Главная Об электрических измерениях. Достоинства и недостатки



Условие j3 = 1 с учетом соотношений

j3 = Р12у/Жн Р = (BwSyiiR + R) можно переписать в виде

{BwSy lly/JWiR + R) = 1 или

+ вн, кр = (.BwSyi2y/jW, (2.33)

где индекс "кр" указывает на то, что равенство (2.33) является условием осуществления критического режима.

Сумма R + R = называется полным критическим сопротивлением гальванометра. Его значение определяется исключительно конструктивными параметрами гальванометра и указывается в паспорте прибора.

Степень успокоения можно выразить черезRjp-

е= /(г + вн)- (2-34)

Уравнение (2!34) удобно использовать для получения необходимого режима работы гальванометра. Так как RuR заданы, для получения требуемого значения j3 достаточно подобрать соответствующее значение внешнего сопротивления цепи гальванометра 7?. Выбор того или иного режима зависит от требований, предъявляемых к измерению в каждом конкретном случае. Если требуется обеспечить повышенную устойчивость по отношению к механическим воздействиям на гальванометр, то следует выбирать апериодический режим. Если нужно добиться быстрого установления указателя, то режим должен быть близок к критическому. Минимальное время установления реализуется при степени успокоения несколько меньшим единицы.

Балластические гальванометры. Во многих случаях требуется измерить количество электричества Q, переносимого коротким импульсом

тока/(f) длительностью т, т.е. величину Q = ll{t)dt. Для выполнения

таких измерений служат баллистические гальванометры. Они отличаются от рассмотренных выше гальванометров, показывающих установившееся значение тока, повышенным моментом инерции подвижной части. Увеличение момента инерции необходимо для того, чтобы период собственных колебаний подвижной части Го бьш много больше длительности импульса тока т. При этом условии первый (максимальный) отброс «5 указателя под действием тока пропорционален количеству электричества Q:

«б = б<2- . (2-35)



Величина 5g называется баллистической чувствительностью гальванометра, а обратная ей велишна - баллистической постоянной. Баллистическая чувствительность определяется как амплитуда первого отклонения указателя при прохождении через рамку гальванометра импульса тока, содержащего 1 1Сл количества электричества, и выражается в делениях шкалы, находящейся на расстоянии I м от зеркальца гальванометра.

Баллистическая чувствительность сложным образом зависит от конструктивных параметров гальванометра и от внешнего сопротивления цепи. Поэтому перед проведением измерений ее обычно определяют экспериметально или находят на основании паспортных данных.

Баллистические эльвано метры используются при магнитных измерениях, измерениях больших сопротивлений и других электрических величин.

2.3. МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

С ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

В ПОСТОЯННЫЙ

Сочетание магнитоэлектрического механизма с преобразователем переменного тока в постоянный позволяет использовать достоин- ства этого механизма при измерениях в цепях переменного тока. В зависимости от вида преобразователя различают выпрямительные, термоэлектрические и электронные приборы.

Выпрямительные приборы. Выпрямительные приборы состоят из полупроводникового диода и магнитоэлектрического измерительного механизма. Диод выпрямляет измеряемый переменный ток, а магнитоэлектрический механизм служит индикатором, стрелка которого отклоняется под действием выпрямле1шого тока. Наиболее употребительны точечные кремниевые диоды, которые имеют малую собственную емкость (несколько пикофарад) и могут работать в диапазоне от низких (0-50 Гц) до высоких (Iff* - 10 Гц) частот. Способность диода выпрямлять ток характеризуется коэффициентом выпрямления к, представляющим собой отношение сопротивлений диода в обратном и прямом направлениях:

К = обр/пр • (2-36)

Коэффициент выпрямления зависит от приложенного напряжения, частоты и температуры. Он невелик при малых значениях напряжения (меньше десятых долей вольта), но резко возрастает при повышении напряжения. В рабочей области напряжений, частот и температур коэффициент выпрямления диодов равен 10 - 10*.

В выпрямительных приборах используются однополупериодные и двухполупериодные выпрямительные цепи. Некоторые из них приведены




Рис. 2.11

на рис. 2.10 и 2.11 соответственно. На этих схемах показано также включение измерительного механизма амперметра А.

При однополупериодном выпрямлении (рис. 2.10) через рамку измерительного механизма, включенную последовательно с диодом VD1, ток проходит только в течение своего положительного полупериода. Во время отрицательного полупериода он проходит по параллельной цепочке через резистор R и диод VD2, Параллельная цепочка обеспечивает защиту диода VD1 от перенапряжения во время отрицательного полупериода. На рис. 2.10 направление прохождения прямой волны обозначено сплошной, а обратной волны - пунктирной стрелкой. Показано также, какую форму имеют токи, протекайщие в различных участках цепи.

При двухполупериодном выпрямлении (рис. 2.11, д) ток проходит через рамку измерительного механизма в течение обоих полупериодов: в положительный полупериод по пути VD1~A-VD4, в отрицательный - по пути VD2-A-VD3. Двухполупериодная схема обеспечивает в 2 раза большее значение тока в рамке 1, что повышает чувствительность выпрямительного прибора. Однако напряжение в этом случае делится между двумя диодами, что препятствует измерению малых напряжений из-за падения коэффициента выпрямления диодов. Кроме того, большое количество диодов приводит к необходимости их тщательного подбора и росту температурных погрешностей. Схема на рис. 2.\\,б, в которой вместо двух диодов включены резисторы R1 и R2, несколько уменьшает влияние температуры и ослабляет требования к идентичности диодов. Однако она обладает меньшей чувствительностью и повышенным по сравнению с предыдущей схемой потреблением энергии.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [13] 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114


0.0123