Явления 2 и 3 друг друга компенсируют:

4. Изменяется электрическое сопротивление катушки (из меди): температурный коэффициент меди = 4,26*10^-3 1/град или 4% на 10^оС.

 

Для схемы а) эта погрешность отсутствует, т. к. при изменении сопртивления прибор покажет и изменение тока в  цепи (это не погрешность – просто новый результат);

В схеме б) (с  шунтом) при изменении температуры  происходит перераспределение тока, т. к. шунт не зависит от температуры, а катушка зависит: если I=10A, I_k=0.027 (было 0,03), I_m=9.973 (9.97)

А стрелка отклоняется  по I_k

  

Показывает  меньше или больше, поэтому у шунта  должна быть температурная компенсация. 
 
 
 

Для этого:

 

                        r_m и r_g – из манганина Þ (r_k+r_g)®имеет меньший     температурный коэффициент. 
 
 
 

Такие схемы  – в приборах относительно низкого  класса точности, т. к. для высокого нужно большое r_gÞ теряем чувствительность. В высоком классе используют п/п резисторы:

  

r_пп – может иметь отрицательный и очень                                                                          большой температурный коэффициент.  
 
 
 
 
 
 

Потери меньше, чем при r_g, т. к. сопротивление r_пп<<r_k. Сопротивление (r+r_пп)- термокомпенсатор.

r – для регуляции общего сопротивления.

(r+r_пп) – для лучшей компенсации. 

В магнитоэлектрических Вольтметрах катушка включается последовательно с добавочным резистором.

  
 
 

     r_g – из манганина. 

                          

Чем больше r_gÞ выше предел измерения Þ меньше температурная погрешность.

Для 150-100В –  может быть класс точности 0.1.

На 3-10 В –  не лучше, чем 0,5, т. к. r_g - маленькоеÞ не полная температурная компенсация. 

Магнитоэлектрические  омметры.

Можно построить  по 2-м схемам:

а) Последовательная схема включения механизма и измеряемого сопротивления.

б) Параллельная:

В любом случае: (a=S_II)

Для а):

Для б):

a - функция от r_x=F(r_x)

В обоих схемах шкалы – неравномерные (т. к. зависимость  не пропорциональная)

У омметра а) нуль шкалы совмещён с максимальным углом поворота; у б) нуль слева.

Омметры с последовательной схемой более пригодны для измерения  больших сопротивления, а б) для  малых.

Выполняются в  виде переносных приборов класса 1,5; 2,5 и питание осуществляется батарейками.

Нужно поддерживать U=const. Можно регулировать:

  Есть способ измерять индукцию в зазоре:

S_IU=const,   ,  BU=const.

Для изменения  B используется магнитный шунт:

                        Через МШ часть поля проходит.

                        При U=max, шунт ближе, когда U уменьшается – шунт отодвигается. 

Необходимость ручной регулировки – недостаток. От него свободны омметрыс с логометром (прибор, противодействующий момент создаётся  как и вращающий).

       Ставят 2 жестко скрепленные катушки. 
 

От a зависит только В:

    

      Сердечник элипсообразный + 2 катушки. 

 

                        

(Не зависит от U)

Уровень токов: токи должны преодолеть моменты трения в опорах (нижняя граница); верхняя  граница – техника безопасности.

  

Лекция  №8

 

Выпрямительные  приборы.

(Магнитоэлектрические  преобразователи переменного тока  в постоянный)

Существуют ещё  и термоэлектрические и электронные  приборы.

Выпрямительный  прибор – соединение магнитоэлектрического  измерительного механизма с одним или несколькими полупроводниковыми выпрямителями.

Используют германиевые  и кремниевые выпрямители. У них  различные ВАХ в зависимости  от полярности приложенного напряжения.

 Имеют разное  сопротивление: одно – прямое, другое – обратное.

(коэффициент выпрямления)

У Ge K_B~5000              С повышением температуры прямое и обратное сопро-

     Si K_B~10⁵-10⁶          тивления уменьшаются.

