Применение схем

Схема (рис. 13) – в универсальных вольтметрах на постоянных токах. Его диапазон от 1 В до 300 В, на переменном токе диапазон напряжения то же, частота до 300 МГц.

Схема (рис. 15) – микро- и милливольтметры переменного тока. Исполь-зуется в вольтметрах, измеряющих напряжение до 100 В.

Схема (рис. 16) – прецизионный вольтметр постоянного тока. Класс точности от 0.01 В до 0.5 В.

17.Индуктивные преобразователи: принцип действия, функция преобразования, применение. Индуктивные преобразователи – это преобразователи перемещения в индуктивность. На входе – перемещение, на выходе – изменение.

Рисунок 23. Индуктивный преобразователь

1 – стальная подвижная пластина;

2 – неподвижный магнитопровод электромагнита;

3 – обмотка намагничивания электромагнита.

Δδ= –ΔX

δ – рабочий воздушный зазор между 1 и 2

При подаче напряжения переменного тока в обмотку электромагнита через обмотку протекает переменный ток.

I=U / √(ω*L)²+R²,

где ω – круговая частота питающего напряжения;

L – индуктивность электромагнита;

R – активное сопротивление обмотки электромагнита.

При изменении X(δ) изменяется и индуктивное сопротивление обмотки электромагнита.

18.Измерительные катушки магнитного поля, как измерительные преобразователи магнитных полей: принцип работы, устройства, способы применения.

В основе работы лежит закон электромагнитной индукции:

dψ dФ

е = – —— = – N· ——, (8)

dt dt

где ψ – потокосцепление; N – число витков; Ф – поток через один виток.

t

Ф = B·S = 1/N ·∫ edt (9)

В – индукция через виток измерительной катушки; S – площадь поперечного сечения витка.

B = μ0·H, (10)

-7

где μ0 = 4π·10 Гн/м – магнитная постоянная вакуума. Для измерения магнитного поля (магнитного потока) используются многовитковые катушки. Они могут быть перемещающимися линейно или вращающимися в магнитном поле. При мгновенном перемещении измеряемой катушки используются гальванометры магнитоэлектрической системы и милли- и микровеберметры. Если вынести измерительную катушку из магнитного поля, в точку где В=0, то изменение магнитного потока будет равно: ΔФ = В·S

Веберметр – магнитоэлектрический прибор, измеряющий интеграл:

t

∫ edt

Типы веберметров: М1119 диапазон измерения 1мВб÷10мВб

М119 диапазон измерения 1мВб÷10мВб

19. Преобразователь Холла – как измерительный преобразователь электрического тока (постоянного и переменного): принцип работы, устройства, способы применения.

Если через полупроводниковую пластинку пропустить ток и поместить эту пластинку в магнитное поле так, чтобы вектор магнитной индукции был перпендикулярен плоскости пластины, то в данной пластине будет наводиться ЭДС Холла так, что силовые линии напряженности электрического поля будут перпендикулярны току.

a

T 1

На рис. 17. обозначены: Т-Т – токовые электроды; Х-Х – холловские электроды;

1 – металлические напайки вдоль всего ребра пластины, образующие токовые электроды;

2 – точечная приварка холловского электрода к пластине;

3 – полупроводниковая пластина (из арсенида галлия).

Величины а, б => 0,8…5 мм. Уравнение преобразования преобразователя Холла имеет вид: E=K·B·I, (11), где К – чувствительность; В – магнитная индукция; I – ток через преобразователь Холла. Если вектор магнитной индукции не перпендикулярен пластине, то уравнение (11) имеет вид: E=K·B·I·cosα (12)

Рисунок 18. Учет угла падения α вектора магнитной индукции В на пластину. Применение:

1) определение индукции и напряженности магнитного поля в отдельных точках;

2) измерение больших токов и быстро изменяющихся токов

ПХ

H

RBH

x

Рисунок 19. Иллюстрация к применению преобразователя Холла (ПХ) для измерения токов

По закону Био-Савара-Лапласса проводник с током I создает магнитное поле: H=K·I / R² (13). Особенно эффективно эти приборы используются для измерения быстро текущих процессов (например процессы при коротком замыкании).

20. Трансформаторные преобразователи: принцип работы, устройство, способы применения. Индукционные преобразователи представляют собой электромагнит (контур с током, питаемый переменным током).

~U₁

~U₂

X

а). б).

Рисунок 24. Индукционные преобразователи.

Эти преобразователи рис 24 а).,называются трансформаторными преобразователями первого типа. При этом первичная обмотка N1 находится на одном магнитопроводе, а обмотка N2 на другом. При подаче в N1 напряжения U1 в обмотке N2 наводится ЭДС взаимной индукции U2 (U1;U2; - переменное); При постоянном U1,U2 зависит от расстояния между полюсами

П

N1 изготовлено из МММ (ферромагнетика).

∆X ~U2

Трансформаторные преобразователи второго типа рис 24 б)., Первичная N1 и вторичная N2 обмотки находятся на одном магнитопроводе. Если N1и N2 выполнены из МММ,то эти преобразователи также называются трансформаторными.

А если подвижный магнитопровод (якорь) изготовлен из другого материала(немагнитным),то якорь слабо притягивается. Такой называется индукционным вихревым преобразователем.

Вывод: Трансформаторные преобразователи первого и второго рода с уменьшением зазора δ, вторичное напряжение U2 увеличивается, и с уменьшением δ уменьшается. Для индукционного трансформаторного тока вихревого типа напряжение U2 увеличивается с увеличением зазора δ.

21.Терморезисторные преобразователи: принцип работы, устройство, способы применения. Существует два типа терморезисторных преобразователей:

1. Проволочные.(Линейные).

2. Полупроводниковые.(Нелинейные).

R₀

0R

θ

R

R(θ)=R0 (1+αт·θ˚)

Рисунок 25. График уравнения преобразования проволочного терморезисторного преобразователя

R(θ)=R0·e

Рисунок 26. График уравнения преобразования полупроводникового терморезисторного преобразователя

С ростом температуры сопротивление падает. Наиболее чувствительными являются полупроводниковые терморезисторы, но их применение ограничено относительно низкой величиной температуры и нелинейностью. Проволочные терморезисторы – линейны и выдерживают большую температуру.

Дата добавления: 2015-04-30