Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Работа с графиками

Классификация электромеханических приборов

По виду измеряемой величины
Амперметры, вольметры, омметры, частотометры, фазометры…
По роду электрического сигнала
Постоянного (=) или переменного (~) тока.
По способу создания противодействующего момента M пр
механические.Логометры.

По способу успокоения
Воздушные. Жидкостные. Магнитоиндукционные.

По типу измерительного механизма
Магнитоэлектронные. Электромагнитные.Электродинамические.Электростатические.Индукционные.Ферродинамические.

 

 

2 Электромеханические измерительные приборы (ЭИП) отличаются простотой, дешевизной, высокой надежностью, разнообразием применения, относительно высокой точностью.
Любой ЭИП состоит из ряда функциональных преобразователей, каждый из которых решает свою элементарную задачу в цепи преобразований. Так, самый простейший измерительный электромеханический прибор прямого преобразования (вольтметр, амперметр) состоит из трех основных преобразователей: измерительной цепи (ИЦ), измерительного механизма (ИМ) и отсчетного устройства (ОУ) (рис. 1).


^ Измерительная цепь обеспечивает преобразование электрической измеряемой величины X в промежуточную электрическую величину Y (ток или напряжение), функционально связанную с измеряемой величиной и непосредственно воздействующую на измерительный механизм.
^ Измерительный механизм является электромеханическим преобразователем, осуществляющим преобразование электрической величины Y в наглядное аналоговое показание а. На магнитном воздействии электрического тока основаны магнитоэлектрический электромагнитный, индукционный, электродинамический и вибрационный измерительные механизмы. Тепловое воздействие электрического тока используют биметаллический и тепловой измерительные механизмы. На взаимодействии заряженных электродов, находящихся под напряжением, основан принцип работы электростатического измерительного механизма.
^ Отсчетное устройство состоит из указателя, жестко связанного с подвижной частью ИМ, и неподвижной шкалы. Указатели бывают стрелочные (механические) и световые. Шкала — это совокупность отметок в виде штрихов, расположенных вдоль линии, по которым определяют числовое значение измеряемой величины. Шкалы градуируют в единицах измеряемой величины — именованная шкала — либо в делениях — неименованная шкала.
В общем случае на подвижную часть ИМ при ее движении воздействуют моменты: вращающий Мвр, противодействующий Мщ и успокоения Мусп.
Вращающий момент для ИМ, использующих силы электромаг­нитного поля:
MBp = dWм/da, (1)
где dWM изменение запаса энергии магнитного поля;a- угол отклонения подвижной части.

 

3.Момент успокоения является моментом сил сопротивления движению, направлен всегда навстречу движению подвижной части ИМ и пропорционален угловой скорости отклонения:

Мусп = Р(da/dt), (3)

В измерительных механизмах наиболее часто применяют магнитоиндукционные и воздушные успокоители. Для создания очень большого успокоения применяют жидкостные успокоители. Несмотря на большое разнообразие конструкций и типов приборов все они имеют ряд общих узлов и деталей. Такими деталями являются: корпус, шкала, указатель, устройства для установки и уравновешивания подвижной части, создания противодействующего момента и успокоения, корректор, а в высокочувствительных приборах — арретир.

 

4.Электромагнитныеприборы и их Устройство. Принцип работы приборов этой системы основан на взаимодействии магнитного поля, создаваемого катушкой 1 со стальным сердечником 3, помещеннымполеэтойкатушки. Электромагнитный измерительный механизм выполняют с плоской или круглой катушкой.В приборах с плоской катушкой сердечник установлен на оси, несущей стрелку. При прохождении тока по катушке 1 сердечник 3 будет намагничиваться и втягиваться в катушку, поворачивая ось и стрелку. Повороту оси препятствует спиральная пружина 2. Когда усилие, создаваемое пружиной, уравновесит усилие, созданное катушкой, подвижная система прибора остановится и стрелка зафиксирует на шкале определенный ток.Вращающий момент, воздействующий на подвижную часть прибора, пропорционален силе притяжения F электромагнита, под действием которой сердечник втягивается в катушку. Сила притя-жения F, как было показано в § 93, пропорциональна квадрату индукции в, создаваемой магнитным полем катушки; следовательно, она пропорциональна квадрату тока I в катушке. Поэтому вращающий момент M = c1I2 (96) где c1 — постоянная величина, зависящая от конструктивных параметров прибора (числа витков и размеров катушки, материала и формы сердечника) и положения сердечника относительно катушки.При втягивании сердечника в катушку вращающий момент М изменяется пропорционально I2.Под действием момента М подвижная часть прибора будет поворачиваться до тех пор, пока этот момент не будет уравновешен противодействующим моментом Mпр = c2?, созданным пружинами или растяжками. В момент равновесия М = Mпр, откуда

