Методы и средства измерения параметров электрических сигналов и магнитных величин
Добавлено: 30 мар 2023, 22:39
Измерительный прибор – наиболее распространенный вид средст измерений. Все измерительные приборы можно разделить на аналоговые и цифровые.
Аналоговыми измерительными приборами называют приборы, показания которых являются непрерывной функцией изменений измеряемой величины.
Независимо от назначения аналогового электроизмерительного прибора и от разновидности применяемого в нем измерительного механизма любой прибор содержит общие для всех аналоговых приборов узлы и элементы: 1) отсчетное устройство, 2) устройства по созданию противодействующего и успокаивающего моментов, 3) опорное устройство. Кроме того, общими для всех аналоговых приборов являются и технические требования, определяемые соответствующими ГОСТ.
Работа магнитоэлектрических измерительного механизма (ИМ) основана на принципе взаимодействия катушки с током и магнитного потока постоянного магнита. Отклонение подвижной части ИМ линейно растет с увеличением тока, т.е. шкала прибора равномерная. Приборы магнитоэлектрической системы могут применятся только на постоянном токе.
К достоинствам магнитоэлектрических ИМ относятся: высокая чувствительность, большая точность, незначительное влияние магнитных полей, равномерность шкалы.
В электромагнитных ИМ для создания вращающего момента используют действие магнитного поля катушки с током на подвижную рамку. Угол отклонения подвижной части ИМ пропорционален квадрату тока. Шкала прибора неравномерная.
К достоинствам приборов относятся: простота исполнения, хорошая перегрузочная способность и одинаковая способность применения в цепях постоянного и переменного тока.
К выпрямительным приборам способным измерять переменный и постоянный ток (напряжение) относятся комбинированные аналоговые приборы (авометры). В комбинированном измерительном приборе используют магнитоэлектрический ИМ (микроамперметр) который может при помощи переключающего устройства соединяться с различными измерительными цепями. Шкалу прибора измеряющего переменный ток или напряжение градуируют в среднеквадратичных значениях синусоидального сигнала, поэтому средневыпрямленное значение тока, протекающего через прибор, можно выразить через среднеквадратичное значение измеряемого тока и коэффициент формы для синусоиды.
Достоинства выпрямительных приборов: высокая чувствительность по току и напряжению, малая собственная мощность потребления, широкий частотный диапазон.
Недостатки: зависимость прямого и обратного сопротивлений диода от температуры, нелинейность шкалы, невысокая точность.
Индукционные ИМ применяются в однофазных и трехфазных счетчиках измерения электроэнергии. Принцип действия механизма основан на взаимодействии двух или нескольких переменных магнитных потоков с токами, индуцированными ими в подвижном алюминиевом диске.
Измерительные мосты относятся к приборам, служащим для измерения параметров электрических цепей, для преобразования параметров цепей в электрические сигналы, измерения сопротивления и т.д. В основе работы этих приборов заложен дифференциальный или нулевой метод. При дифференциальном методе делают неуравновешенные мосты, а при нулевом – уравновешенные нулевые. Уравновешенный мост- четырехполюсник, питаемый от одного источника и имеющий две равно потенциальные точки, обнаруживаемые индикатором равновесия.
Электродинамические ИМ работают на принципе взаимодействия магнитных потоков двух катушек, по которым протекают токи. Угол отклонения подвижной части ИМ показывает, что при несовпадении по фазе токов отклонение подвижной части пропорционально произведению среднеквадратичных значений этих токов на косинус угла сдвига фаз между ними.
К достоинствам можно отнести: высокую точность и возможность использования их в цепях постоянного и переменного токов.
К недостаткам: малую чувствительность, влияние внешних магнитных полей, большую мощность потребления и малый частотный диапазон.
Электростатические ИМ работают на принципе взаимодействия электрически заряженных электродов, разделенных диэлектриком. Конструктивно электростатические приборы представляют собой разновидность плоского конденсатора, так как в результате перемещения подвижной части изменяется емкость системы.
К достоинствам приборов электростатической системы можно отнести: малую мощность потребления, возможность использования в цепях переменного и постоянного тока, широкий частотный диапазон. Показания приборов соответствуют среднеквадратичному значению измеряемого напряжения.
К недостаткам: квадратичная (неравномерная) шкала, малая чувствительность прибора, невысокая точность, возможность пробоя между электродами, необходимость экрана.
