РОЗДІЛ 1 ОСНОВНІ ЕЛЕМЕНТИ ЕЛЕКТРОРАДІОВИМІРЮВАЛЬНИХ ПРИЛАДІВ
|
|
Скачати 0.82 Mb.
|
1.2. Електромеханічні вимірювальні механізмиСтруктурна схема електромеханічного вимірювального механізму (ВМ) приведена на рис. 1.6. Вимірювальний механізм сприймає енергію вимірюваного сигналу і перетворює її в кутове переміщення деякої рухомої частини, жорстко пов’язаної з покажчиком. Для переміщення рухомої частини необхідно, щоб на неї діяв обертаючий момент  . Якщо на рухому частину ніякі інші сили не діють, то її відхилення буде максимальним незалежно від величини обертаючого моменту. Щоб кожному значенню обертаючого моменту відповідало своє відхилення рухомої частини, необхідний протидіючий момент  , спрямований назустріч обертаючому і зростаючий при збільшенні кута повороту покажчика  . Рухома частина повертається — доти, поки зростаючий протидіючий момент не виявиться рівним обертаючому: (1.11)Усі відомі електромеханічні вимірювальні механізми працюють на принципі використання енергії електромагнітного поля. Загальний вираз для обертаючого моменту можна подати відомим рівнянням:  , (1.12)де  — кінетична енергія електричних і магнітних полів обумовлена вимірюваною величиною струму або напруги;  — кути повороту рухливої частини механізму, тобто  визначається як похідна від електричної енергії за геометричною координатою (рівняння Лагранжа другого роду).Протидіючий момент  у розглянутих механізмах створюється пружними елементами. Він пропорційний куту закручування пружного елемента і завжди спрямований у бік, протилежний: (1.13) Рис.1.6. Структурна схема електромеханічного вимірювального механізму де  — питомий протидіючий момент (постійний коефіцієнт), що залежить від властивостей пружного елемента. Відповідно до рівності (1.11) можна записати загальний вираз для кута повороту : (1.14)Незважаючи на велике різноманіття електромеханічних ВМ, можна виділити ряд загальних конструктивних елементів. Як елементи, що створюють протидіючий момент, використовують звичайно плоскі або спіральні пружини, що працюють на вигин і крутіння, а також розтяжки і підвіси, що працюють на крутіння. Наявність рухомої частини у вимірювальних механізмах викликає необхідність у спеціальних опорних пристроях, що зменшують момент тертя. Найчастіше опори рухомої частини виконують на кернах. У приладах високої чутливості рухома частина звичайно кріпиться на розтяжках або стрічкових підвісах. У процесі руху до положення рівноваги рухома частина, нагромадивши деяку кінетичну енергію, по інерції проходить це положення, а потім починає здійснювати коливання. Щоб уникнути цього, використовують спеціальні пристрої - заспокоювачі. Найчастіше застосовують повітряні і магнітоіндукційні заспокоювачі. Для візуального відліку значень вимірюваної величини використовують відлікові пристрої, що складаються з шкали і покажчика. На шкали відлікового пристрою наносяться поділки у вигляді коротких ліній, інтервал між якими називають розподілом шкали. Поділки шкали, позначені числами, називають числовими оцінками шкали. Найменше значення вимірюваної величини, зазначене на шкалі, називають початковим значенням шкали, найбільше — кінцевим. Шкали можуть бути рівномірними і нерівномірними. Діапазон вимірювань визначають за початковим і кінцевим значеннями шкали. Залежно від способу перетворення електромагнітної енергії в механічну розрізняють наступні системи вимірювальних механізмів: магнітоелектричні, електромагнітні, електростатичні, індукційні. Основні порівняльні характеристики зазначених вимірювальних механізмів подані в табл. 1.1. Розглянемо принцип дії основних ВМ і сфери їхнього застосування. У магнітоелектричному ВМ обертаючий момент створюється в результаті взаємодії магнітного поля постійного магніту і магнітного поля провідника зі струмом (звичайно у вигляді котушки). У цей час використовують магнітоелектричні вимірювальні механізми (МЕВМ) з рухомими котушкою і магнітом. У приладах з рухомою котушкою нерухому частину механізму утворює магнітна система, яка складається із постійного магніту,
