Вольтметры постоянного напряжения. Компенсаторы. Вольтметры переменного напряжения

Вольтметры переменного напряжения. Классификация. Обобщенные структурные схемы. Виды детекторов.

Классификация цифровых измерительных устр-в. Основные хар-ки цифр.уст-в.

Цифр.изм.прибором наз.прибор автоматически вырабатываемый дискретные сигналы измерит. инф-ии, показания кот-го представлены в цифровой форме.

Процесс, включающий в себя дискретизацию, квантование и кодирование вх-й величины наз.аналого-цифровым преобразованием.

2 13.Электромеханические приборы – магнитоэлектрической системы, электромагнитной, электромеханической систем, электростатической системы. Принцип действия, уравнения шкалы, области применения, условные обозначения на шкале.

Аналоговыми наз. Приборы, показания которых являются непрерывной ф-ей измерений величины.

э/мех приборы состоят:

-измерительная цепь

-измерит.мех-зм

-отсчетное устр-во

-вспомогательное устр-во(успокоитель,корректор, арретир)

Изм.мех-м преобразует энергию э/маг поля в поворот вращающийся части прибора.

Мвр=dWэм/dα – вращающийся момент

Мпр=W*α – противодействующий момент.

Логометр – прибор, в котором противодействующий момент созд.электр.полем.

Вспомогательное уст-во: Успокойтель гасит колебания стрелки. Арретир – только в гальванометрах, не позволяет им выходить из строя.

1. магнитоэлектрическая система

Вращающийся момент возникает в результате взаимодействия магн.поля простого магнита и магнитного поля катушки с током.

Достоинства:

-высокая чувствительность до нА

-высокая точность

-малое собственное потребление жнергии

-слабое влияния внеш.полей

-низкая температурная погрешность

-линейная и стаб-я хар-ка преобрпзования.

Недостатки:

-малая перегрузочная способность по току.

-сложность, дороговизна.

Применение:

Основной прибор(индикатор) в электронных СИ.

Гальвонометры, Логометры

2.Электромагнитная система.

Вращающийся момент за счет взаимодействия одного или нескольких ферромагнитных сердечников подвижной части и магнитного поля неподвижной катушки.

Достоинства:

-простота констукции

-способность выдерживать высокие нагрузки и перегрузки

-измер и пост.и переем.ток

-дешевизна

-надежность

Недостатки:

-низкая чувствительность

-малая точность

-сильное влияния внеш.полей

Применение: основная часть счетовых приборов. Для измерения токов, напряж-й, частот, фаз и тп.

3. Электромеханическая система

Вращ.момент за счет взаимодействия магнитных полей неподвижной и подвижной катушки.

Достоинства:

-достаточно точны

-изм. Постоянный и переменные токи до 10кГц

-высокая стабильность св-в

Недостатки:

-низкая чувствительность

-влияния внешних полей

-сложность в изучение

-мала перегрузная способоность

Применение: Для изм-я пост/перем токов и напр-й, мощ-ти, разности фаз и тд.

4.Электростатические

Вращающий момент за счет взаимод-я 2-х систем зар-х проводников, один из кот-х неподвижный, а другой подвиж.

Силы взаимодействия э/с полей в порядки раз меньше, чем у э/м полей.

Достоинства:

-малое собственное потреб-е

-слабая чувст-ть к частоте и форме напр-я

-возм-ть измерения выс-х напр-й до 100 кВ

Недостатки:

-малая чувствительность

-сильное влияние внеш.полей

Применение: для изм-й напр-й в диапозоне частот до 100 кГц и до 100 кВ.

1) прямого преобразования

U(t)àПà УПТà ИМ

U(t)à Упà Пà ИМ

Напряжение измеряется путем преобразования его в постоянное напряжение.

Преобразователи переменного тока в постоянный существует 3 вида детектора:

Um(амплитудный), Uср.в(средневыпрямленное значение), Uд(среднеквадратичное значение)

2)уравновешенные преобразования

ВУ содержит делитель, ПОС- преобразователь цепи обратной связи

Электронные вольтметры постоянного напряжения выполняются по следующей схеме:

Измеряемое напряжение подаётся на входное устр-во, представляющее собой многопредельный высокоомный деоитель на резисторах. С делителя напряжение поступает на УПТ и далее на ИМ. Делитель и усилитель постоянного тока ослабляют или усиливают напряжение до значений, необходимых для нормальной работы измеряемого механизма.

Для измерения малых напряжений используют микровольтметры с преобразованием постоянного тока в переменный. В таком вольтметре усиление измеряемого сигнала производится на переменном токе, что позволяет достичь больших значений коэф-та усиления и снизить порог чувствительности до нескольких микровольт. Рабочий диапазон электронных микровольтметров постоянного напряжения лежит в пределах 10^-8 – 1 В.

Компенсаторы – приборы для измерения методом сравнения ЭДС, напряжений или величин, функционально с ним связанных. Принцип действия компенсаторов основан на уравновешивании измеряемого напряжения известным падением напряжения на образцовом резисторе. Момент полной компенсации фиксируется по показаниям индикаторного прибора.

Схема компенсатора

постоянного тока.

Ен – образцовое ЭДС

R₀ – образцовый R

R₁ – регулировочный R

НИ – нуль-индикатор

П – переключатель; ВБ – источник питания.

Процесс измерения состоит из двух стадий: установление рабочего тока и уравновешивание измеряемого напр-я.

Перекл-ль П ставится в положение 1 и, регулируя R₁ добиваются отсутствие тока в гальванометре. Далее П в положение 2 и не изменяя рабочего тока устанавливают такое значение R=Rx, при котором ток в цепи будет отсутствовать, тогда: Ех=(Rx/R₀)Eн.

В промышленности выпускаются компенсаторы с ручным и автоматическим уравновешиванием. Компенсационные методы используются также для измерения и на переменном токе.

Дата добавления: 2015-04-30