2.3 Выбор си по заданной точности и номинальному значению измеряемой величины.

Исходными данными являются требования по конструкторско-технологической документации, наибольшее и наименьшее значения измеряемой величины и допустимые значения погрешности.

Необходимо выбрать СИ по следующим исходным данным:

- номинальное значение напряжения =5В;

- допускаемое отклонение S = 0,5А;

- диапазон температуры окружающей среды: (25 – 30)⁰С;

- напряжение внешнего магнитного поля Н_{заданное} = 90А/м;

- допустимое значение погрешности измерения ;

- пределы аддитивной поправки: 10;

- среднеквадратическое отклонение показаний: 5,5.

Согласно нормативам допустимая абсолютная основная погрешность СИ:

Далее оценивается ориентировочное значение класса точности:

Выбираем

- нормирующее значение, в данном случае

Верхний предел

Ближайшим к этому является значение 10В.

Определяем предел суммарной погрешности прибора с учетом того, что дополнительную погрешность вносят колебания температуры и внешнее магнитное поле.

; основная погрешность СИ;

; допустимая температурная погрешность;

В этом случае:

Принимаю :

.

Это СИ является оптимальным для заданных условий.

Поэтому, для измерения постоянного токапри номинальном значении в 5В в заданных условиях, является амперметр с классом точности 1,5 с верхним пределом 10В.

2.4 Функциональная схема си. Описание принципа его работы и анализ источников дополнительной погрешности.

Наиболее подходящим является прибор магнитоэлектрической группы.

В магнитоэлектрической системе измерительный механизм (рис. 6) состоит из проволочной рамки с протекающим в ней током, помещенной в поле постоянного магнита (магнитопровода).

Энергия магнитного поля сцепляющегося с подвижной катушкой ,где - потокосцепление подвижной катушки.

Мгновенный вращающий момент

При протекании через катушку постоянного тока I вращающий момент:

Если противодействующий элемент создается упругими элементам, .

Где - чувствительность измерительного механизма к току.

Рис.8 Функциональная схема средства измерения

1 – постоянный магнит;

2 – магнитопровод;

3 – полюсные наконечники;

4 – неподвижный сердечник;

5 – спиральная пружина;

6 – подвижная катушка;

7 – магнитный шунт;

8 – указатель.

Магнитный шунт 7 в виде пластины из ферромагнитного материала используют для регулирования индукции в воздушном зазоре механизма путем перемещения шунта. При этом происходит перераспределение магнитных потоков через воздушный зазор и шунт. Это необходимо, например, для измерения чувствительности механизма.

Магнитоэлектрические приборы относятся к числу наиболее точных. Они изготовляются вплоть до класса точности 0,1. Высокая точность этих приборов объясняется рядом причин. Наличие равномерной шкалы уменьшает погрешности градуировки и отсчета. Благодаря сильному собственному магнитному полю влияние посторонних полей на показания приборов весьма незначительно. Внешние электрические поля на работу приборов практически не влияют. Температурные погрешности могут быть скомпенсированы с помощью специальных схем.

Большим достоинством магнитоэлектрических приборов является высокая чувствительность. В этом отношении магнитоэлектрические приборы не имеют себе равных. Известны магнитоэлектрические микроамперметры с током полного отклонения 0,1 мкА (например, типа М95, класса точности 1,0).

Благодаря этим достоинствам магнитоэлектрические приборы применяют с различными преобразователями переменного тока в постоянный для измерений в цепях переменного тока.

К недостаткам магнитоэлектрических приборов следует отнести несколько более сложную и дорогую конструкцию, чем, например, конструкция электромагнитных приборов, невысокую перегрузочную способность (при перегрузке обычно перегорают токоподводящие пружинки или растяжки для создания противодействующего момента) и, самое главное, отмеченную выше возможность применения в качестве амперметров и вольтметров лишь для измерений в цепях постоянного тока (при отсутствии преобразователей).