полюсних наконечників і сердечника. У рівномірному кільцевому зазорі магнітної системи розташована обмотка рухомої частини (рамки), виконана з ізольованого мідного провідника. На рухомій частині кріпиться стрілка приладу. Вимірюваний струм  , протікаючи по рамці, забезпечує дію пари сил  , що створюють обертаючий момент. Запас електрокінетичної енергії розглянутого механізму визначається енергією постійного магніту  , магнітною енергією контуру зі струмом  і енергією взаємодії постійного поля магніту з контуром  [26].Використовуючи загальне рівняння (1.14) і вважаючи, що енергія постійного магніту і контуру зі струмом незмінна, знаходимо обертаючий момент  ,де  W — магнітний потік, що зчіплюється з рамкою;  —магнітна індукція в зазорі;  — активна площа рамки  — число витків.Для сталого режиму, тобто коли  , відхилення: ,де  — чутливість приладу до струму, що не залежить від кута повороту рамки і постійна по всій довжині шкали, що визначає рівномірність шкали МЕВМ.Переваги МЕВМ: висока чутливість (до  ); висока точність (до класу 0,1); мале споживання потужності від вимірюваного ланцюга ( ); лінійність перетворення (шкала МЕВМ рівномірна); мала чутливість до змін температури навколишнього середовища і зовнішніх магнітних полів.Недоліки: порівняна складність пристрою; небезпека перевантажень; можливість прямого використання тільки в ланцюгах постійного струму. МЕВМ використовують як вольтметри, амперметри і гальванометри постійного і змінного струмів (в останньому випадку з перетворенням змінного струму в постійний), а також як вихідний прилад, що фіксує, в електронних вимірювальних пристроях для вимірювання різних фізичних величин. В електромагнітному вимірювальному механізмі (ЕМВМ) обертаючий момент виникає в результаті взаємодії магнітного поля нерухомої котушки, по обмотках якої протікає вимірюваний струм з одним або декількома феромагнітними сердечниками, що звичайно є компонентами рухомої частини, жорстко скріпленої зі стрілкою. Як видно з рівняння перетворення (табл. 1.1), знак кута відхилення стрілки не залежить від напрямку струму, тобто (ЕМВМ) можна вимірювати як змінний (середньоквадратичне значення), так і постійний струм. Шкали ЕМВМ нерівномірні, однак їх нерівномірність можна зменшити, якщо підібрати відповідним чином форму сердечників. Вважається, що за рахунок зміни форми сердечника і його розташування можна одержати практично рівномірну шкалу, починаючи з 20...25 % верхньої межі вимірюваної величини. Переваги ЕМВМ: простота конструкції; здатність витримувати більші навантаження; можливість прямого вимірювання постійного і змінного струмів. Недоліки ЕМВМ: мала чутливість; значне споживання потужності від вимірюваного ланцюга (до 1 Вт); нелінійність шкали (стисла на початку і розтягнута наприкінці); значний вплив зовнішніх магнітних полів; мала точність, що пояснюється наявністю феромагнітного сердечника, у якому виникають вихрові струми і магнітний гістерезис. ЕМВМ широко застосовують для вимірювання напруг і струмів у потужнострумових ланцюгах постійного і змінного струмів промислової частоти. В електродинамічних вимірювальних механізмах ЕМВМ обертаючий момент виникає в результаті взаємодії магнітних полів нерухомої і рухомої котушок зі струмом. При наявності струмів в обмотках котушок вимірювального механізму виникає обертаючий момент, що прагне повернути рухому частину так, щоб магнітні потоки нерухомої і рухомої котушок збіглися. При вимірюваннях в ланцюгах постійного струму відхилення