Аналоговыми измерительными приборами называют приборы, показания которых являются непрерывной функцией изменений измеряемой величины.
Независимо от назначения аналогового электроизмерительного прибора и от разновидности применяемого в нем измерительного механизма любой прибор содержит общие для всех аналоговых приборов узлы и элементы: 1) отсчетное устройство, 2) устройства по созданию противодействующего и успокаивающего моментов, 3) опорное устройство. Кроме того, общими для всех аналоговых приборов являются и технические требования, определяемые соответствующими ГОСТ.
- Классификация электромеханических измерительных приборов
- Безымянный-1.png (115.64 КБ) 1047 просмотров
Работа магнитоэлектрических измерительного механизма (ИМ) основана на принципе взаимодействия катушки с током и магнитного потока постоянного магнита. Отклонение подвижной части ИМ линейно растет с увеличением тока, т.е. шкала прибора равномерная. Приборы магнитоэлектрической системы могут применятся только на постоянном токе.
К достоинствам магнитоэлектрических ИМ относятся: высокая чувствительность, большая точность, незначительное влияние магнитных полей, равномерность шкалы.
В электромагнитных ИМ для создания вращающего момента используют действие магнитного поля катушки с током на подвижную рамку. Угол отклонения подвижной части ИМ пропорционален квадрату тока. Шкала прибора неравномерная.
К достоинствам приборов относятся: простота исполнения, хорошая перегрузочная способность и одинаковая способность применения в цепях постоянного и переменного тока.
К выпрямительным приборам способным измерять переменный и постоянный ток (напряжение) относятся комбинированные аналоговые приборы (авометры). В комбинированном измерительном приборе используют магнитоэлектрический ИМ (микроамперметр) который может при помощи переключающего устройства соединяться с различными измерительными цепями. Шкалу прибора измеряющего переменный ток или напряжение градуируют в среднеквадратичных значениях синусоидального сигнала, поэтому средневыпрямленное значение тока, протекающего через прибор, можно выразить через среднеквадратичное значение измеряемого тока и коэффициент формы для синусоиды.
Достоинства выпрямительных приборов: высокая чувствительность по току и напряжению, малая собственная мощность потребления, широкий частотный диапазон.
Недостатки: зависимость прямого и обратного сопротивлений диода от температуры, нелинейность шкалы, невысокая точность.
Индукционные ИМ применяются в однофазных и трехфазных счетчиках измерения электроэнергии. Принцип действия механизма основан на взаимодействии двух или нескольких переменных магнитных потоков с токами, индуцированными ими в подвижном алюминиевом диске.
Измерительные мосты относятся к приборам, служащим для измерения параметров электрических цепей, для преобразования параметров цепей в электрические сигналы, измерения сопротивления и т.д. В основе работы этих приборов заложен дифференциальный или нулевой метод. При дифференциальном методе делают неуравновешенные мосты, а при нулевом – уравновешенные нулевые. Уравновешенный мост- четырехполюсник, питаемый от одного источника и имеющий две равно потенциальные точки, обнаруживаемые индикатором равновесия.
Электродинамические ИМ работают на принципе взаимодействия магнитных потоков двух катушек, по которым протекают токи. Угол отклонения подвижной части ИМ показывает, что при несовпадении по фазе токов отклонение подвижной части пропорционально произведению среднеквадратичных значений этих токов на косинус угла сдвига фаз между ними.
К достоинствам можно отнести: высокую точность и возможность использования их в цепях постоянного и переменного токов.
К недостаткам: малую чувствительность, влияние внешних магнитных полей, большую мощность потребления и малый частотный диапазон.
Электростатические ИМ работают на принципе взаимодействия электрически заряженных электродов, разделенных диэлектриком. Конструктивно электростатические приборы представляют собой разновидность плоского конденсатора, так как в результате перемещения подвижной части изменяется емкость системы.
К достоинствам приборов электростатической системы можно отнести: малую мощность потребления, возможность использования в цепях переменного и постоянного тока, широкий частотный диапазон. Показания приборов соответствуют среднеквадратичному значению измеряемого напряжения.
К недостаткам: квадратичная (неравномерная) шкала, малая чувствительность прибора, невысокая точность, возможность пробоя между электродами, необходимость экрана.