Для установки нажмите кнопочку Установить расширение. И это всё.

Исходный код расширения WIKI 2 регулярно проверяется специалистами Mozilla Foundation, Google и Apple. Вы также можете это сделать в любой момент.

4,5
Келли Слэйтон
Мои поздравления с отличным проектом... что за великолепная идея!
Александр Григорьевский
Я использую WIKI 2 каждый день
и почти забыл как выглядит оригинальная Википедия.
Статистика
На русском, статей
Улучшено за 24 ч.
Добавлено за 24 ч.
Альтернативы
Недавние
Show all languages
Что мы делаем. Каждая страница проходит через несколько сотен совершенствующих техник. Совершенно та же Википедия. Только лучше.
.
Лео
Ньютон
Яркие
Мягкие

Системы измерительных приборов

Из Википедии — свободной энциклопедии

Систе́мы измери́тельных прибо́ров — классификация электроизмерительных приборов (электромеханического действия) по физическому принципу действия измерительного механизма, то есть по способу преобразования электрической величины в механическое смещение подвижной части.

Общие принципы действия

Все электромеханические измерительные приборы снабжены неподвижной проградуированной шкалой, отсчёт измеряемой величины по которой обычно производится по положению указательной подвижной стрелки (иногда — по положению светового пятна: пучок света отклоняется вращающимся зеркалом), положение стрелки на шкале определяется равенством вращательного момента и момента сопротивления. Обычно вращающий момент сопротивления создаётся плоской спиральной пружиной или торсионной пружиной (растяжкой), работающей на скручивание. В логометрических и индукционных систем момент сопротивления создаётся иными способами. Приборы вибрационного типа подвижной стрелки не имеют и их принцип индикации основан на явлении механического резонанса (см. вибрационная система). Как правило, разновидности систем приборов различаются по способу создания вращательного момента и конструктивным особенностям.

Разновидности систем приборов

Условное графические обозначения систем измерительных приборов по ГОСТ 23217-78[1]
Условное графические обозначения систем измерительных приборов по ГОСТ 23217-78[1]
  • Магнитоэлектрическая с подвижной рамкой — вращательный момент создаётся между неподвижным постоянным магнитом и подвижной вращающейся рамкой с намотанной на ней обмоткой по которой при измерении протекает ток. Вращающий момент рамки в таком приборе описывается законом Ампера — взаимодействия магнитного поля тока в обмотке рамки с магнитным полем постоянного магнита. Шкала магнитоэлектрического прибора является равномерной. Аналогом такой системы является электродвигатель постоянного тока обычного исполнения с возбуждением от постоянных магнитов.
  • Магнитоэлектрическая с подвижным магнитом — вращательный момент создаётся между неподвижной обмоткой с током и подвижным постоянным магнитом. Эта система является аналогом магнитоэлектрической системы с подвижной рамкой, но имеет более низкий класс точности — 4,0 и ниже, менее распространена и применяется, в основном, для указательных приборов транспортных средств, благодаря своей стойкости к внешним механическим воздействиям — вибрациям и ударам. Аналогом этой системы является двигатель постоянного тока обращённого исполнения с возбуждением от постоянных магнитов.
Замечание: Магнитоэлектрические приборы по своему принципу действия измеряют среднюю величину тока, а направление отклонения стрелки зависит от среднего направления тока в рамке, поэтому они могут применяться только для измерения токов с постоянной составляющей и требуют соблюдения полярности подключения[2]. Магнитоэлектрические приборы непригодны для непосредственного измерения переменного тока, так как при подаче на такой прибор переменного тока стрелка будет вибрировать вблизи нулевого значения с частотой переменного тока.
Принцип действия приборов этого типа — взаимодействия тока и ферромагнитного тела. Особенностью таких приборов является квадратичная зависимость вращающего момента от тока в обмотке, и такие системы могут применяться для измерения как постоянных так и переменных токов. Аналогом такой системы является реактивный двигатель, работающий в соответствии с законом сохранения импульса.
К достоинствам приборов электромагнитной системы относятся дешевизна и стойкость к перегрузкам, что обусловило их широкое применение в промышленных электроустановках. Недостатки этих приборов — невысокая точность и неравномерность шкалы. Для измерения постоянного тока электромагнитные приборы хотя и пригодны, но применяются редко, поскольку более точно постоянный ток может быть измерен при помощи приборов магнитоэлектрической системы.
  • Электродинамическая — вращательный момент создаётся между двумя обмотками с током: подвижной и неподвижной. Вращательный момент пропорционален произведению токов в обмотках. Электродинамическое усилие основано на взаимодействии магнитных полей обмоток (закон Ампера). Аналогов такой системы в двигателях не существует, в связи с малыми вращающими моментами.
  • Ферродинамическая система подобна электродинамической, но для увеличения вращательного момента в конструкции предусматривается сердечник из ферромагнитного материала. Аналогом такой системы является двигатель постоянного тока нормального исполнения.
Электродинамические и ферродинамические системы применяют в вольтметрах и амперметрах, но чаще всего в — ваттметрах и варметрах.
  • Индукционная — вращающий момент создаётся бегущим или вращающимся магнитным полем неподвижных обмоток (для создания бегущего поля токи в обмотках должны быть сдвинуты по фазе) и токами Фуко, наводимыми во вращающемся неферромагнитном диске (обычно алюминиевом). В индукционной системе измеряемой величиной может быть скорость вращения диска и полное число его оборотов, которое подсчитывается и отображается механическим счётчиком. Тормозной демпфирующий момент в этом случае создаётся взаимодействием магнитного поля постоянного магнита и магнитного поля токов, наводимых в диске. Иногда индицирование индукционной системе производится с помощью стрелки — в таком случае тормозной момент создаётся пружиной. Вращающий момент в индукционной системе равен произведению магнитных потоков в сердечниках обмоток и также зависит от угла сдвига между их фазами их токов. Аналогом этой системы является асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Индукционная система измерения применяется в счётчиках электрической энергии и в некоторых типах реле (например, в реле тока РТ-80).
  • Электростатическая — вращающий момент создаётся между подвижным и неподвижным электродами из-за взаимодействия электрических зарядов. Вращательный момент возникает согласно закону Кулона.
  • Логометрическая — система отличается от предыдущих принципом создания тормозного момента — здесь тормозной момент создаётся с помощью специальной обмотки. Логометрическая система подразделяется по принципу создания вращательного момента: магнитоэлектрический логометр, электромагнитный логометр, электродинамический логометр, ферродинамический логометр. Особенностью логометров является неопределённое положение стрелки на шкале до момента подключения прибора, так как подвижная система не имеет пружин.
  • Вибрационная — система, использущая явление электромеханического резонанса. В приборе устанавливаются упругие пластины («язычки») различной длины с разными частотами механического резонанса из ферромагнитного материала, возбуждаемыми магнитным полем одной обмотки. При подаче переменного тока в обмотку язычки колеблются с разной амплитудой. Амплитуда колебаний язычка с наиболее близкой собственной резонансной частотой к частоте возбуждающего тока максимальна, это индицирует примерную частоту тока в обмотке. Этот принцип измерения использовался в частотомерах промышленной частоты. В настоящее время приборы вибрационной системы не выпускаются.
  • Тепловая — электрический ток, протекая через проводник, вызывает его нагревание и удлинение вызванное тепловым расширением материала, которое регистрируется измерительным механизмом. За счёт тепловой инерции нагреваемого элемента усредняются быстрые изменения тока. Примеры использования: автомобильные приборы, предназначенные для измерения уровня топлива в топливном баке, температуры охлаждающей жидкости в двигателе внутреннего сгорания, автомобильные манометры, показывающие давление моторного масла в системе смазки двигателя[источник не указан 615 дней].

