4. Измерение электрических величин аналоговыми приборами

Основные детали и узлы измерительных механизмов. Моменты, действующие на подвижную часть измерительного механизма. Противодействующий момент и способы его создания.

Разновидности электромеханических измерительных механизмов: магнитоэлектрический /обычный и логометрический/, электромагнитный, электродинамический и ферродинамичеокий, электростатический. Конструкции, принцип действия, источники погрешностей, уравнения преобразования. Эксплуатационные характеристики, область применения.

Измерительные преобразователи тока и напряжения. Шунты и добавочные резисторы; компенсация температурных погрешностей. Измерительные трансформаторы тока и напряжения. Векторные диаграммы. Измерительные трансформаторы постоянного тока. Термопреобразователи. Измерительные выпрямители.

Измерение постоянных и переменных токов и напряжений электромеханическими приборами без преобразователей рода тока.

Измерение переменных токов и напряжений магнитоэлектрическими приборами с преобразователями рода тока. Магнитоэлектрические гальванометры.

Электронные вольтметры постоянного тока. Вольтметры переменного тока амплитудного, среднего и среднеквадратичного значения. Принцип действия, структурные схемы. Эксплуатационные характеристики. Область применения. Погрешности. Измерение угла сдвига фаз, частоты, энергии. [ 1, с.56...148; 2, с.84...180; 3, c.49...96; 4, 0.59-75].

Методические указания

Необходимо рассмотреть и изучить общий принцип действия и устройство измерительных механизмов, получение обобщенного выражения вращающего момента. Вывести уравнение шкалы для всех измерительных механизмов из условия статического равновесия подвижной части. Рассмотреть устройство, конструкцию и назначение узлов и деталей, общих для всех измерительных механизмов.

При изучении измерительных преобразователей необходимо уяснить их назначение, основные расчетные соотношения, источники погрешностей. Знать способы компенсации температурных и частотных погрешностей для шунтов и добавочных резисторов; векторные диаграммы измерительных трансформаторов тока и напряжения, источники погрешностей; область применения и конструкцию трансформаторов постоянного тока; принцип действия, конструкцию и область применения выпрямительных термопреобразователей.

На базе изученного материала по электромеханическим измерительным механизмам и измерительным преобразователям нужно разобраться в преимуществах и недостатках каждого из типов электромеханических приборов для измерения токов, напряжений, угла сдвига фаз, частоты. Усвоить особенности каждой системы, основные источники погрешности, диапазон измерений, способы компенсации погрешностей и расширения диапазонов измерения. Научиться подбирать системы приборов в зависимости от параметров исследуемой цепи.

При изучении материала об электронных вольтметрах следует проанализировать структурные схемы приборов, принцип построения схем с открытым и закрытым входом для постоянной составляющей, для измерения амплитудных, средних и среднеквадратичных значений, расширение преде­лов измерений, выбор измерительного механизма на выходе схемы.

При изучения гальванометров следует обратить внимание на рассмотрение режимов движения подвижной части и выбор внешнего сопротивления исследуемой цепи.