- •Виды средств измерений
- •Метрологические характеристики си
- •Погрешности измерения си
- •Динамические характеристики си
- •Измерительные сигналы : непрерывные (аналоговые), дискретные, квантованные
- •Классификация видов сигналов, используемых в си
- •5. Электромеханические измерительные приборы
- •5.1. Принцип работы электромеханические измерительные приборы
- •5.2 Магнитоэлектрические измерительные приборы
- •4.Достоинства магнитомягких измерительных механизмов
- •6. Электронные приборы (электронные вольметры)
- •Электронный вольтметр переменного тока
- •Электронный вольтметр постоянного тока
- •Применение схем
- •Методы и средства измерения неэлектрических величин
- •Преобразование неэлектрических величин в электрические
- •Преобразователи холла
- •Реостатные преобразователи
- •Тензорезисторные преобразователи
- •Емкостные преобразователи
- •Индуктивные преобразователи
- •Индукционные преобразователи
- •Терморезисторные преобразователи
- •Цифровые измерительные приборы
- •Обобщенная структурная схема цип
- •Применение вычислительной техники при измерениях. Инфомационно-измерительные системы (иис)
- •Обощенная структурная схема иис
- •Организационные научные и методические основы метрологического обеспечения. Основные положения закона рф об обеспечении единств измерения, структура
- •Структура метрологического обеспечения
5. Электромеханические измерительные приборы
5.1. Принцип работы электромеханические измерительные приборы
Основным узлом электромеханического прибора является электромехани-
ческий измерительный механизм, который служит для преобразования электро-
магнитной энергии измеряемого входного сигнала в механическую энергию
перемещения подвижной части механизма. В большинстве случаев переме-
щение подвижной части измерительного механизма представляет собой вра-
щательное движение, поэтому выходной величиной является угол поворота
подвижной части с закрепленной на ней стрелкой. Кроме измерительного
механизма электромеханический прибор имеет масштабные преобразователи
и вспомогательные элементы (крепежные детали, демпферы, ограничители и т.п.).
Уравнение преобразования измерительного механизма имеет вид:
dWe
M = , (3)
dα
где We – энергия электромагнитного поля, сосредоточенная в механизме
М – механический момент, вращающий подвижную часть механизма
α – угол поворота подвижной части механизма
Для того чтобы угол α зависел от измеряемой величины, в измерительный механизм вводится пружина, создающая противодействующий момент.
Мα = W·α , (4)
где W – удельный противодействующий момент
α – угол
Противодействующий момент Мα направлен против вращающего момен-
та М. Показания электромеханического прибора устанавливаются при условии равновесия.
М = Мα (5)
По способу преобразования электромагнитной энергии электромеханичес-
кие измерительные механизмы делятся на пять основных групп:
1. Магнитоэлектрические измерительные механизмы (МЭИМ).
2. Электромагнитные измерительные механизмы (ЭМИМ).
3.Электродинамические измерительные механизмы (ЭДИМ).
4.Индукционные измерительные механизмы (ИИМ).
5.Электростатические измерительные механизмы (ЭСИМ).
5.2 Магнитоэлектрические измерительные приборы
Состав:
1) магнитоэлектрические измеряемые механизмы(МЭИМ);
2) масштабные преобразователи (дополнительное сопротивление, шунты,
делители напряжения);
3) вспомогательные элементы и устройства.
1. Принцип действия МЭИМ
В основу работы МЭИМ положен принцип Лоренца.
На проводник с током, расположенном в магнитном поле, действует сила Лоренца.
Fл
I
B
Рисунок 10. Действие силы Лоренца, на проводник, расположенный в магнитном поле
2. Схематическое устройство МЭИМ.
8 7
1 N 4 S
N
S
B
5
2
I
3 6 1
Рисунок 11. Статическое устройство МЭИМ
1 – постоянный магнит;
2 – магнитопровод из мягкой углеродистой стали;
3 – полюсные наконечники (башмаки);
4 – магнитомягкий круговой цилиндр из малоуглеродистой стали;
5 – катушка из изоляционного каркаса с обмоткой из медного провода;
6 – противодействующая пружина (используется спираль Архимеда или тор-
сионы);
7 – стрелка, жестко связанная с подвижной катушкой;
8 – шкала.
3. Работа МЭИМ
Постоянный магнит 1 создает магнитный поток, который замыкается через магнитопровод 2, полюсные наконечники 4 и рабочий зазор. Если в катушку 5 подается ток I , то при взаимодействии его с магнитным полем, индукцией Вδ, в рабочем зазоре возникает момент Лоренца. Этот вращающий момент
уравновешивается противодействующим моментом пружины 6. В момент успокоения угол отклонения подвижной части механизма α указывает какой ток протекает через измеряемый механизм.
Уравнение связи (связь между входной и выходной величинами) МЭИМ:
Bδ·S·N
α = · I , (6)
W
где Вδ – магнитная индукция в рабочем зазоре;
S и N – соответственно площадь поперечного сечения и число витков
измерительной катушки
W – удельный противодействующий момент пружины.