Раздел 2. Аналоговые измерительные приборы

2.1. Общие сведения и классификация аналоговых измерительных приборов, принцип построения, основные технические характеристики

Аналоговыми приборами называют приборы, показания которых являются непрерывной функцией изменений измеряемой величины. Для измерения напряжения и силы тока широко применяются аналоговые электромеханические приборы обозначают средства измерений, структурная схема которых представлена на рисунке 2.1.

x y  ОУ

ИС

ИМ

Рисунок 2.1 – Структура электромеханических приборов

Эта схема включает в себе измерительную схему ИС, измерительный механизм ИМ и отсчетное устройство ОУ. К электромеханической группе принадлежат измерительные приборы магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической, электростатической и индукционной систем. Приборы этих систем часто входят в состав и других, более сложных, средств измерений. По физическому принципу, эти приборы относятся к группе аналоговых средств измерения, показания которых являются непрерывной функцией измеряемой величины. Измерительная схема представляет собой совокупность сопротивлений, индуктивностей, емкостей и других элементов электрической цепи прибора и имеет своей основной задачей преобразовать измеряемую физическую величину X в некоторую новую величину Y, под воздействием которой происходит перемещение подвижной части измерительного механизма, отсчитываемое с помощью отсчетного устройства. Таким образом, если выполняется зависимость α = f (х), то прибор может быть проградуирован в единицах измеряемой величины. Понятно, что для этого необходимо, соответствовало одно, и только одно, определенное отклонение. Не менее важно, чтобы параметры измерительной схемы и измерительного механизма не изменялись при изменении внешних условий, например, температуры окружающей среды, частоты питающего схему тока и других факторов. Таким образом измерительный механизм воспринимает энергию измеряемого сигнала и преобразует её в угловое () перемещение некоторой подвижной части, жёстко связанной с указателем.

Отсчётное устройство (ОУ) состоит из шкалы и указателя (стрелки). На шкалы отсчётного устройства наносятся отметки в виде коротких линий, интервал между ними называют делением шкалы. Отметки шкалы, снабжённые числами, называют числовыми отметками шкалы. Шкалы могут быть равномерными или неравномерными. Наименьшее значение измеряемой величины, указанное на шкале, называют начальным значением шкалы, наибольшее – конечным. Диапазон показаний определяют по начальному и конечному значениям шкалы. Под диапазоном измерений понимают область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности средства измерения. При равномерных шкалах обычно диапазон показаний и диапазон измерений совпадают. Неравномерные шкалы используются в приборах определенного целевого назначения. В приборах с неравномерной шкалой диапазон показаний не совпадает с диапазоном измерений. В лабораторных приборах повышенных классов точности применяют отсчетное устройство с зеркальной шкалой, что устраняет погрешность отсчета.

Механический указатель прибора представляет собой стрелку, конец которой выполнен в форме, облегчающей отсчет показаний.