- •1. История возникновения и развития метрологии.
- •2. Состояние и особенности применения измерительной техники в горной промышленности.
- •3. Направления и перспективы развития измерительной техники в горной промышленности.
- •4. Основные понятия и определения метрологии.
- •5. Измерительные устройства. Классификация измерительных устройств.
- •6. Измерительный преобразователь. Классификация измерительных преобразователей.
- •7. Нормативно-техническая, организационная и правовая основы метрологического обеспечения.
- •8. Понятие измерения. Классификация измерений.
- •9. Метод измерений. Классификация методов измерения.
- •10. Эталон. Классификация эталонов.
- •11. Эталон. Поверочные схемы.
- •12. Погрешность, классификация погрешностей.
- •13. Абсолютная, относительная и приведенная погрешности.
- •14. Методическая, инструментальная, систематическая и случайная погрешности.
- •15. Основная и дополнительная, статическая и динамическая погрешности.
- •16.Аддитивная и мультипликативная погрешность.
- •17.Погрешность квантования.
- •18.Понятие класса точности. Нормирование точности средств измерения.
- •19. Условные обозначения, принятые в измерительной технике.
- •6. Условия размещения прибора при измерениях:
- •7. Величина напряжения, которым испытана изоляция прибора:
- •20. Порядок поверки измерительных приборов. Требования к образцовому прибору.
- •21. Структура аналогового электромеханического прибора.
- •22. Магнитоэлектрическая измерительная система.
- •23. Электромагнитная измерительная система.
- •24 Электродинамическая измерительная система.
- •25. Ферродинамические измерительные системы
- •26. Электростатическая измерительная система.
- •27.Индукционная измерительная система.
- •28.Порядок обработки прямых и косвенных измерений.
- •29.Метрологические характеристики средств измерения в статике.
- •30.Метрологические характеристики средств измерения в динамике.
- •31. Структурная схема средства измерения. Классификация методов преобразования информации. Метод прямого преобразования.
- •32. Методы уравновешивающего и комбинированного преобразования.
- •33. Физическая величина. Единица физической величины. Международная система единиц.
- •34. Числовые параметры периодических сигналов.
- •35. Средства измерения силы тока. Схемы включения амперметров. Шунты.
- •36.Измерительные трансформаторы тока. Конструкция, векторная диаграмма, погрешности.
- •37 Средства измерения напряжения и особенности аналоговых вольтметров.
- •38. Методы и средства расширения пределов измерения вольтметров.
- •39.Методическая погрешность при измерении силы тока и напряжения.
- •40.Измерительные трансформаторы напряжения. Конструкция, векторная диаграмма, погрешности.
- •41.Цифровые вольтметры постоянного напряжения.
- •42.Вольтметр с времяимпульсным преобразованием.
- •Измерение сопротивления. Омметры.
- •Измерение сопротивления при помощи мостовых схем.
- •Измерение сопротивления методом вольтметра-амперметра.
- •47. Заземление. Измерение сопротивления заземления.
- •48. Методы и средства измерения мощности.
- •49. Измерение активной и реактивной мощности в трехфазных цепях.
- •50.Измерение мощности методом вольтметра-амперметра.
22. Магнитоэлектрическая измерительная система.
Принцип действия магнитоэлектрических приборов (рис.1) основан на взаимодействии поля постоянного магнита 1 и проводников в виде рамки 2, расположенных на стальном сердечнике 4, по которым протекает измеряемый ток I. Сила F, с которой магнитное поле постоянного магнита (N-S) действует на рамку с током I, зависит от величины тока I и магнитной индукции поля B = S, где S – площадь рамки, а - магнитный поток. В результате силового воздействия постоянного магнитного поля на рамку с током создается вращающийся момент Мвр = сI, (с – коэффициент пропорциональности), который заставляет рамку 2 вращаться. Поскольку стрелка 3 измерительного прибора жестко связана с осью рамки, стрелка прибора начинает перемещаться. Момент Мвр при определенном угле поворота уравновешивается противодействующим моментом Мпр, создаваемым пружиной 5. Стрелка устанавливается на определенном делении шкалы при равенстве моментов Мвр = Мпр. Угол поворота стрелки:
= с·I
прямо пропорционален величине измеряемого тока I, следовательно, шкала магнитоэлектрического прибора равномерная.
Направление вращающегося момента, определяемое по правилу левой руки, изменяется, если ток меняет свое направление, поэтому на клеммах прибора обязательно указывается полярность (+ и -) для правильного включения прибора (отклонение стрелки от нуля слева направо (см. рис.1)).
Если такой прибор включить в цепь переменного синусоидального тока, то на его измерительную катушку (рамку) будут действовать быстро изменяющиеся по величине и направлению силы, среднее значение которых равно нулю. В результате стрелка прибора не будет отклоняться от нулевого положения. Поэтому для измерений в цепях переменного тока магнитоэлектрические приборы можно применять только со специальными преобразователями.
Достоинства приборов данной системы: высокая точность измерений; равномерная шкала; незначительное потребление энергии; малая чувствительность к посторонним (наведенным) магнитным полям.
Недостатки: необходимость применения специальных преобразователей для измерений в цепях переменного тока; чувствительность к перегрузкам.
Класс точности (определение класса точности см. 2.2.) магнитоэлектрических приборов 0,5-1,5. Чаще всего они применяются для измерения напряжения, тока и сопротивления в цепях постоянного тока. Условное обозначение прибора
Рассмотрим магнитоэлектрический логометр.
В логометрах противодействующий момент создается не механическим путем, а электрическим. Для этого в магнитоэлектрическом логометре (рис. 2.2) подвижная часть выполняется в виде двух жестко скрепленных между собой рамок 1 и 2, по обмоткам которых протекают токи I1 и I2. Направления токов в обмотках выбираются так, чтобы моменты M1 и M2, создаваемые рамками, действовали навстречу друг другу. Один из моментов вращающий, а второй — противодействующий. Хотя бы один из моментов должен зависеть от угла поворота. Значит, один (или несколько) из параметров, определяющих значение момента, должен являться функцией угла α. Технически наиболее просто сделать зависящей от угла поворота индукцию В. Для этого магнитное поле в зазоре должно быть неравномерным, что достигается неравномерностью зазора (с этой целью сердечник на рис. 3.2 сделан эллипсоидальным).
В общем виде выражения для моментов M1 и M2 могут быть записаны так:
где ;и— функции, выражающие закон изменения индукции для рамок1 и 2 при перемещении их в зазоре. При установившемся равновесии моменты M1 и M2, равны, т. е.
откуда
Выражение для угла поворота можно представить так:
(2.5)
Из выражения (2.5) видно, что отклонение подвижной части логометра зависит от отношения токов в его обмотках.
Измерительные механизмы магнитоэлектрических логометров применяют, прежде всего, в омметрах.