Магнитоэлектрическим измерительным механизмом

Постоянный

магнит Подвижная рамка

с током

Здесь происходит взаимодействие поля постоянного магнита с полем, созданным рамкой с током, вследствие чего рамка поворачивается, а на рамке «сидит» указатель (стрелка или «заяц»).

Применяется на постоянном токе и на инфранизкой частоте (доли Герца).

Это высокочувствительные и высокоточные приборы. М_ПРОТ противодействие создаётся механическим путём.

б) Логометр магнитоэлектрический

Измеряет отношения токов первой и второй рамок.

Одна рамка Другая рамка

Показания не зависят от колебаний напряжения U питания.

I₁/I₂ , R

М_ПРОТ создаётся электрическим путём.

2)

Прибор электромагнитный

Поле неподвижной катушки с током и поле

сердечника взаимодействуют друг с другом.

Неподвижная Является электромагнитным прибором.

катушка (НК) Работает на постоянном токе и переменном с

Подвижный сердечник частотой до 400 Гц , не более.

Менее точен и менее чувствителен чем приведённые в пункте 1), зато не дорогостоящие.

Измеряют токи и напряжения.

Электродинамические приборы.

3) а) Прибор электродинамический

Две неподвижные Принцип:

катушки Токи напускаем на обе неподвижные

катушки и подвижная катушка

Подвижная катушка со стрелкой даёт показания.

Работает на постоянном токе и на переменном до 15 кГц. Высокоточные, являются перемножителями, а следовательно, могут мерить мощность P. Соответственно меряют токи и напряжения.

б) Такой прибор называется электродинамический логометр.

На его основе делают фазометры (прибор, соответственно,

измеряющий смещение фаз).

4) Прибор ферродинамический

Неподвижные Все катушки на общем

катушки сердечнике.

Ферродинамический прибор

Сердечник Подвижная катушка

Работает на постоянном токе и переменном до 400 Гц. Условия эксплуатации: тряска и вибрация. Поэтому на их основе делают самопишущие корабельные приборы. Измеряют действующее значение.

5) Прибор электростатический

Неподвижный электрод Происходит взаимодействие полей

подвижного и неподвижного электродов.

Подвижный электрод

Называется прибор электростатическим измерительным.

Работает на постоянном и переменном напряжении с частотой до 100 000 Гц. Ток не измеряет.

Является высокоточным.

мВ , кВ (!)

6) Название: индукционный счётчик энергии

Принцип: Вихревой индукционный механизм вращается

Показывает за счёт не менее двух переменных полей, сдвинутых

наличие в пространстве и во времени.

вихревых токов

Катушки внутри прибора

Алюминиевый диск «сидят» на сердечнике

Электромеханические приборы с преобразователем

7)

Магнитоэлектрический выпрямительный (диодный) прибор

(с преобразователем). (ТЕСТЕР)

Выпрямитель Позволяет измерять переменный ток на уровне 20 кГц.

Реагирует на среднее значение.

8) Магнитоэлектрический термоэлектрический прибор для

измерений. Является амперметром до 1 МГц.

На концах термопары возникает ЭДС, пропорциональная

Термопара протекающему току.

Холодные концы

Течёт ток Горячий спай

9) Это современные электронные приборы, имеющие

широкий частотный диапазон и работающие на

ТРИОД постоянном токе.

Лампа

Примечание:

НР Магнитоэлектрический прибор с подвижным магнитом. Работает в

условиях вибрации и тряски. Чувствительность невысока.

ПМ мА , А , В

Электронные приборы

ЭС

ППИ

СК, СУН

ОУ

X = ? Многопредельный

мкВ, мВ, В (много шкал)

Кабельный

вход

БП

(повышает помехоустойчивость)

Обозначения:

ЭС – электрическая схема

ППИ – переключатель пределов измерения

СК, СУН – схема калибровки, схема установки нуля

БП – блок питания

ОУ – отсчётное устройство

0 ………. 1 мВ

0 1 В

ОУ:

а) Собственно, электрический прибор с магнитоэлектрическим

электрическим механизмом.

б)

с электростатическим измерительным механизмом

в) ЭЛТ – осциллограф

Приборы универсальны, измеряют все величины; имеют широкий диапазон частот. Для электронного прибора сопротивление входа стремится к бесконечности (проще говоря, составляет мегаомы).

+

ЭлВ

R_Н параллельно R_ВХ

-

R_Н И чтобы R_Н работало необходимо увеличить входное

сопротивление до очень большого (поэтому на входе разрыв).

Цифровые приборы

П

X = ?

ЦОУ

3, 85 В

АЦП

A Д

З Напрямик к ЭВМ

Кодовый в магистраль

Э (дискретный) выход системы

Обозначения:

П – преобразователь (входная величина X – всё что угодно)

АЦП – аналого-цифровой преобразователь

ЦОУ - цифровое отсчётное устройство. Десятичное число – трёхразрядное.

Э – экран

Достоинства:

Универсальность

высокая точность

возможность вывода на экран ЭВМ

Пример простейшего цифрового прибора – на следующей странице.

T_X f_X = ? f_X = 1/ T_X

Простейший пример цифрового прибора

ЦОУ

УУ

ГИЗД

СИ (ПУ)

Ф

К

X = ?

Код

Пуск

t_ГИЗД

К

t_ГИЗД = const

Обозначения:

Ф – формирователь (сделал импульс дискретным)

К – ключ

СИ – счётчик импульсов

(ПУ – пересчётное устройство)

ЦОУ – цифровое отсчётное устройство

УУ – устройство управления

ГИЗД – генератор импульсов заданной длительности

f_X

N – количество прошедших импульсов

t_ГИЗД = const Импульс – дискретная величина N = f_{X *} t_ГИЗД = const

Это пример прибора, называемого интегрирующий вольтметр (частотный). В этих приборах измеряемое напряжение U_X (подаваемое на вход) предварительно преобразуется в частоту импульсов f_X = k∙U_X , где k – коэффициент преобразования. Затем эта частота измеряется по приведённой на рисунке схеме.

В общем случае показания интегрирующего частотного вольтметра

Показания прибора пропорциональны среднему за время t_ГИЗД значению U_X.

Аналого-дискретные приборы

Прибор с газоразрядным самосканирующим отсчётным устройством (см. пред. лекцию).

СУ

ГЛИН

УУ

ДЧ

KI, KII, KIII …

ГРСОУ

KA

(ГРСОУ)

U_ГЛИН Отсчёт U_X

переключение

Повторное

переключение

Надо, чтобы l = U_X , где l – длина света газоразрядной трубки

Обозначения:

ГЛИН – генератор линейно изменяющегося напряжения

ДЧ – датчик частоты

УУ – устройство управления

U_X U_ГЛИН

U_X1 U_ГЛИН = k _* t

U_X2

t

t₁ t₂

Ключи переключаются много раз, для этого и необходим ДЧ.

Лекция 8