Зависят также  от частоты. 

Схемы выпрямительных приборов делятся:

1. Схемы с однопериодным выпрямлением.
2. Двухполупериодным выпрямлением.

 

1.Þ

3. Þ(мостовая схема)

Мгновенное значение вращающего момента: M_t=BSvi, где i=i_им, i – мгновенное значение переменного тока в течение полупериода, прошедшего в одном направлении.  В следствие инерции подвижной части её отклонение будет пропорционально среднему значению вращающего момента.

  (однополупериодное)

  (двухполупериодное) (среднее  значение выпрямленного тока)

(т. е. стрелка  не успевает колебаться при >>1 Гц) Þ среднее значение.

Угол отклонения пропорционален среднему значению тока.

К_ф=I_действ/I_ср

Для синусойды: К_ф=1,11

Для сигнала (дискретного): К_ф=1

Þ   При изменении формы импульса (отличие от sin)Þпогрешность: погрешность от формы кривой.

Если К_ф – известен, то действительное значение тока не синусоидальной формы, измеренное прибором градуированным по синусоидальному току, определяется по формуле:

, где I_п – показание прибора.

Шкала выпрямительного  прибора в начальной части сжата (т. к. при малых напряжениях выпрямитель ещё не работает (ВАХ)).

Существуют выпрямительные амперметры и вольтметры. 

Вольтметры.

В схемах необходима температурная и частотная компенсации.

 

                  r_g – манганин 
 
 
 
 

На малые пределы  измерения:

                        r₁ – из меди

                        r₂ – из манганина 
 
 
 
 
 
 

Кроме изменения  сопротивления при изменении  температуры среды в выпрямительном приборе действует также изменение  К_В (уменьшается при возрастании температуры)

Для вольтметров  с большим пределом измерения  больше влияет изменение К_В:

Þ

 

                        r_g, r₂ – манганин

                        r₁ – медь

                        C, L – частотная компенсация.

                        (хотя полной компенсации  найти не удастся) 
 
 
 
 
 

Достоинства приборов:

1. Высокая чувствительность
2. Малое собственное потребление
3. Возможность работать на повышенных частотах (до 50 КГц)

Недостатки:

1. Относительно не высокая точность
2. Зависимость показаний от формы сигнала.

 

Электромагнитные  приборы.

Принцип: взаимодействие катушки с током и ферромагнитного  сердечника.

2 типа: с плоской  катушкой и с круглой катушкой. 

(Большая  перегрузочная способность)

Катушка медная. Сердечник – высокая m и узкая петля гистерезиса.

От m зависит вращающий момент, а ширина петли определяет погрешность гистерезиса. В щитовых приборах (электротехническая сталь).

Узкая петля – пермоллой.

При наличии тока в катушке она  намагничивается и сердечник  втягивается в зазор. 

При изменении  направления тока сердечник перемагничивается, но втягивается как при + так и  при -, т. к. собственное поле (ширина гистерезиса) мало.

Существенный  недостаток – сильное влияние внешних магнитных полей. 
 
 
 
 
 

Для защиты:

1. Экранирование
2. Астазирование

При астазировании  используются 2 катушки и 2 сердечника, укреплённых на 1-й оси:

                              Уменьшает поток  первой катушки, но

                              увеличивает в то же кол-во раз поток

                              в другой катушке. 
 
 
 
 

Вращающий момент:  

                                  

Мгновенное значение вращающего момента имеет:

1. постоянную составляющую.
2. Гармоническую составляющую.

Из-за инерции  подвижная часть реализует только на среднее значение. 

Лекция  N 11 (26.04.02) 

Квантование по времени и уровню.

Всегда есть дискретизация по времени (квантование)

Цифровой прибор не может выдать мгновенно изменение  кода.

 
 

                              КП  - кодирующий преобразователь.

                              ОУ – отсчетное  устройство.  
 
 
 
 

Квантование по уровню – замена непрерывно изменяющейся величины дискретными уровнями, ближайшими к значениям непрерывной величины.