Лекции.Орг
 

Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника


Электромеханические измерительные системы



Измерительные приборы для измерения параметров электрической цепи можно поделить на следующие виды:

-стрелочные приборы на базе электромеханических измерительных систем,

-аналоговые электронные вольтметры.

-универсальные цифровые вольтметры.

Структурную схему аналогового электромеханического прибора в общем виде можно представить как:

Измерительная цепь – обеспечивает преобразование электрической величины Х в промежуточную электрическую величину Y, функционально связанную с величиной Х и пригодную для непосредственной обработки измерительным механизмом.

Измерительный механизм – основная часть прибора, предназначенная для преобразования электромагнитной энергии в механическую, необходимую для создания угла поворота a.

Отсчетное устройство – состоит из указателя, связанного с измерительным механизмом и шкалы.

По типу измерительного механизма приборы делятся на:

магнитоэлектрический механизм;

электромагнитный механизм;

электродинамический механизм;

ферродинамический механизм;

электростатический механизм:

 

Общие технические требования ко всем электроизмерительным приборам нормируются ГОСТ 22261-82.

Условные обозначения определены в ГОСТ 23217-78.

 

Магнитоэлектрические измерительные приборы

Общее устройство прибора электромагнитного типа показано на рис. 1 и рис. 2.

Рис.1 Рис.2

На рис. 1 показана схема магнитоэлектрического механизма с подвижным магнитом, а на рис. 2- с неподвижным магнитом.

На рисунке приняты следующие обозначения:

1- стрелка; 2- катушка; 3- постоянный магнит; 4- пружина; 5- магнитный шунт; 6- полюсные наконечники.

Данный механизм, примененный непосредственно, может измерять только постоянные токи.

Достоинства магнитоэлектрических приборов: большой вращающий момент при малых токах, высокие классы точности, малое самопотребление, высокая чувствительность,

 

Недостатки магнитоэлектрических приборов: сложность конструкции, высокая стоимость, невысокая перегрузочная способность.

Данная система применяется в тестерах, гальванометрах.

 

Элекродинамические измерительные приборы

Устройство электродинамического механизма и векторная диаграмма, поясняющая его работу, приведены на рис. 3:

Рис. 3

Электродинамический измерительный механизм работает по принципу взаимодействия магнитных потоков двух катушек. Электродинамический механизм состоит из двух катушек. Одна из них подвижная, а другая укреплена неподвижно. Токи, протекающие по этим катушкам и магнитные потоки, ими образуемые, при своем взаимодействии создают вращающий момент.

Показание прибора будет пропорционально токам протекающим по катушкам и косинусу угла сдвига фаз токов.

Достоинства:

-возможность измерения комбинации двух токов, например мощности,

-возможность измерения фазы.

Недостаток:

-малая чувствительность

-большое потребление мощности от измеряемой цепи.

Применяются в основном при токах 0.1…10А и напряжениях до 300 В.

Система применяется для измерения напряжений, токов и мощности.

Ферродинамические приборы

Ферродинамический прибор выполняется на основе электродинамического механизма, у которого неподвижная катушка намотана на магнитопровод. Это защищает прибор от внешних электромагнитных полей и создает больший вращающий момент, т. е. повышается чувствительность.

Электромагнитные измерительные приборы

Устройство измерительного механизма электромагнитного типа показано на рис. 4:

Рис. 4.

В электромагнитных измерительных механизмах для создания вращающего момента используется действие магнитного поля катушки с током на подвижный ферромагнитный (чаще пермоллоевый) лепесток. Достоинства электромагнитных механизмов: пригодность для работы в цепях постоянного и переменного тока; большая перегрузочная способность; возможность непосредственного измерения больших токов и напряжений; простота конструкции. Недостатки электромагнитных механизмов: неравномерная шкала; невысокая чувствительность; невысокая точность, большое самопотребление мощности; подверженность влиянию изменения частоты; подверженность влиянию внешних магнитных полей и температуры.

Применяется для щитовых приборов в электротехнических установках.

 

Электростатические измерительные приборы

Схемы механизмов различных конструкций показаны на рисунке. На рис. 5 а приведена схема с изменяющейся площадью электродов, а на рис. 6- с изменяющимся расстоянием между электродами.

Рис. 5 Рис.6

Принцип действия электростатического измерительного механизма основан на взаимодействии сил, возникающих между двумя разнозаряженными пластинами. Достоинства электростатических приборов: высокое входное сопротивление, малую входную емкость, малую мощность самопотребления, широкий частотный диапазон, могут использоваться в цепях переменного и постоянного тока, показания не зависят от формы кривой измеряемого сигнала. Недостатки электростатических приборов: приборы имеют малую чувствительность и невысокую точность.

Применяется в вольтметрах для высоких и сверхвысоких частот.

В зависимости от назначения стрелочного прибора применяется та или иная электромеханическая система. Для тестеров обычно применяют магнитоэлектрическую измерительную систему. Измерительные головки на базе данной системы имеют наивысшую чувствительность. За счет включения в прибор дополнительных устройств можно измерять напряжение, силу тока и сопротивление.

Достоинствами стрелочных тестеров, обеспечивающими их массовое применение, являются:

-универсальность, то есть возможность измерять различные величины (U, I, R) в достаточно широком интервале (напряжение в интервале от долей вольта, до 250-1000В, сопротивление от нескольких Ом, до сотен КОм),

-малая чувствительность к электрическим помехам при измерении постоянных напряжений.

-высокая оперативность отсчета, когда требуется лишь оценка нахождения сигнала в заданной зоне.

Обладает стрелочный тестер и существенными недостатками. Главные из них:

-невысокая надежность электромеханических измерительных систем при неправильной установке рода работы или предела измерения,

-малая точность,

-неудобство считывания результата измерения по шкалам,

-невысокое входное сопротивление в режиме измерения напряжения, что приводит к существенной методической ошибке при измерениях.

В последние годы электромеханические измерительные приборы почти повсеместно вытесняются цифровыми.





Дата добавления: 2015-05-08; просмотров: 222 | Нарушение авторских прав


© 2015-2017 lektsii.org.

Ген: 0.006 с.