Дополнительные элементы

В качестве дополнительных элементов приборов применяют гасители колебаний подвижной системы гидравлического, пневматического и электромагнитного принципа действия для быстрого успокоения стрелки на установившемся положении относительно шкалы.

Дополнительными элементами являются экранировка прибора ферромагнитным экраном и применение в конструкции астатических устройств.

Поскольку электромагнитные приборы при измерении создают малое внутреннее поле, то внешние магнитные поля могут сильно влиять на их показания. Для этого применяются так называемые астатические приборы с двумя неподвижными обмотками и двумя сердечниками, связанными так, что их механические моменты складывались. Внешнее магнитное поле ослабляет поле одной обмотки и усиливает поле другой обмотки и суммарный вращающий момент остаётся практически постоянным.

Дополнительным элементом являются также термоэлектрические преобразователи, например, термопары — с помощью их измеряется не само значение тока, протекающего по проводнику, но его тепловой эквивалент. Подключение к такому преобразователю магнитоэлектрический прибор можно измерять им переменные токи достаточно высокой частоты c большой точностью (без такого преобразователя показания магнитоэлектрического прибора будут равны нулю). Термоэлектрические преобразователи могут также использоваться для гальванической развязки измерительной части прибора от цепи в которой производится измерение тока.

Для измерения переменных токов с помощью магнитоэлектрических приборов применяют также выпрямительные схемы (так называемые «детекторные системы») — применяемые, в основном, в стрелочных мультиметрах и токоизмерительных клещах. В этом случае прибор будет показывать точное значение действующей величины только при синусоидальной форме измеряемого сигнала, если шкала прибора проградуирована в действующих величинах, при несинусоидальной форме сигнала будут возникать значительные погрешности в показаниях прибора.

Применение устройств в конструкции прибора для астатизма, термоэлектрического преобразования, выпрямителей и усилителей обычно обозначается специальными символами нанесёнными на шкалу прибора, дополняющий основной символ типа системы измерительного прибора.

См. также

Примечания

  1. ГОСТ 23217-78 Приборы электроизмерительные аналоговые с непосредственным отсчетом. Наносимые условные обозначения.
  2. Существуют конструкции магнитоэлектрических приборов с нулём посередине, в которых стрелка может отклоняться как вправо, так и влево, в зависимости от среднего направления тока. Применяются, например, для контроля тока заряда и разряда аккумуляторной батареи.

Литература

  • Иванов И. И., Равдоник В. С. Электротехника: Учеб. пособие для неэлектротехн. спец. вузов. — М.: «Высшая школа», 1984. — 376 с.
Эта страница в последний раз была отредактирована 11 декабря 2021 в 12:08.
Как только страница обновилась в Википедии она обновляется в Вики 2.
Обычно почти сразу, изредка в течении часа.
Основа этой страницы находится в Википедии. Текст доступен по лицензии CC BY-SA 3.0 Unported License. Нетекстовые медиаданные доступны под собственными лицензиями. Wikipedia® — зарегистрированный товарный знак организации Wikimedia Foundation, Inc. WIKI 2 является независимой компанией и не аффилирована с Фондом Викимедиа (Wikimedia Foundation).