Главная Движение носителей электрических зарядов



поле; а - угол отклонения плоскости катушки 1 относительно вфти-кальной оси ОО.

Функции Fi(e) и F2(a) зависят от конструктивного выполнения прибора и подбираются таким образом, чтобы обеспечить достаточную чувствительность прибора на всем диапазоне измеряемых значений. Для этого необходимо, чтобы соблюдалось условие F{ (а) # Fj (а), так как в противном случае отсутствует зависимость между отклонением подвижной системы прибора и отношением токов. Для обеспечения этого условия воздушный зазор приборов вьшолняют так, чтобы на всем диапазоне шкалы не было такого положения подвижной системы, при котором катушки нахудились бы в одинаковых магнитных полях. Это достигается за счет эллипсоидальной формы центрального сердечника (рис. 10.12) и цилиндрической расточки полюсных наконечников.

Под влиянием вращающих моментов подвижная система прибора поворачивается до тех пор, пока не окажется в равновесном состоянии при Ml = М2 или /iFi(a) = hFiio!)- Отсюда h/h = F2(a)/Fi(a) = F(a), или

a = F{h/h). (10.17)

Из (10.17) следует, что отклонение подвижной системы прибора определяется только отношением токов /i 2- Так как /i 2 = = {2 + д)/(1 + х), то угол отклонения подвижной системы прибора при неизменных значениях сопротивлений г, г2, зависит только от измеряемого сопротивления и не зависит от напряжения источника питания. Последнее обстоятельство является существенным гфи использовании логометров в качестве приборов, предназначенных для измерения неэлектрических величин.

В цепях переменного тока применяют логометры электромагнитной и электродинамической систем. Логометры электромагнитной системы используют для измерения частоты, емкости, индуктивности и других величин. Электродинамические логометры применяют для измерения различных !велйчин в цепях переменного тока. В частности, их широко используют в качестве фазометров.

Измерение сопротивлений мостовым методом. Мостовой метод (рис. 10.13) позволяет наиболее точно измерять сопротивления. В одно из плеч моста включают резистор с сопротивлением г„ а в другие



Рис. 10.12

Рис. 10.13



три плеча - регулируемые и известные по значению сопротивления i. 2. 3- К точкам моста а и b подключен источник питания постоянного тока, а в диагональ моста между точками end включен магнитоэлектрический гальванометр Г. При измерении сопротивления значения трех других сопротивлений изменяют таким образом, чтобы наступило равновесие моста, при котором ток в цепи гальванометра становится равным нулю. Равновесие моста наступает при условии, когда разность потенциалов между точками end равна нулю. Поэтому при равновесном состоянии моста как через плечи ас и сЬ проходят одинаковые токи: 1- =12, так и через плечи ad и db: /3 = /4. Исходя из этого, для exes- л рис. 10.13 можно записать Iri = /дГз, /гГг - Ir. Разделив эти уравнения друг на друга, получим Г1/Г2 = Гз/г„ откуда

г. = Г2Г3/Г1. (10.18)

Наряду с уравновешенными мостами для измерения сопротивлений широко применяются неуравновешенные мосты, позволяющие более быстро производить измерение сопротивлений (но менее точно, так как их показания зависят от стабильности напряжения источника питания). Значение измеряемого сопротивления в этих мостах определяют непосредственно по показаниям прибора. В неуравновешенных мостах часто используют в качестве измерительного прибора магнитоэлектрические логометры, позволяющие повысить точность измерения.

Уравновешивание мостов можно производить вручную или автоматически. Автоматическое уравновешивание применяют в тех случаях, когда необходимо следить за изменением измеряемого сопротивления и управлять его значением.

§ 10.4. Измерение неэлектрических величин электрическими методами

Электрические измерительные приборы, применяемые для измерения неэлектрических величин, имеют большие преимущества по сравнению с неэлектрическими приборами, так как они позволяют как осуществлять дистанционные измерения, так и обеспечивать широкий диапазон чувствительности, а также позволяют измерять параметры различных быстропротекающих процессов.

Для измерения любой неэлектрической веливдны электрическим методом необходимо иметь преобразователь (датчик), преобразующий неэлектрическую величину в электрическую, измерительный прибор и промежупючную цепь, связывающую датчик с измерительным прибором. Датчики подразделяют на две основные группы: параметрические и генераторные. Параметрические датчики преобразуют неэлектрические величины в электрические параметры г, L, С, М, ц. Генераторные датчики преобразуют неэлектрические величины в Е, U, I, Р.

Электрические измерительные приборы, применяемые для измерения неэлектрических величин, градуируют непосредственно в единицах этих величин.



Датчики обычно характеризуют чувствительностью и разрешающей способностью. Под чувспкительностью датчика понимают отношение

S = Aa,,JAa,,, (10.19)

где Аявых - изменение значения электрической величины на выходе датчика; ААвх - измененр значения неэлектрической величины на его входе.

Под разрешающей способностью датчика понимают предел изменения измеряемой неэлектрической величины,в котором погрешность преобразования не превышает допустимого значения.

Из параметрически.: датчиков наиболее распространенными являются реостатные (датчики сопротивления), емкостные, индуктивные датчики, датчики с тфморезисторами, фотоэлектрические датчики, тензо-резисторы, а из генераторных датчиков - термоэлектрические (термопары) и индукционные, в которых неэлектрическая величина преобразуется в э. д. с.

Реостатные датчики обычно используют в сочетании с магнитоэлектрическими логометрами. В этих датчиках измеряемая неэлектрическая величина воздействует на движок реостата, изменяя его положение и соответственно сопротивление реостата. Этот прибор может быть применен, например, для измерения уровня жидкости (рис. 10.14), причем шкалу логометра в этом случае можно отградуировать непосредственно в единицах измеряемого уровня.

Для измерения деформаций различных конструкций используют тензорезисторы - датчики, согфотивление которых меняется вследствие изменения их геометрических размеров (рис. 10.15). Такие датчики изготовляют из константановой проволоки диаметром 20 - 30 мкм, обладающей большим удельным сопротивлением, и наклеиваются непосредственно на ту деталь, деформацию которой необходимо измерить.

Для измерения температур используют различные параметрические и генераторные преобразователи, наибольшее распространение из которых получили термоэлектрические датчики (термопары) и терморезисторы (термисторы). Работа датчиков с термисторами основана на зависимости сопротивления проводников и полупроводников от температуры. Следует отметить, что при измерениях с использованием

1 Рис. 10.15

-о -о



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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148


0.0112