Материал: Метрология!!!

Магнитоэлектрические приборы.

1 – магнитные полюсные наконечники

2 – неподвижный сердечник

3 – рамка с током (прямоугольная катушка)

4 – противодействующая пружина

подпятник

керн

Керн-подпятник либо система без моментных подвесок (растяжек)

S – площадь рамки

n – количество витков

α – угол поворота рамки

W_эм­ – э/м энергия, которая возникает в конструкции

Поле в зазоре равномерное и <=2Тл

S_I­ – const!!! – чувствительность по току магнитоэлектр. измер.

механизма

Достоинства:

1. Высокая чувствительность

2. Высокая точность k=0.1;0.2

3. Нечувствительность к внешним магнитным полям, т.к. собственное поле сконцентрировано внутри измерительного механизма

4. Линейная равномерная шкала

Недостатки:

1. Низкая перегрузочная способность

2. Невозможность работы на переменном токе

k(ω)

3дБ

0 1 Гц ω

3. Относительная сложность производства данного типа механизмов.

22. Магнитоэлектрические амперметры

R_шn – сопротивления шунтов

к – коэфф. индуцирования – определяется как отношение предельного значения измеряемого тока к дополнительному току ч/з измер. механизм

23. Магнитоэлектрические вольтмеры

R_д – добавочное сопротивление

k_д – коэфф. деления

Пределы вольтметров-0,5*10^-3-3*10³В

24. Магнитоэлектрические вольтметры

Последовательная схема.

R д – добавочное сопротивление

R_х = измеряемое сопротивление

U_ип – дополнительный источник питания

- угол поворота - чувств. по току

α U_п – var!!! – при изменении Uп изменяется измеряемая величина

I_max соответствует R_x=0

нуль справа

∞ 0

R_x

Влияние источника питания на результат измерения убирается с помощью магнитного шунта, встроенного в конструкцию ИМ, который влияет на магнитное поле для компенсации напряжения питания.

Параллельная схема.

Ш кала

0 ∞

Диапазон 1.5 - 2.5

Достоинства:

1. Высокая точность

2. Высокая надежность

Недостаток: зависимость от напряжения питания.

Возможно построение комбинированных приборов (тестеров), измеряющих одновременно напряжение, ток, сопротивление, (индуктивность, емкость). На основе МЭИМ строятся также такие высокочувствительные приборы, как гальванометры, а также приборы для измерения на переменном напряжении.

25. Электронные аналоговые приборы и преобразователи.

Электронные аналоговые приборы и преобразователи.

Средства измерения, в которых преобразование сигнала измерительной информации производится с помощью аналоговых электронных устройств. Выходной сигнал таких средств измерения является непрерывной функцией входного сигнала. Используются для измерения всех видов электрических сигналов: напряжение, ток, сопротивление, фаза, частота…

Электронные вольтметры – средства измерения, в которых измеряемое напряжение преобразуется в постоянный ток, который измеряется МЭИМ.

Шкала проградуирована в единицах измерения напряжения

Характеристики:

1. Широкий диапазон измеряемых значений напряжения, от 10^-9 В на постоянном токе до 10^3 В на переменном токе.

2. Высокая чувствительность за счет использования входных усилителей

3. Большое входное сопротивление

4. Широкий частотный диапазон измеряемого напряжения от 0 до 10^8 Гц

Напряжение зависит от частоты (график 1)

Неравномерность АЧХ не должна превышать ±3 дБ относительно опорной. (график 2)

U(f) U(f)

∞ 3дБ

3дБ

h₁

t f_{верх гр}t

f_оп – опорная частота

f_{верх гр} – верхняя граница частоты

Δf = f_{в гр} – f_{н гр} = f_{в гр} (f_{н гр}=0) – полоса пропускания

Опорная часть – значение чистоты, которое заведомо лежит

почти в центре полосы пропускания ср-ва измерения

Электронные вольтметры подразделяются на:

1. Постоянного тока – для измерения постоянного напряжения

2. Переменного тока

3. Универсальные (также измеряют дополнительные величины)

4. Импульсные

5. Селективные

26. Электронные аналоговые вольтметры постоянного и переменного тока.

Постоянного тока.

ВД - Входной делитель с коэффициентом преобразования, УПТ - Усилитель постоянного тока, ИМ- Магнитоэлектрический измерительный механизм.

Обладают высокой чувствительностью.

Особенности:

1. 1)

2. Большое входное сопротивление

При появляется дрейф нулевого уровня.

Для увеличения чувствительности используется модулятор, демодулятор. (микровольтметры)

U~ - переменное напряжение

U_вых – выходное напряжение

M- модулятор

Y~ - усилитель переменного тока

ДМ - демодулятор

Г – генератор

U_x- измеряемое напряжение

U_M – модуляционное напряжение

Усилитель усиливает переменную составляющую.

Функцию модулятора и демодулятора выполняют аналоговые ключи, которые управляются генератором синхронно. Позволяет получать величину коэффициента усиления до ~10^5. Зависит от полярности.

Вольтметры переменного тока.

1. 2.

1) Пр – преобразователь U₌ - постоянное напряжение

УПТ – усилитель постоянного тока

Особенности 1. высокое вход. сопротивление  Δf до сотен МГц

2. Но невысока чувствительность (мВ)

2) У~ -усилитель переменного тока Пр – преобразователь

Особенности 1. Δf до десятков МГц

2. мкВ и нВ

В зависимости от преобразователя вольтметры разделяются:

1. Амплитудных значений U_A

2. Средних значений U_ср

3. Действующих значений U_д

Шкалы электронных вольтметров градуируются в действующих значениях синусоидального сигнала.