Главная Об электрических измерениях. Достоинства и недостатки





Рис. 4.36

Схемы включения. Магаитоупругие индукционные преобразователи включаются в мостовые измерительные цепи. В плечо, смежное с измерительным преобразователем, включается такой же преобразователь для компенсации аддитивных, погрешностей. Он обычно не нагружается - прибор строится по дифференциальной схеме первого типа. Питание моста гроизводится от феррорезонансного стабилизатора.

Схема включения трансформаторного магнитоанизотропного гре-образователя приведена на рис. 4.36. Первичная обмотка 1 питается от феррорезонансного стабилизатора 2. На выходе у ненагруженно-го преобразователя имеется некоторое остаточное напряжение. Для его компенсации в цепь включен резистор R, на который подается на-гряжениё через фазосдвигающую цепочку 3. Напряжение питания преобразователя выбирается так, чтобы режим его работы был близок к режиму насышения магнитной цепи. При зтом на выходе преобразователя имеется напряжение верхних гармоник значительной величины. Для защиты от гармоник схема содержит фильтр верхних частот 4. Напряжение выпрямляется двухполупериодным выпрямителем 5 и подается на магнитоэлектрический измерительный механизм б. Фильтр нижних частот 7 служит для сглаживания тльсаций вьшрям-ленного напряжения. При измерении быстропеременных процессов в качестве измерительного механизма включается гальванометр све-толзевого осциллографа.

Магнитоупругие трансформаторные преобразователи могут работать также с автоматическими потенциометрами переменного тока.

Потрешность магнигоупругих преобразователей. Функция преобразования магнитоупругих преобразователей, как правило, нелинейна. Имеется ряд методов уменьшения нелинейности. Нелинейность уменьшается при сокращении диапазона измерения измеряемой силы; если наряду с измеряемой силой преобразователь нагружается некоторой дополнительной постоянной силой; при соответствующем выборе маг-



нитного режима преобразователя; при применении магнитоанизотроп-ньЕС материалов, имеющих различную магнитную проницаемость в различных направлениях. Такие материалы получают в результате определенной технологической обработки - ковки, протяжки, прокатки и т. д. Применение этих мер позволяет уменьшить погрешность, происходящую вследствие налинейности, до 1,5-2 %.

Функция преобразования при увеличении нагрузки магнитоупру-гих преобразователей отличается от функции преобразования при уменьшении нагрузки. Это отличие имеет гистерезисный характер и обусловлено магнитным и механическим гистерезисом. При статических измерениях гистерезис преобразователя больше, чем при динамических. Для уменьшения погрешности, вызванной гистерезжом, рекомендуется изготавливать преобразователи из материалов, имеющих возможно больший предел упругости и возможно меньшую петлю магнитного гистерезиса. Максимальные механические напряжения в магнитоупругом материале должны быть в 6-7 раз меньше его гфедела упругости. Погрешность, обусловленная гистерезисом, уменьшается после тренировки преобразователя. Тренировка производится 5-104срат-ным нагружением силой, соответствующей пределу изменения преобразователя. Гистерезис может возникнуть также в результате сил трения, если, например, магнитопровод не сплошной, а составной. Приведенную погрешность, вызванную гистерезисом, можно снизить до 0,5-1 %.

Магнитоугфугому преобразователю свойственно старение. При этом изменяется как магнитная проницаемость, так и внутреннее напряжение в материале преобразователя. Старение приводит к изменению электрических параметров (Z,, Л) и к изменению чувствительности. Изменение характеристик уменьшается после естественного (в течение нескольких месяцев) или ускоренного искусственного старения. Характеристики стабилизируются путем термообрабагки магнитопровода. Погрешность, вызванную изменением параметров, можно уменьншть применением дифференциальных преобразователей и дифференциальных схем включения. Таким образом, погрешность, обусловленную старением, можно уменьшить до 0,5 %.

При изменении температуры изменяются магнитная проницаемость магнитопровода и электрическое сопротивление обмоток. При резко выраженном поверхностном эффекте изменение температуры оказывает меньшее влияние, чем при слабо вьфаженном. Для уменьшения температурной погрешности используются дифференциальные схемы и специальные схемы температурной компенсации.



42.9. Термоэлектрические преобразователи

Щ)инцип действия и конструкция. Термоэлектрический преобразователь представляет собой термопару, состоящую из двух разнородных проводников Р и Q, соединенных между собой в двух точках, как схематически показано на рис. 4.37,д. На границе раздела двух различных металлов имеется контактная разность потенциалов EpQ (t), зависящая от рода металлов и от температуры контакта. В цепи, показанной на рис. 4.37, а, контактные разности потенциалов образуются в точках 1 и 2. Если ti = Гг. то они равны между собой и, будучи противоположно направленными, взаимно уравновещиваются. Если же ti 2 > то в цепи развивается результирующая ЭДС

Е= EpQity)-EpQit2), (4.141)

называемая термоэлектродвижущей силой (термоЭДС). Места контактов называются спаями термопары.

Из (4.141) следуют следующие свойства термопары.

1. Если в цепи термопары включен третий проводник (проводник R на рис. 4.37,ф и его концы находятся при одинаковых температурах (2 = г"), то включение этого третьего гфоводника не изменяет ЭДС цепи. Третьим проводником могут бьпь провода прибора, измеряющего ЭДС термопары, и провода, соединяющие его с термопарой. Если концы термопары, подключенные к соединительным проводам, находятся при одинаковых температурах, то подключение измерительного прибора не изменяет термоЭДС.

2. ЭДС термопары является функцией двух независимых температур - температур ее спаев Е - E{ti, t} - и не зависит от температур других точек термопары. ЭДС термопары (4.141) есть сумма функций одной переменной.

3. Если термопара имеет температуры спаев / и о» то тфмоЭДС равна алгебраической cjTviMe двух ЭДС, одна из которых генерируется при температуре спаев t и to, другая - при температурах tg и (рис. 4.38):

Eit. to) = E(t, t;,) + Eit! to). (4.142)

Это свойство используется при измерении температуры спая t, если температура второго спая to отличается от температуры о, при которой была произведена градуировка термопары.

При to = О функция E(t, 0) представляет собой градуировочную функцию преобразования данной термопары. Значение E{t, to) определяется экспериментально, а значение E{to, 0) - по значению температуры Го и градуировочной функции гфсобразования. По значениям E(t, to) и £"(0, 0) вычисляется E{to, 0), по которой определяется измеряемая температура. 172



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


0.0153