Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

Подписываем
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Измерения и измерительные приборы
3.1.ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯOпределение: Измерение - это процесс определения физической величины с помощью технических средств. З.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВЭлектроизмерительные приборы можно классифицировать по следующим признакам: где А - показания поверяемого прибора; А0 - показания образцового прибора; Amax - максимальное значение измеряемой величины (предел измерения). 3.3. МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМАПриборы этой системы (рис. 3.3.1) содержат постоянный магнит - 1, к которому крепятся полюса - 2. В межполюсном пространстве расположен стальной цилиндр - 3 с наклеенной на него рамкой - 4. Ток в рамку подается через две спиральные пружины -5. Принцип действия прибора основан на взаимодействии тока в рамке с магнитным полем полюсов. Это взаимодействие вызывает вращающий момент, под действием которого рамка и вместе с ней цилиндр повернутся на угол . где k и D - коэффициенты пропорциональности. Из написанного следует, что угол поворота рамки а ток в катушке где - чувствительность прибора к току, определяемая числом делений шкалы, соответствующая единице тока; CI - постоянная по току, известная для каждого прибора. 3.4. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СИСТЕМАПриборы этой системы (рис. 3.4.1) имеют неподвижную катушку - 1 и подвижную часть в виде стального сердечника - 2, связанного с индикаторной стрелкой - 3 противодействующей пружины - 4. Так как тормозящий момент, создаваемый спиральными пружинами, пропорцио-нален углу поворота подвижной части , уравнение шкалы прибора запишем в виде: Другими словами, угол отклонения подвижной части прибора пропорционален квадрату действующего значения переменного тока. К главным достоинствам электромагнитной силы относятся: простота конструкции, надежность в работе, стойкость к перегрузкам. 3.5. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМАЭта система представляет собой две катушки (рис. 3.5.1), одна из которых неподвижная, а другая - подвижная. Обе катушки подключаются к сети, и взаимодействие их магнитных полей приводит к повороту подвижной катушки относительно неподвижной. Из уравнения видно, что шкала электродинамической системы имеет квадратичный характер. Для устранения этого недостатка подбирают геометрические размеры катушек таким образом, чтобы подучить шкалу, близкую к равномерной. В этом случае шкала ваттметра равномерная. 3.6. ИНДУКЦИОННАЯ СИСТЕМАПриборы индукционной системы получили широкое распространение для измерения электрической энергии. Принципиальная схема прибора приведена на рис. 3.6.1. Электрический счетчик содержит магнитопровод - 1 сложной конфигурации, на котором размещены две катушки; напряжения - 2 и тока - 3. Между полюсами электромагнита помещен алюминиевый диск - 4 с осью вращения - 5. Принцип действия индукционной системы основан на взаимодействии магнитных потоков, создаваемых катушками тока и напряжения с вихревыми токами, наводимыми магнитным полем в алюминиевом диске. Вращающий момент, действующий на диск, определяется выражением: где ФU - часть магнитного потока, созданного обмоткой напряжения и проходящего через диск счетчика; ФI - магнитный поток, созданный обмоткой тока; - угол сдвига между ФU и ФI. Магнитный поток ФU пропорционален напряжению Магнитный поток ФI пропорционален току: В этом случае т.е. вращающий момент пропорционален активной мощности нагрузки. В установившемся режиме и диск вращается с постоянной скоростью. Приравнивая два последних уравнения и решив полученное уравнение относительно угла поворота диска Таким образом, угол поворота диска счетчика пропорционален активной энергии. Следовательно, число оборотов диска n тоже пропорционально активной энергии. 3.7. ИЗМЕРЕНИЕ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯИзмерение тока производится прибором, называемым амперметром. Вторая и четвертая схемы применяются в тех случаях, когда номинальные данные амперметра меньше измеряемой величины тока. В этом случае при определении истинного значения тока нужно учитывать коэффициент преобразования: где Iист - истинное значение тока, В этих схемах также используются методы расширения пределов измерения напряжения (вторая и четвертая схемы). 3.8. ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИДля измерения мощности постоянного тока достаточно измерить напряжение и ток. Результат определяется по формуле: Метод амперметра и вольтметра пригоден и для измерения полной мощности, а также активной мощности переменного тока, если cosj = 1. На рис. 3.8.1 показана схема включения ваттметра в однофазную сеть. В трехфазных сетях для измерения мощности используют один, два и три ваттметра. 3.9. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙЭлектрическое сопротивление в цепях постоянного тока может быть определено косвенным методом при помощи вольтметра и амперметра. В этом случае: Можно использовать омметр - прибор непосредственного отсчета. Существуют две схемы омметра: а) последовательная; б) параллельная (рис. 3.9.1). Уравнение шкалы последовательной схемы намерения: где г - сопротивление цепи гальванометра. При угол поворота подвижной части прибора определяется величиной измеряемого сопротивления Rx. Поэтому шкала прибора может быть непосредственно проградуирована в Омах. Ключ K используется для установки стрелки прибора в нулевое положение. Омметры параллельного типа удобнее применять для измерения небольших сопротивлений Для этой схемы имеем: Отклонение подвижной части логометра: Таким образом, показание прибора не зависит от напряжения источника питания и определяется величиной измеряемого сопротивления Rx. 3.10. ИЗМЕРЕНИЕ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИШирокое распространение измерения неэлектрических величии (температуры, угловых и линейных размеров, механических усилий и напряжений, деформаций, вибраций, химического состава и т.д.) электрическими методами обусловлено теми преимуществами, которыми они обладают по сравнению с другими методами. При этом создается возможность дистанционного измерения и контроля неэлектрических величин с одного места (пульта управления); измерения быстро изменяющихся неэлектрических величин; автоматизации управления производственным процессом.
|
||||