Главная Об электрических измерениях. Достоинства и недостатки





Рис. 2.25

назначенных для контроля частот 50 и 400 Гц. Такие частотомеры (рис. 2.25) состоят из электромагнита 1 с сердечником 2, на обмотку которого подается напряжение с измеряемой частотой. В поле электромагнита находится якорь 3 скрепленный с планкой < на которой укреплен ряд стальных пластинок 6 с различными собственными частотами. Пружинные опоры 5 позволяют якорю и пластинкам 6 совершать вынужденные колебания с удвоенной частотой напряжения. При этом наибольшую амплитуду будет иметь та пластинка, у которой частота собственных колебаний совпадает с частотой второй гармоники вынужденных колебаний.

Погрешность резонансных частотомеров составляет около 1%. Она определяется размером пластршок и их числом. К достоинствам рассматриваемых приборов относятся их простота и удобство в эксплуатации. Недостатки - узкость пределов измерения (например, 45-55 Гц, 350-450 Гц) и невозможность использования на подвижных объектах из-за появления паразитных механических вибраций.

Измерительные трансформаторы тока. Как указывалось выше, ддя расширения пределов измерения электромагнитных амперметров применяются измерительные трансформаторы тока, которые преобразуют большие значения токов /[ в малые 1. Коэффициент трансформации К J =/i 2 в основном определяется отношением числа витков во вторичной обмотке w2 к их числу в первичной обмотке , т.е. Kj Wi/wi. Схема включения амперметра с трансформатором тока ТА представлена на рис. 2.26. Чтобы получить значение измеряемого тока следует измеренное амперметром значение тока умножить на коэффициент трансформации:

На практике вместо действительного коэффициента трансформации К J приходится использовать номинальный коэффициент трансформации Kj, что приводит к погрешности определения тока /j. Классы точности трансформаторов тока переносных лабораторных: 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; стационарных, устанавливаемых на подстанциях: 0,2; 0,5; 1,0; 3; 5; 10. Номинальные значения сопротивления нагрузки в



Fuc. 2.26

Рис. 2.27

цепи вторичной обмотки лежат в пределах от 0,2 до 2,0 Ом. Увеличение сопротивления нагрузки приводит к увеличению погрешностей. Размыкание вторичной обмотки недопустимо, так как оно вызывает появление на разомкнутых концах высокого напряжения, опасного для людей и способного привести к нарушению изоляции.

Измерительные трансформаторы напряжения. Для расширения пределов измерения вольтметров электромагнитной, электродинамической и электростатической систем применяются измерительные трансформаторы напряжения, которые преобразуют высокое напряжение Ui, подводимое к первичной обмотке, в низкое С, снимаемое со вторичной. Коэффициент трансформации Kj = U1/U2 приближенно равен отношению числа витков первичной обмотки wi к числу витков во вторичной, т.е. Kjj Wi/w2. Схема включения вольтметра с трансформатором напряжения TV представлена на рис. 2.27. Значение измеряемого напряжения С/, определяется из формулы Uy = KjjU2. Использование вместо действительного коэффициента трансформации приводит к погрешностям определения напряжения С/,. Классы точности лабораторных трансформаторов напряжения: 0,05; 0,1; 0,2; стационарных: 0,2; 0,5; 1,0; 3.

2.7. ЭЛЕКТРОННЫЕ АНАЛОГОВЫЕ ВОЛЬТМЕТРЫ

В электронных вольтметрах конструктивно объединены электронный преобразователь и измерительный механизм. Электронный преобразователь может быть ламповым или полупроводниковым. Измерительный механизм обычно магнитоэлектрический. Электронные аналоговые вольтметры позволяют производить измерения в широком диапазоне напряжений и частот.

Электронные вольтметры постоянного тока выполняются по схеме, представленной на рис. 2.28. Измеряемое напряжение С/, подается на входное устройство, представляюшее собой многопредельный высоко-омный делитель на резисторах. С делителя напряжение поступает на усилитель постоянного тока и далее - на измерительный механизм. Делитель и усилитель постоянного тока ослабляют или усиливают напряже-



Входное устройство

Усилитель

Измерительный механизм

постоянного тока

Рис. 2.28

Входное устройство

Детектор

Усилитель постоянного тока

Измерительный механизм

Входное устройство

Усилитель переменного тока

Детектор

Измерительный механизм

Рис. 2.29

ние до значений, необходимых для нормальной работы измерительного механизма. Одновременно усилитель обеспечивает сошасование высокого сопротивления входной цепи прибора с низким сопротивлением катушки измерительного механизма. Входное сопротивление электронного вольтметра составляет обычно несколько десятков мегаом. Это позволяет производить измерения в высокоомных цепях без заметного потребления мошности от объекта измерения. Диапазон .измеряемых напряжений постоянного тока - от десятков милливольт до нескольких киловольт. Дпя измерения малых напряжений используют микровольтметры с преобразованием постоянного тока в переменный. В таких приборах усиление измеряемого сигнала производится на переменном токе, что позволяет достичь больших значений коэффициента усиления и снизить порог чувствительности до нескольких микроволы. Рабочий диапазон электронных микровольтметров постоянного тока лежит в пределах 10~ - 1 В.

Электронные вольтметры переменного тока выполняются по двум структурным схемам, представленным на рис. 2.29. В первой из этих схем измеряемое переменное напряжение сначала преобразуется в постоянное при помоши детектора, а затем усиливается усилителем постоянного тока и воздействует на измерительный механизм. Во второй схеме усиление производится на переменном токе (дл этого служит усилитель переменного тока) и лишь затем предварительно усиленный сигнал выпрямляется детектором и отклоняет стрелку измерительного механизма. Эти схемы дополняют друг друга. Каждая из них обладает своими преимушествами и недостатками. По первой схеме могут строиться вольтметры, обладаюшие широким частотным диапазоном (10 Гц - 1000 МГц), но обычно не способные измерять напряжения меньше нескольких десятых долей вольта: детектор выпрямляет толь ко достаточно большие напряжения.



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


0.0591