7. Унифицированные преобразователи

Преобразуют измеряемую величину в унифицированный сигнал постоянного тока.

I_вых =0…5 мА; U_вых = 0…10 В; R_н = 2500…3200 Ом.

Пример. Унифицированный измерительный преобразователь переменного тока Е854/1

I_вх =0…5 А; I_вых =0…5 мА; U_вых = 0…10 В;

R_н = 2500 ± 50 Ом; К = 0,2

Лекция 6 ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

1. Физические основы работы

Структурная схема электромеханического прибора:

Измерительный механизм имеет:

◙ Неподвижную часть; ◙ подвижную часть. Для выполнения измерений необходимо создать: ◙ вращающий момент; ◙ противодействующий момент.

По способу создания вращающего момента различают системы электромеханических приборов:

1. магнитоэлектрическая (МЭ);

2. электромагнитная (ЭМ);

3. электродинамическая (ЭД);

4. ферродинамическая (ФД);

5. электростатическая (ЭС);

6. индукционная (И).

По способу создания противодействующего момента:

1. с механическим противодействующим моментом (спиральные пружины, упругие растяжки, подвес)

2. с электрическим противодействующим моментом (логометры)

Уравнение движения подвижной части прибора:

М_вр = М_и + М_у + М_пр ,

– момент сил инерции;

– момент успокоения;

.

Характер движения зависит от степени успокоения

• при  < 1 – колебательное движение (кривая 1);

• при  > 1 –апериодическое движение (кривая 3);

• при  = 1 –ускоренное (критическое) движение (2).

Частота собственных колебаний подвижной части:

Для электромеханических приборов f₀ < 10 Гц и характерно колебательное движение. Для быстрого затухания колебаний – магнитоиндукционные успокоители.

Подвижная часть реагирует:

при f_X > f₀ – на среднее значение вращающего момента,

при f_X < f₀ – на мгновенное значение.

2. Магнитоэлектрические приборы

Принцип действия основан на взаимодействии тока катушки с магнитным полем постоянного магнита.

Конструктивные исполнения:

1. с подвижной катушкой и неподвижным магнитом;

2. с подвижным магнитом и неподвижной катушкой.

с внешним магнитом с внутренним магнитом

– уравнение преобразования

магнитоэлектрических приборов

Магнитоэлектрический логометр

– уравнение преобразования логометра

Свойства:

• высокая точность, в ысокая чувствительность; малое потребление энергии;

• непригодность для измерения переменного тока, малая перегрузочная способность.

Область применения: А , V , Г , Ω в цепях постоянного тока.

Расширение пределов измерения:

по току – шунты;

по напряжению – добавочные сопротивления, делители.

3. Магнитоэлектрические приборы с преобразователями

1. Термоэлектрические приборы

Термоэлектрический прибор – магнитоэлектрический механизм с термопреобразователем.

к онтактный

термопреобразователь

бесконтактный

термопреобразователь

Уравнение преобразования: α = с I ²

Свойства:

• широкий частотный диапазон;

• малая точность; малая перегрузочная способность.

Область применения: измерение U и I в диапазоне частот от 0 до сотен МГц.