- •Общие вопросы электрических измерений
- •2.3. Случайные погрешности
- •U — UbbtxdK.
- •3.7. Электромагнитные приборы
- •3.12. Приборы для регистрации величин, изменяющихся йо времени
- •4.8. Автоматический мост
- •Цифровые измерительные приборы
- •5.1. Общие сведения о цифровых приборах
- •6.3. Измерение температуры
- •6.6. Измерение сосредоточенных усилий
- •Автоматические системы контроля
- •7.1. Назначение и особенности систем контроля
- •7.3. Структурные схемы АСК
- •7.4. Функциональные устройства и блоки АСК
- •7.5. Примеры автоматических систем контроля
- •СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
гревателем и окружающей средой, при котором температура рабочего спая термопары постоянна.
Уравнение теплового баланса имеет вид
где tx— температура рабочего, спая; t0— температура окружающей сре ды и нерабочего спая термопары; Я — интегральный коэффициент тепло отдачи спая термопары и нагревателя.
Ток, возникающий в цепи термопары и измерительного прибора, про порционален разности температур спаев термопары txи t0, т. е.
i — с |
£0), |
где с — постоянный коэффициент, характеризующий свойства термопары. Тогда
Ргн= НИс — Щс • MSa = Аа,
где S — чувствительность магнитоэлектрического прибора; а — угол отклонения указателя прибора; А = Я/с 1 /S — постоянная величина.
Отсюда
а = {rJA) Р = В /2,
где В = rJA.
Это выражение, являющееся основным уравнением, показывает, что прибор может быть использован для измерения постоянных и перемен ных токов. Шкала прибора близка к квадратичной. Поскольку емкость и индуктивность нагревателя ничтожно малы, приборы используются для частот до 800 МГц.
3.7. Электромагнитные приборы
Вращающий момент, действующий на подвижную часть этих приборов, создается в результате взаимодействия магнитного поля катушки, созда ваемого измеряемым током, с одним или несколькими ферромагнитными сердечниками, находящимися на оси подвижной части прибора. На рис. 19 показана конструктивная схема электромагнитного прибора с плоской катушкой. Для исключения влияния на прибор внешнего магнитного по ля применяют астазирование или экранирование измерительного механиз ма. 'Дегазированные приборы называются астатическими.
В астатическом измерительном приборе на оси подвижной части укреп ляются два сердечника, которые втягиваются в две отдельные катушки, включенные последовательно и расположенные так, что их поля направле ны встречно. Это позволяет исключить влияние внешнего магнитного по ля на работу прибора (рис. 20).
Вращающий момент системы прибора определяется, исходя из выраже ния электромагнитной энергии системы
Wt = L /2/2,
где L — индуктивность катушки; / — эффективное значение тока. Тогда
3-Г
Величины А и Сн являются параметрами счетчика и зависят от его конструктивных особенностей. Существует действительная постоянная счетчика С, под которой понимается количество энергии, израсходованное в цепи за один оборот диска. С в.отличие от Сн зависит от режима работы счетчика и от влияющих физических величин. Разница между Сн и С приводит к погрешности счетчика. Если зарегистрированная энергия W' = CKN, а действительная W = CN, то относительная погрешность счетчика (%)
р = (W' — W) IOOIW= (Сн — С) 1§0/С.
В зависимости от рода тока счетчики имеют различные типы измери тельных механизмов. Для постоянного тока применяется электродинами ческий измерительный механизм, а для переменного —. индукционный.
Измерительные механизмы индукционных счетчиков разделяются на тангенциальные и радиальные. На рис. 28 показана принципиальная схе ма тангенциального измерительного механизма счетчика, магнитная сис тема которого состоит из двух электромагнитов А и 23. Электромагнит 23 несет на себе обмотку' напряжения доу, а электромагнит А — обмотку токовую Wj. Обмотка wu создает магнитный поток, который разделяется на два потока Ф*. и Фу. Первый замыкается по крайним стержням и воз душным зазорам электромагнита Б и называется нерабочим потоком, по скольку не создает вращающего момента. Поток Фу замыкается через противополюс 27 и один раз пересекает диск. При этом Фу из противополюса проходит на крайние стержни магнитопровода В.
Благодаря обмотке w/ создается один поток Ф /, который дважды пе ресекает диск и проходит через магнитопроводы Л и 23. Можно считать, что
Фу = kil; Фу = kulи = ku (C//Zy),
где Z y —^сопротивление обмотки напряжения.
Поскольку обмотка доу имеет большое число витков, то можно принять,
что
Zy ~ Хц =■ 2л/Ly.
Тогда
Фу = kuUl2nfLu = k'uU/f,
мерно постоянно, т. е. момент Мт про порционален частоте вращения диска
Мт = £60 .
В |
установившемся |
режиме вращаю |
|
щий |
момент равен тормозному моменту |
|
|
|
kUI cos ф = |
6всо. |
Рис, 30 |
|
|
Тогда энергия, учитываемая счетчиком, определяется
ИЛИ
w = CN,
где С — k'e/k — действительная постоянная счетчика; N — обороты дис ка за период t2 — t\.
При выводе уравнения для энергии полагали, что трения в системе нет. В действительности оно наблюдается в цапфах, в счетном механизме
.и пр. При малых нагрузках момент трения может вызвать большую по грешность. Для устранения этого явления создается добавочный постоян ный момент — компенсационный — с помощью экрана или короткозамк нутого витка на среднем стержне магнитопровода В.
Благодаря наличию короткозамкнутого витка или экрана, поток
Фу раздваивается на две составляющие — Фу и Фу, которые из-за раз ного магнитного сопротивления проходимых ими участков сдвигаются на некоторый угол (рис. 30). В результате возникает вращающий момент, необходимый для компенсации момента трения. Равенство момента трения и вращающего момента определяет порог чувствительности счетчика sq (%):
Sq — ( Р m in lP ном) 1 0 0 ,
где Рщт — минимальное значение мощности, при которой начинается движение подвижной системы счетчика; Рном— номинальная мощность, счетчика.
По ГОСТ 6570—75 порог чувствительности для счетчиков'классов точ
ности 0,5 и |
1,0 должен |
соответствовать sq = 0,4 |
%, для классов 1,5 и |
2,0 — sq = |
0,5 %, а для |
классов 2,5 и 3,0 s4 = |
1 %. |
Компенсирующий момент может вызвать произвольное движение подвижной системы счетчика. Поток рас.сеяния обмотки wu используется для предотвращения этого явления. Дл'я этого на поверхности катушки прикрепляется стальная Г-образная пластинка, а на оси диска — сталь ная пружинка с выступом, через которые замыкаются магнитные силовые линии поля рассеивания и удерживают диск от самохода.
При изменении напряжения сети в пределах 80... 110 % от номиналь ного согласно стандарту самоход счетчика не должен наблюдаться.
Магнитная система однофазного индуктивного счетчика используется в трехфазных счетчиках активной и реактивной энергии.