Индуктивности, емкости и частоты

СРЕДСТВА И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ

Прямое определение индуктивности, емкости и частоты проводят с помощью логометров электромагнитной и электродинамической систем.

Электродинамический логометр, схема которого при­ведена на рисунке 18, а, служит для определения емкости конденса­торов и индуктивности катушек. Параметры измерительных рамок выбирают таким образом, что отклонение указателя пропорционально измеряемой величине

j = k_C (С_X / С₀);

j = k_L (L_X / L₀),

где k_C и k_L – коэффициенты, определяющие шкалу прибора, отградуированную в Ф и Гн.

Электромагнитный логометрический частотомер (рисунок 18, б) характеризуется тем, что отклонение указателя пропор­ционально отношению токов цепей и обратно пропорционально их полным сопротивлениям

j = k_j (I₂ / I₁);

j = k_Z (Z₁ / Z₂),

где k_j и k_Z – коэффициенты градуировки шкалы.

При определенной частоте параметры цепей подбирают таким образом, чтобы отклонение указателя соответствовало определенной отметке шкалы (например, 50 Гц).

а) б)

Рисунок 18 – Логометры для измерения емкости, индуктивности и частоты:

а — электродинамический фарадогекриметр;

б — электромагнитный частотомер.

Уравновешенный мост (см. рисунок 9) можно использовать для измерения параметров реактивных элементов. Подбором соотношения его плеч добиваются равновесия моста

L_X = L₃R₂/R₄,

C_X = C₃R₄/R₂,

где L₃ и С₃ – индуктивность и емкость образцовых катушки и конденсатора.

Следует отметить, что данная схема применима, если активными сопротивлениями элементов можно пренебречь. Для некоторых измерительных мостов используют схему, приведенную на рисунке 19. Она характеризуется двумя условиями равновесия

R₁ = R₂R₃/R₄,

C_X = [R₁R₄ + R₅(R₁ + R₂)],

причем первое условие соответствует условию равновесия при пос­тоянном токе, а второе - при переменном.

Рисунок 19 – Мост для определения индуктивности и емкости

Дифференциальные компенсационные схемы (рисунок 20) нашли применение для измерений в промышленных цепях переменно­го тока. Измерительный прибор в схеме может быть использован как нуль-индикатор (тогда уравновешивание обеспечивается перемеще­нием контакта автотрансформатора) или отградуирован в единицах индуктивности или емкости:

- при неуравновешенном методе измерения

I = (Е₁ Z₀ – Е₂ Z_X) / (Z₀ Z_X + Z₀Z + Z_X Z);

- при равновесии схемы

Z_X = Z₀E₁ / E₂.

Рисунок 20 – Дифференциальная измерительная схема

Косвенные методы измерения также можно использовать для определения индуктивности и емкости.

По методу амперметра и вольтметра (см. рисунок 10, а)

L_X = U / ωI

С_X = I ω U,

где ω = 2π f = 1/с – известная частота переменного тока в измерительной цепи.

При помощи трех приборов (см. рисунок 11, б) измеряют активное, реактивное и полное сопротивления элементов

R = P/I2,

XL =

ХC = I2 /

Z = U / I.

В этом случае частота переменного тока в измерительной цепи может быть неизвестна.

Различные типы логометрических частотомеров применимы для измерения промышленных частот до 400 Гц. Для измерения высоких и сверхвысоких частот, которые необходимы в емкостных и СВЧ-влагомерах и анализаторах, используют частотно-импульсные электронные преобразователи и цифровые частотомеры.

Дата добавления: 2015-06-28