α= (c1/c2) I2 = kI2 (97)

5.

 

 

6.Электростатические приборы строятся на основе электростатического измерительного механизма, который представляет собой систему подвиж­ных и неподвижных электродов. Под действием напряжения, приложенного к электродам, подвижные электроды отклоняются относительно неподвижных. В электростатических ИМ отклонение подвижной части связано с изменением емкости. В настоящее время практическое применение нашли два вида измерительных механизмов: в первом изменяется активная площадь электродов (рис 3.20,а) (данная конструкция применяется в основном в вольтметрах на низкие напряжения), во втором - расстояние между электродами (рис. 3.20,б) (эта конструкция используется в киловольтметрах). Для успокоения используются секторы подвижных электродов (в магнитноиндукционных успокоителях) или крыльчатые воздушные успокоители.

 

 

7.Ферродинамические измерительные механизм катушки имеют магнитопроводы из ферромагнитных материалов. Приборы применяют для измерений силы тока, напряжения, мощности и фазы в сетях переменного тока промышленной (50 Гц) и повышенной частоты. Благодаря большому вращающему моменту их используют в самопишущих амперметрах, вольтметрах, ваттметрах и фазометрах. Ферродинамический измерительный механизм изготовляют как с внешним, так и внутрирамочным возбуждением. Основными преимуществами ферродинамической системы по сравнению с электродинамической является увеличение вращающего момента и значительное уменьшение влияния внешнего магнитного поля. К недостаткам следует отнести большие погрешности, различие показаний на постоянном и переменном токах и узкий диапазон частотной применимости. Вферродинамических измерительных механизмах неподвижная катушка имеет магнитопровод из магнитномягкого материала, вследствие чего сильно возрастает магнитный поток неподвижной катушки и, следовательно, вращающий момент механизма.

 

8.Ферродинамические ваттметры представляют собой электродинамические ваттметры, измерительная система которых окружена сталью таким образом, что магнитные потоки от последовательной и параллельной обмоток замыкаются, главным образом, по стали. Основное преимущество этих ваттметров состоит в том, что на их показания почти не влияют внешние магнитные поля и они имеют большой вращающий момент, но зато из-за присутствия стали погрешность ферродинамических ваттметров больше, чем электродинамических, но меньше, чем индукционных.

 

9.индукционные приборы изготовляют как счётчики электрической энергии для однофазных и трёхфазных цепей переменного тока промышленной частоты (50 гц).

По принципу действия индукционный прибор аналогичен асинхронному электродвигателю: ток нагрузки, проходя по рабочей цепи прибора, создаёт бегущее или вращающееся магнитное поле, которое индуктирует ток в подвижной части и вызывает её вращение.

По количеству переменных магнитных потоков, индуцирующих ток в подвижной части прибора, различают однопоточные и многопоточные индукционные приборы.

Принцип действия индукционных приборов основан на механическом взаимодействии переменных магнитных потоков с токами индуктированными в подвижной части прибора. В счетчике один из потоков создается электромагнитом, обмотка которого включена на напряжение сети (в которой измеряется электроэнергия). Этот поток пересекает подвижный алюминиевый диск и индуктирует в нем вихревые токи, замыкающиеся вокруг следа полюса электромагнита напряжения. Второй поток создается электромагнитом, обмотка которого включена последовательно в цепь тока. Этот поток наводит в диске также вихревые токи, замыкающиеся вокруг следа полюса своего электромагнита. Взаимодействие потока электромагнита напряжения с наведенными токами в диске потоком токового электромагнита с наведенными токами в том же диске потоком электромагнита напряжения, с другой стороны, вызывают электромагнитные силы, направленные по хорде диска и создающие вращающий момент. Такие счетчики называются двухпоточными.

