Раздел 2. Аналоговые электромеханические измерительные приборы
2.1.Общие сведения об аналоговых электромеханических измерительных приборах Единицы физических величин
Основными единицами Международной системы единиц СИ являются: метр (м)- единица длинны, килограмм (кг) – единица массы, секунда (с) – единица времени, ампер (А)- единица электрического тока, кельвин (К)- единица термодинамической температуры, кандела (Кд) – единица силы света, моль- единица количества вещества. Остальные единицы измерения системы являются производными и определяются через основные единицы.
-
Наименование
физической
величины
Название единицы
Сокращенное обозначение
Частота
Герц
Гц
Сила'
Ньютон
Н
Работа, энергия,
количество
теплоты
Джоуль
Дж
Мощность
Ватт
Вт
Кол-во электричества
Кулон
Кл
Электрическое напряжение
Вольт
В
Электрическое сопротивление
Ом
Ом
Электрическая проводимость
Сименс
См
Электрическая емкость
Фарада
Ф
Поток магнитной индукции
Вебер
Вб
Магнитная индукция
Тесла
т
Индуктивность
Генри
г
Напряженность электрического поля
Вольт на метр
В/м
Напряженность магнитного поля
Ампер на метр
А/м
Добавляя к наименованиям основных и производных единиц системы соответствующие приставки, получают наименование кратных и дольных единиц.
-
Наименование приставок
Отношение к главной единице
Обозначение
Тера
1012
T
Гига
109
G
Мега
106
M
Кило
103
k
Гекто
102
h
Дека
10
da
Деци
10-1
d
Санти
10-2
c
Милли
10-3
m
Микро
10-6
µ
Нано
10-9
n
Пико
10-12
p
Атто
10-18
А
Аналоговые электромеханические приборы Аналоговыми называются приборы, у которых показания являются непрерывной функцией изменения измеряемой величины. Такими приборами можно измерять ток, напряжение , мощность, частоту, фазовый сдвиг. Приборы состоят из: измерительной цепи, измерительного механизма и отсчетного устройства. Измерительная цепь предназначена для преобразования любой измеряемой величины в ток или напряжение. Измерительный механизм (ИМ) предназначен для преобразования электрической энергии полученной от измерительной цепи в механическую энергию перемещения подвижной части измерительного механизма. Момент, который возникает под действием тока или напряжения от измерительной цепи называется вращательным. Если на подвижную часть будет действовать только один вращательный момент, она каждый раз будет поворачиваться до упора и не зависеть от измеряемой величины поэтому в систему вводят противодействующий момент, который создается специальными пружинами или растяжками, определяется по формуле
,
где λ- угол поворота подвижной части.
Д- удельный противодействующий момент зависящий от конструкции прибора и для данного измерительного механизма величина постоянная.
Равновесие в системе наступит при равенстве моментов
,
Основное уравнение шкалы прибора, его градуированная характеристика:
В зависимости от принципа преобразования электрической энергии в механическую энергию, различают измерительные механизмы следующих систем:
- ИМ магнитоэлектрической системы.
- ИМ электромагнитной системы.
- ИМ электродинамической системы.
- ИМ ферродинамической системы.
- ИМ электростатической системы.
- ИМ индукционной системы.
- ИМ вибрационной системы.
- ИМ тепловой системы.
Несмотря на разнообразие этих систем, некоторые детали и узлы имеют одинаковое назначение и устройство- это успокоители, противовесы, корректор, отсчетное устройство, пружины, растяжки, и т.д.
Успокоители. Время успокоения должно быть 4 сек., чтобы получить такое время все системы снабжаются успокоителями, которые могут быть жидкостными, воздушными и магнитоиндукционными.
Магнитоиндукционный
успокоитель состоит из постоянного
магнита (1) , алюминиевого селектора (2)
связанного с подвижной частью прибора.
При перемещении сектора в постоянном магнитном поле в нем индуцируется вихревые токи, взаимодействующие с полем магнита. В результате этого взаимодействия создаются силы, препятствующие перемещению сектора и ускоряющие таким образом затухание подвижной части измерительного механизма.
Противовесы - служат для уравновешивания подвижной части и исключение погрешности за счет бокового трения.
Корректор - служит для установки стрелки прибора на «0» перед началом измерения.
Отсчетное устройство - шкала и указатель. На шкалу кроме градуировки в измеряемых значениях наносят условные обозначения.