Тема 5 преобразователи измеряемых величин

— Самое несложное из всего! — ответил Коровьев. — Тем, кто хорошо знаком с пятым измерением, ничего не стоит раздвинуть помещение до желательных пределов.

шунты; делители напряжения; трансформаторы тока; трансформаторы напряжения;

выпрямители

Назначение преобразователей - расширение пределов измерения измерительных приборов.

1.ШУНТЫ

Назначение - обеспечить измерение постоянного тока большого значения

Схема

Принцип действия: измеряемый ток вызывает падение напряжения на сопротивлении шунта, пропорциональное измеряемому току, по этому падению оценивается значение тока.

 

Особенность: на всех шунтах происходит одинаковое падение напряжения 75 мВ при номинальных для них значениях токов.

 

2. ДЕЛИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ И ДОБАВОЧНЫЕ РЕЗИСТОРЫ

Добавочный резистор

Назначение - увеличить диапазон измерения вольтметров. Схема

Принцип действия: измеряемое напряжение вызывает ток в резисторах делителя, имеющих такое сопротивление, что падение напряжения на R2 находится в диапазоне измерения

вольтметра V. В схеме с добавочным резистором функцию R2 выполняет собственное сопротивление вольтметра.

Математическая модель.

U₂=U₁R₂/(R₁+R₂) -схемы с делителем напряжения,

U₂=U₁R_v/ (R_д+R_v) -схемы с добавочным резистором.

 

ТРАНСФОРМАТОРЫ ВООБЩЕ

Назначение – преобразовывать параметры электрической энергии (напряжения, тока)

Принцип действия – переменное напряжение

прикладывается к первичной обмотке, в ней возникает ток, который создает магнитный поток (МП) в магнитопроводе. МП индуктирует в обмотках ЭДС, пропорциональную числу витков.

 

3. ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА (ТТ)

Назначение - обеспечить измерение переменного тока большого значения.

СхемаУсловное изображение

Принцип действия.

Измеряемый ток I₁ проходит через первичную обмотку трансформатора и индуктирует во вторичной обмотке ток I₂ такой, что МДС обеих обмоток равны и противоположно направлены

Математическая модель.

Особенности

· одинаковый выход всех ТТ - 5А при номинальных значениях измеряемых токов;

· для ТТ недопустим разрыв цепи вторичной обмотки;

· сопротивление в цепи вторичной обмотки должно быть не более указанного в паспорте.

 

4. ТРАНСФОРМАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ (ТН)

Назначение - обеспечить измерение переменного напряжения большого значения.

Схема

Принцип действия: первичное напряжение U₁ индуктирует во вторичной обмотке ЭДС U₂,

пропорциональную ему.

Математическая модель

Особенности:

· все ТН имеют одинаковое вторичное напряжение U₂=100В при различных номинальных значениях первичного U₁;

· сопротивление в цепи w₂ должно быть достаточно велико, чтобы обеспечить режим, близкий холостому ходу.

 

5. ВЫПРЯМИТЕЛИ

Назначение – обеспечить измерение переменных тока и напряжения магнитоэлектрическими приборам

Схемы Условное обозначение

 

Принцип действия: через прибор проходит выпрямленный ток, пропорциональный переменному.

Математическая модель

- для двухполупериодного выпрямления

-для однополупериодного

 

Особенности

· высокая чувствительность

· малое потребление мощности

· невысокая точность.

Тема 6 ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОСЦИЛЛОГРАФ (ЭЛО)

Кот ответил: — хорошо, хорошо, я буду молчаливой галлюцинацией!

понятие; электронно лучевая трубка (ЭЛТ); масштабное преобразование;

развертка; измерение параметров

ПОНЯТИЕ ЭЛО

Назначение – наблюдение и измерение напряжения, быстро изменяющегося во времени («быстро» – со скоростью большей, чем может воспринять зрение (>1Гц? >10Гц?)).

Схема

Принцип действия

Светящаяся точка на экране отклоняется по вертикали измеряемым напряжением (u_вх), по горизонтали – напряжением развертки (u_р). В результате светящаяся линия изображает зависимость u_вх(u_р). Чаще всего u_р=kt и изображается u_вх(t).

Иллюстрация

 

2. ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ТРУБКА (ЭЛТ)

Назначение –преобразовать изменение напряжения во времени в положение светящейся точки в пространстве.

Схема

Принцип действия

Светящаяся точка на экране, созданная электронным лучом, отклоняется пропорционально напряжению на пластинах, между которыми проходит луч. Благодаря послесвечению экрана видна траектория отклонения.