 

10.Магнитоэлектрический измерительный механизм выполнен в виде постоянного магнита 1, снабженного полюсными наконечниками 2, между которыми укреплен стальной сердечник 3. В кольцеобразном воздушном зазоре, образованном полюсными наконечниками и сердечником, помещена подвижная катушка 5, намотанная на алюминиевый каркас 6 (рис. 321,б). Катушка выполнена из очень тонкого провода и укреплена на оси, связанной со стрелкой спиральными пружинами 4 или растяжками. Через эти же пружины или растяжки осуществляется подвод тока к катушке.При прохождении тока I по катушке на каждый из ее проводников будет действовать электромагнитная сила. Суммарное действие всех электромагнитных сил создает вращающий момент М, стремящийся повернуть катушку и связанную с ней стрелку при-бора на некоторый угол?. Так как индукция В магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом, неизменна и не зависит от тока I

 

12 Основное назначение выпрямительных приборов - измерение токов и напряжений низких (звуковых) частот, например в цепях усилителей и генераторов НЧ или в измерительных мостах переменного тока. Действие их основано на преобразовании с помощью полупроводниковых, ламповых или механических выпрямителей измеряемого переменного тока или напряжения в пропорциональный последнему постоянный ток, регистрируемый чувствительным магнитоэлектрическим измерителем, отсчёт по шкале которого производится в значениях измеряемой величины.Преимущественно применяемый в качестве выпрямительного элемента полупроводниковый диод представляет собой полупроводник, в котором созданы две области с проводимостью различного характера: дырочной (типа p) и электронной (типа n); на границе раздела этих областей возникает тонкий запорный слой (p-n переход). Диод обладает односторонней проводимостью, которая проявляется в том, что для электрического тока Iпр, протекающего в прямом направлении (от области р к области n), он представляет значительно меньшее сопротивление, чем для тока обратного направления Iобр.

15 мостом Уитстона

 

16

17.Принцип действия электромеханических омметров основан на зависимости тока, протекающего через прибор, от величины измеряемого сопротивления включенного в измерительную цепь. При последовательной схеме включения элементов измерительной цепи величина тока, протекающий через прибор, обратно пропорциональна значению измеряемого сопротивления:

(10.1)

При замкнутых входных контактах ток в цепи максимален, а при разомкнутых – равен нулю, поэтому у приборов данного типа шкала неравномерная и обратная.

18Метод амперметра-вольтметра может быть использован для измерения разных по значению величин сопротивлений. Этот метод основан на раздельном измерении тока и напряжения с последующим вычислением сопротивления. Метод прост, надежен, но обладает невысокой точностью, ограниченной классом точности применяемых приборов и методической погрешностью, вносимой этими приборами. В зависимости от значения сопротивления для измерения тока могут быть использованы миллиамперметры и микроамперметры, гальванометры, милливольтметры и микровольтметры, но при этом метод сохраняет свое название - метод амперметра-вольтметра.

 

 

19

20 Измерение активной мощности в цепях однофазного тока. Для измерения мощности Р служат ваттметры электродинамической системы; схема включения ваттметра изображена на рис. 7.12.

Неподвижная обмотка 1—1 при­бора называется токовой и включа­ется в цепь последовательно. Подвиж­ная обмотка 2 — 2 называется обмот­кой напряжения и включается в цепь параллельно.

Ток I 2 в обмотке напряжения 2—2 пропорционален напряжению U, контролируемой цепи и совпадает с ним по фазе1, а ток I 1 равен току I нагрузки. Момент, действующий на подвижную обмотку, равен

M вp = CUI cos φ = CP,

где С — коэффициент пропорциональности.

 

Поскольку противодействующий момент М пр пропорционален углу поворота α стрелки, отклонение стрелки пропорционально измеряемой активной мощности Р.

21-23Измерение активной и реактивной мощностей в цепях трехфазного тока. Для измерения мощности трехфазного приемника применяют различные схемы включения ваттметров.

При симметричной нагрузке активную мощность Р можно измерить одним ваттметром, включенным по схемам рис.