рухомої частини електродинамічного механізму пропорційно добутку струмів в обмотках котушок (див. табл. 1.1), а в ланцюгах змінного струму відхилення рухомої частини залежить і від косинуса кута між векторами струмів. Переваги ЕМВМ: можливість використання ЕМВМ не тільки для вимірювання напруг і струмів, але і для вимірювання потужності постійного і змінного струмів; мала похибка, тому що в механізмі немає заліза. Недоліки ЕМВМ: більша споживана потужність, мала чутливість; складність конструкції; нелінійність шкали; вплив температури і зовнішнього магнітного поля. Для збільшення чутливості (збільшення обертаючого моменту) магнітні ланцюги котушок заповнюють феромагнітним матеріалом. Це приводить до збільшення обертаючого моменту, чим забезпечується значний захист від зовнішніх магнітних полів, однак наявність сердечника приводить до збільшення похибки приладу. Прилади з ЕМВМ, доповнені феромагнітним сердечником, називають феродинамічними. В електростатичних вимірювальних механізмах ЕМВМ обертаючий момент виникає в результаті взаємодії двох електрично заряджених тіл, одне з яких нерухоме. Конструктивно вони виконуються у вигляді нерухомої і рухомої пластин, до яких прикладається вимірювана напруга. Як видно з рівняння шкали (див. табл. 1.1), такі прилади безпосередньо придатні тільки для вимірювання постійної і змінної напруг. Переваги ЕМВМ: більші межі вимірювання напруги; великий вхідний опір; мале споживання потужності від вимірюваного ланцюга (на постійному струмі потужність не споживається); широкий діапазон вимірюваних частот (до 30 Мгц). Недоліки ЕМВМ: мала чутливість; зміна ємності в процесі вимірювання; нелінійність шкали; вплив зовнішнього електричного поля. Залежно від конструкції ЕМВМ застосовують для вимірювання напруг малопотужних ланцюгів у широкому діапазоні частот, а також в ланцюгах високої напруги для вимірювання напруги до сотень кіловольт без додаткових опорів. |
Схожі:
|
Питання щодо підготовки до здачі екзамену з дисципліни "РАДІОВИМІРЮВАННЯ"... Вимірювання коефіцієнта амплітудної модуляції амплітудномодульованного (AM) сигналу |
Пам'ятка на весняні канікули! Основні правила безпеки при використанні побутових нагрівальних, електричних і газових приладів |
|
Комплексне кваліфікаційне завдання №1 з професії 7242. 1 „Контролер... Ви працюєте контролером радіоелектронної апаратури і приладів III розряду. Вам пропонується |
ПЛАН ВСТУП РОЗДІЛ І. Сутність і основні поняття валютного законодавства... Валютне законодавство України базується на принципах, які є вихідними нормативно-керівними положеннями основи механізму державного... |
|
ЗМІСТ ВСТУП 3 РОЗДІЛ І ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА УКРАЇНСЬКОГО КОНСТИТУЦІОНАЛІЗМУ РОЗДІЛ ІІ ОСНОВНІ ЕТАПИ СТАНОВЛЕННЯ УКРАЇНСЬКОГО КОНСТИТУЦІОНАЛІЗМУ ДО ЗДОБУТТЯ НЕЗАЛЕЖНОСТІ УКРАЇНИ 32 |
ЗМ ІСТ ВСТУП РОЗДІЛ ОСНОВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДІЛОВОЇ ТЕРМІНОЛОГІЧНОЇ ЛЕКСИКИ РОЗДІЛ ОСНОВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДІЛОВОЇ ТЕРМІНОЛОГІЧНОЇ ЛЕКСИКИ |
|
Тема уроку: "Знайомство з програмою MS Excel" Повторити основні елементи програм, призначених для роботи з OS Windows 2000/ХР |
СУТНІСТЬ ТА ОСНОВНІ ЕЛЕМЕНТИ ГРОШОВО-КРЕДИТНОЇ СИСТЕМИ Грошова система — це встановлена державою форма організації грошового обігу в країні |
|
Елементи графічної грамоти Основні лінії на ескізах, кресленнях: контурна, розмірна і лінія згину, їх призначення. Позначення місць нанесення клею. Ознайомлення... |
ТЕМА: Операційні системи Windows. Робота з вікнами програм та діалоговими вікнами МЕТА: засвоїти основні методи роботи з типовими вікнами програм та діалоговими вікнами; набути навички переміщення вікон, зміни розміру... |
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua