ТИП. Технические измерения и приборы Средства измерений
 Скачать 6.34 Mb.
|
Измерительные приборыИзмерительными приборами называют средства измерений, предназначенные для выработки сигналов измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. По физическим явлениям, положенным в основу работы измерительных приборов, их можно разделить на электроизмерительные, электронные и виртуальные приборы. Электроизмерительные приборы подразделяются на электромеханические, электротепловые и электрохимические. Электронные приборы бывают аналоговыми и цифровыми. по назначению - приборы для измерения электрических и неэлектрических физических величин по способу представления результатов - на показывающие и регистрирующие по методу преобразования измеряемой величины – на приборы непосредственной оценки и сравнения по способу применения и по конструкции – на щитовые, переносные и стационарные по защищенности от воздействия внешних условий измерительные приборы подразделяют, например, на обыкновенные, влагозащищенные, газозащищенные, пылезащищенные, герметичные и взрывобезопасные Классификация приборов Электромеханические измерительные приборыотличаются простотой, дешевизной, высокой надежностью, разнообразием применения, относительно высокой точностью состоят из трех основных преобразователей: измерительной цепи, измерительного механизма и отсчетного устройства. имеют корпус, шкалу, приспособление для отсчета, приспособление для установки, уравновешивания подвижной части и создания вращающего момента, успокоитель, корректор и арретир. Измерительные системы приборовмагнитоэлектрическая, электромагнитная, электродинамическая, ферродинамическая, электростатическая, индукционная. Магнитоэлектрические приборы1 - постоянный магнит 2 - магнитопровод с полюсными наконечниками 3 - неподвижный сердечник 4 - прямоугольная катушка , 5, 6 - полуоси. 7, 8 - спиральные пружины 9 - стрелка 10 - передвижные противовесы Механическая работа, совершаемой при перемещении проводника с током в магнитном поле F dx = dWм, где F - сила, действующая на проводник в направлении элементарного перемещения dx; dWм - изменение запаса энергии магнитного поля. Если проводник движется по окружности с радиусом r, то dx = r dα, где dα — элементарный угол поворота. Следовательно, F r dα = dWм, где F r - вращающий момент, т. е. Мвр dα = dWм. Тогда Мвр = dWм / dα. В случае, когда противодействующий момент создается спиральной пружиной, противодействующий момент равен Мпр = W α, где W – удельный противодействующий момент, зависящий от геометрических размеров и материала пружины. Запас электромагнитной энергии в контуре с током I, находящимся в поле постоянного магнита, выражается формулой Wм = І Ψ, где Ψ - полное потокосцепление данного контура с магнитным полем постоянного магнита. Тогда Мвр = Ι dΨ / dα. При повороте рамки на угол dα каждая ее сторона опишет дугу dα b/2, где b – ширина рамки, пересекая при этом силовые линии магнитного поля. Число пересеченных линий будет равно произведению пройденного пути на длину активной стороны рамки l и на индукцию в зазоре В. Полное изменение потокосцепления с рамкой равно произведению числа силовых линий, пересеченных обеими сторонами рамки, на число витков ее обмотки ω, т. е. dΨ = 2 Β l ω dα b/2, Обозначив площадь рамки через s, получим dΨ =B s ω dα. Если положить dα = 1 рад, то произведение Bsω будетпостоянной величиной для каждого данного прибора. Она равна изменению потокосцепления при повороте рамки на 1 рад. Обозначая его через Ψo, запишем Ψo = B s ω [вб/рад] , и тогда dΨ = Ψo dα. Вращающий момент для магнитоэлектрического механизма Мвр = Ι· Ψo. Установившееся положение подвижной катушки наступает при равенстве вращающего и противодействующего моментов Мвр = Мпр. Тогда можно записать Ι Ψo = W α. Отсюда находим уравнение шкалы измерительного механизма магнитоэлектрической системы α = Ι Ψo / W или α = S Ι, где величина S = Ψo / W является чувствительностью прибора в радианах на ампер. Успокоениеподвижной части магнитоэлектрических приборов - магнитоиндукционное, то есть создается взаимодействием магнитных полей от вихревых токов в каркасе рамки и поля постоянного магнита. Mагнитоэлектрические приборы имеют высокий класс точности, равномерную шкалу, высокую чувствительность, малое собственное потребление мощности и большой диапазон измерений. Они имеют малую нагрузочная способность и сложную конструкцию, а показания приборов зависят от температуры. Эти приборы применяются в качестве амперметров, вольтметров, гальванометров и омметров. |