Общая мощность потребителя

Р = 3 W,

где W— показание ваттметра.

При несимметричной нагрузке мощность трехфазного приемника можно измерить тремя ваттметрами (рис. 7.13, в). Общая мощность приемника в этом случае

P = W 1 + W 2 + W 3.

В трехпроводных системах трехфазного тока при симметричной и несимметричной нагрузках и любом способе соединения приемников широко распространена схема измерения мощности двумя ваттметрами (рис. 7.14, а). На этой схеме токовые обмотки ваттметров включены в линейные провода А и В, а обмотки напряжения — на линейные напряжения UАС и U BC 1.

 

 

24.Электронно-лучевой осциллограф – это прибор для наблюдения и измерения параметров электрических сигналов, использующий отклонение одного или нескольких электронных лучей для получения изображения мгновенных значений функциональных зависимостей переменных величин, одной из которых обычно является время. Среди электронных приборов осциллограф наиболее универсальный прибор для исследования электрических сигналов, при работе с которым исследователь получает информацию об электрических процессах в наиболее компактной и удобной для восприятия форме. Осциллограф широко применяется для измерений электрических и других физических величин, которые могут быть преобразованы в напряжения электрического сигнала.Наиболее часто осциллограф используется для измерения и исследования электрических сигналов, появляющихся при изуче­нии переходных и установившихся режимов в электрических и электронных цепях.

25 По способу отображения измерительной информации электронные приборы подразделяется на аналоговые (со стрелочным отсчетом, с электроннолучевой трубкой и др.) и приборы дискретного типа с цифровым отсчетом показаний. Электронные измерительные приборы состоят из электронной части, предназначенной для преобразования, выпрямления, усиления электрической величины, и измерительного механизма магнитоэлектрической системы, а в осциллографах – электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Электронные приборы имеют похожую структуру. В основе работы большинства приборов лежит преобразование сигнала в напряжение и измерение этого напряжения. Таким образом, конструктивной основой большинства электронных приборов является вольтметр. Эти приборы используются в качестве вольтметров, частотомеров, осциллографов, измерителей сопротивления, емкости, индуктивности, параметров транзисторов, интегральных схем и др.

 

26. Измеряемая аналоговая величина х поступает во входное устройство прибора, представляющее собой масштабный преобразователь. Здесь она при необходимости ограничивается или усиливается и подается в аналого-цифровой преобразователь, где преобразуется в цифровую форму. После преобразования информация воспроизводится в виде соответствующего числа на цифровом индикаторе. Для согласования функций всех элементов прибора используется схема управления.

27.Электронные вольтметры постоянного тока. Структурная схема ЭВ постоянного тока представлена на рис. 1.


Измеряемое напряжение постоянного тока поступает на входное устройство (ВУ), представляющее собой многопредельный высокоомный резисторный делитель напряжения. Сигнал с ВУ поступает на вход усилителя постоянного тока (УПТ), который помимо функций усиления сигнала по напряжению и мощности согласует высокое выходное сопротивление ВУ с малым сопротивлением рамки измерительного механизма (ИМ) магнитоэлектрической системы.

 

 

28Структурная схема, приведенная на рис. 2, а, используется в вольтметрах для измерения напряжений значительного уровня Измеряемое напряжение после прохождения частотно-компенсированного делителя (ВУ) преобразуется детектором (Д) в напряжение постоянного тока, которое усиливается УПТ и поступает на ИМ магнитоэлектрической системы. Частотные характеристики таких вольтметров определяются только входным устройством и детектором и составляют от 10 Гц до 1 ГГц. Диапазон измеряе­мых напряжений начинается с 0,1 В и выше.


ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИДА ДВИЖЕНИЯ ПО ГРАФИКУ

1. Равноускоренному движению соответствует график зависимости модуля ускорения от времени, обозначенный на рисунке буквой


1) А

2) Б

3) В

4) Г


 

 

2. На рисунках изображены графики зависимости моду­ля ускорения от времени для разных видов движения. Какой график соответствует равномерному движению?

 

3. Тело, двигаясь вдоль оси ОХ прямолинейно и равноу­скоренно, за некоторое время уменьшило свою скорость в 2 раза. Какой из графиков зависимости проекции ускорения от времени соответствует такому движению?

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ И СРАВНЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИЖЕНИЯ ПО ГРАФИКУ

4. На рисунке изображен график зависимости скорости движения тел от времени. Чему равно ускорение тела?

1) 1 м/с2

2) 2 м/с2

3) 3 м/с2

4) 18 м/с2

 

5. По графику зависимости проекции скорости от времени, представленному па рисунке, определите ускорение прямоли­нейно движущегося тела в момент времени t = 2 с.

 


1) 2 м/с2

2) 3 м/с2

3) 10 м/с2

4) 27 м/с2


 

 

 

6. На рисунке представлен график движения автобуса из пункта А в пункт Б и обратно. Пункт А находится в точке х = 0, а пункт Б — в точке х = 30 км. Чему равна скорость автобуса на пути из А в Б?


1) 40 км/ч

2) 50 км/ч

3) 60 км/ч

4) 75 км/ч


 

 

7. Автомобиль движется по прямой улице. На графике представлена зависимость скорости автомобиля от времени. Модуль ускорения максимален в интервале времени

1) от 0 с до 10 с

2) от 10 с до 20 с

3) от 20 с до 30 с

4) от 30 с до 40 с

 

 

8. На рисунке представ­лен график зависимости пути S велосипедиста от времени t. Определите интервал времени, когда велосипедист двигался со скоростью 2,5 м/с.

1) от 5 с до 7 с

2) от 3 с до 5 с

3) от 1 с до 3 с

4) от 0 до 1 с

 

9. На рисунке представлен график зависимости координаты тела, движущегося вдоль оси OX, от времени. Сравните скорости v1 , v2 и v3 тела в моменты времени t1, t2 , t3

1) v1 > v2 = v3

2) v1 > v2 > v3

3) v1 < v2 < v3

4) v1 = v2 > v3

 

 

СОСТАВЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ЗАВИСИМОСТЕЙ (функций зависимости кинематических величин от времени) ПО ГРАФИКУ

 

10. На рис. изображен график зависимости координаты тела от времени. Определите кинематический закон движения этого тела

1) x(t)=2+2t

2) x(t)=-2-2t

3) x(t)=2-2t

4) x(t)=-2+2t

 

 

11. По графику зависимости скорости тела от времени определите функцию зависимости скорости этого тела от времени

1) Vx= – 30 + 10t

2) Vx= 30 + 10t

3) Vx= 30 – 10t

4) Vx= – 30 + 10t

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И ПУТИ ПО ГРАФИКУ

 

12. По графику зависимости скорости тела от времени определите путь, пройденный прямолинейно движущимся телом за 3 с.

1) 2 м

2) 4 м

3) 18 м

4) 36 м

 

 

13. Камень брошен вертикально вверх. Проекция его скорости на вертикальное направление изменяется со временем согласно графику на рисунке. Чему равен путь, пройденный камне за первые 3 с?

1) 30 м

2) 45 м

3) 60 м

4) 90 м

 

14. Камень брошен вертикально вверх. Проекция его скорости на вертикальное направление изменяется со временем согласно графику на рисунке. Чему равен путь, пройденный камнем за все время полета?

1) 30 м

2) 45 м

3) 60 м

4) 90 м

 

 

15. Камень брошен вертикально вверх. Проекция его скорости на вертикальное направление изменяется со временем согласно графику на рисунке. Чему равно перемещение камня за первые 3 с?


1) 30 м

2) 45 м

3) 60 м

4) 0 м


 

16. Камень брошен вертикально вверх. Проекция его скорости на вертикальное направление изменяется со временем согласно графику на рисунке. Чему равно перемещение камня за все время полета?


1) 0 м

2) 30 м

3) 60 м

4) 90 м


17. На рисунке дан график зависимости проекции скорости тела, движущегося вдоль оси ОХ, от времени. Чему равен путь, пройденный телом к моменту времени t = 10 с?


1) 1м

2) 6 м

3) 7 м

4) 13 м


 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Подготовка к обучению письму | Чисельність та розміщення населення
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-03-29; Просмотров: 841; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.129 сек.