниками и при лабораторных исследованиях в цепях высокогонапряжения.
Лекция10.Методыизмеренияэлектрическихвеличин |
26 |
Электродинамическиеизмерительные приборы
В электродинамическихизмерительныхмеханизмахвращающиймомент возникает в результате взаимодействия магнитных полей неподвижной и подвижной катушек с током. Измерительные механизмы состоят из пары неподвижных катушек (круглой или прямоугольной формы), соединённых последовательно.
Лекция10.Методыизмеренияэлектрическихвеличин |
27 |
Электродинамическиеизмерительные приборы
Принцип действия заключается во взаимодействии магнитного поля раздвоенной неподвижной катушки ω1 и подвижной катушки ω2, по которой протекает измеряемый ток I2. При этом в результате взаимодействия тока подвижной катушки с магнитным полем тока неподвижной катушки создаётся вращающий момент, и подвижная катушка стремится занять такое положение, чтобы направление вектора её магнитного поля Ф2 совпало с вектором магнитногополянеподвижнойкатушкиФ1.
Лекция10.Методыизмеренияэлектрическихвеличин |
28 |
Электродинамическиеизмерительные приборы
α = |
|
1 ∂M1,2 |
I I |
|
cosϕ |
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
W ∂α |
|
|
||||||
|
1 |
2 |
|
|
||||
где М1,2 - взаимная индуктивность между катушками 1 и 2; I1и I2 -среднее |
|
|||||||
квадратическоезначениетоков; φ- фазовыйсдвигмеждутоками. |
|
|||||||
Таким образом, на постоянном токе принцип действия |
|
|||||||
электродинамических приборов аналогичен принципу действия приборов |
|
|||||||
магнитоэлектрической системы, только магнитное поле создаётся не |
|
|||||||
постоянныммагнитом,атокомнеподвижнойкатушки. |
|
|||||||
Для подвода тока в подвижную катушку и создания |
|
|||||||
противодействующегомоментаприменяютспиральныепружины. |
|
|||||||
Лекция10.Методыизмеренияэлектрическихвеличин |
29 |
|||||||
Электродинамическиеизмерительные приборы
Достоинства:
•высокая точность (малая погрешность), так как в механизме нет железных деталей; чаще всего эти приборы имеют классы точности 0,1;
0,2; 0,5;
•возможность перемножать измеряемые величины, т.е. измерять мощность,атакжефазовыйсдвиг;
•возможностьиспользованиявцепяхпостоянногоипеременноготоков.
Лекция10.Методыизмеренияэлектрическихвеличин |
30 |