4. Электростатические приборы

Принцип действия основан на взаимодействии электрически заряженных подвижных и неподвижных проводников (пластин).

Конструктивные варианты:

а) с изменением поверхности взаимодействия;

б) с изменением расстояния между проводниками.

Уравнение преобразования:

Свойства:

• применимость для измерения постоянного и переменного (в т.ч. несинусоидального) напряжения;

ничтожное потребление мощности (R_вх до 10¹⁴ Ом); широкий диапазон частот (до 10⁷ Гц).

• невысокая точность; низкая чувствительность.

Область применения: в качестве вольтметров в цепях низкого и высокого напряжения (от 30 В до 3000 кВ) в широком диапазоне частот.

Расширение пределов измерения:

с помощью активных (для U_– ) и емкостных делителей (для U_~).

5. Индукционные приборы

Принцип действия основан на взаимодействии переменных магнитных потоков с токами, индуктированными в подвижном алюминиевом диске.

Должно быть не менее двух переменных магнитных потоков, пересекающих диск и сдвинутых в пространстве и по фазе.

Вращающий момент .

Область применения: в качестве однофазных и трехфазных счетчиков электрической энергии.

Счетчики электрической энергии

В счетчике: ; ; .

Вращающий момент: .

П ротиводействующий (тормозной) момент:

При скорость вращения диска

; ; ;

Число оборотов диска ,

– действительная постоянная счетчика.

Уравнение преобразования:

Энергия, регистрируемая счетчиком: W_изм = C_нN

Погрешность счетчика: .

Трехфазный счетчик состоит из двух или трех однофазных механизмов, действующих на общую ось.

Счетчики активной и реактивной энергии отличаются передаточным числом счетного механизма и схемами включения в цепь нагрузки.

Лекция 8 ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МОСТЫ

Приборы сравнения: ● измерительные мосты;

● компенсаторы.

Основаны на использовании методов сравнения.

Измерительные мосты – электрические схемы, составленные из сопротивлений (плеч моста), источника питания и измерительного прибора.

Разделяются на: ▪ уравновешенные I_ид = 0;

▪ неуравновешенные I_ид = f(R);

1. Уравновешенные мосты постоянного тока

Применяют для измерения омических сопротивлений.

Условие равновесия

R₁, R₂, R₃, R₄ – плечи моста;

ab – диагональ питания;

сd – измерительная диагональ;

Ток в измерительной диагонали моста:

I_Г = 0 при – условие равновесия.

Измерительный прибор – высокочувствительный магнитоэлектрический гальванометр (служит индикатором нуля).

Свойства:

• высокий класс точности;

• широкий диапазон измерения (от 10^-6 до 10⁸ Ом);

• высокая чувствительность.

Относительная чувствительность моста

Одинарный мост постоянного тока

Используют для измерения сопротивлений более 1 Ом.

R_изм включается в одно из плеч моста (например R₁).

R₂ (плечо сравнения) – плавно регулируемое;

R₃ и R₄ (плечи отношения) – регулируются ступенчато (кратно 10).

Ограничение пределов измерения:

• верхний предел – влиянием R_{изоляции} и S_Г ;

• нижний предел – влиянием R_{контактов} и R_{проводников}.

Для уменьшения их влияния – четырехзажимное подключение R_изм.

Двойной мост постоянного тока

Используют для измерения сопротивлений менее1 Ом.

;

– медная шина;

R₀ – образцовое.

Измеряемое сопротивление .