Электродинамические ИМ используют в амперметрах, вольтметрах, ваттметрах при лабораторных измерениях в цепях постоянного и переменного токов промышленной частоты, фазометрах.
Рис 6. Устройство прибора электродинамической системы.
6.2. Компенсаторы и мосты постоянного тока
Измерение тока и напряжения аналоговыми электромеханическими приборами возможно в лучшем случае с погрешностью 0,1 %. Более высокая точность электроизмерений достигается с помощью метода сравнения по схемам уравновешивания, которые реализуются в компенсаторах (потенциометрах) и измерительных мостах.
Компенсаторы постоянного тока применяются для измерения ЭДС и напряжений, а также неэлектрических величин, функционально связанных с ними (температура, давлением т. п.). Их можно использовать и для измерения токов. Их принцип действия основан на уравновешивании (компенсации) измеряемого напряжения известным падением напряжения на образцовом резисторе. Момент полной компенсации фиксируется по показаниям нуль-индикатора.
Упрощенная схема компенсатора постоянного тока приведена на рис.1
Рис 1. Схема компенсатора постоянного тока
Эта схема состоит из трех контуров. Верхний контур содержит вспомогательный источник питания Евсп, регулировочный реостат Rрег, установочный реостат Rу, магазин компенсирующих сопротивлений R. Вэ том контуре создается рабочий ток, известный с высокой точностью. Левый нижний контур, включающий в себя установочный реостат Rу, нормальный элемент ЕН и нуль-индикатор НИ, служит для точной установки заданного значения рабочего тока. Правый нижний контур включает в себя часть компенсирующих сопротивлений R, НИ и измеряемое напряжение UХ. Суть метода измерения компенсатором заключается в том, что измеряемое напряжение сравнивается с падением напряжения, создаваемым рабочим током на части компенсирующих сопротивлений. Процесс измерения состоит из двух операций: установления рабочего тока в положении переключателя П1 и уравновешивания измеряемого напряжения UХ напряжением, создаваемым рабочим током на R в положении переключателя П 2.
Высокая точность измерения компенсаторами напряжений постоянного тока обеспечивается использованием рабочих эталонов ЭДС и сопротивлений, чувствительного нуль-индикатора, а также тем, что в режиме компенсации нет потребления тока от источника измеряемого напряжения. Класс точности компенсаторов лежит в пределах от 0,0005 до 0,5. Верхний предел измерения не превосходит 1,5 - 2,5 В.
При измерении тока в цепь включается рабочий эталон сопротивления, значение которого известно с высокой точностью, и компенсатором измеряется падение напряжения на этом сопротивлении. Ток вычисляют по закону Ома. Для измерения сопротивления резистора Rх последовательно с ним включается рабочий эталон сопротивления R0 и в этой цепи устанавливается ток. Компенсатором измеряют падение напряжения на Rх и R0. Значение сопротивления получают по формуле
.
В современных конструкциях компенсаторов вместо нормального элемента часто используются стабилизованные источники напряжения с более высоким значением стабилизированного напряжения, что позволяет расширить верхний предел измерения компенсатора до нескольких десятков вольт. Для измерения более высоких значений напряжения могут быть использованы схемы с делителем напряжения. При этом, однако, утрачивается основное достоинство компенсационного метода - отсутствие потребления мощности от объекта измерения.
Важным классом устройств, предназначенных для измерения параметров элементов электрических цепей методом сравнения, являются мосты. Сравнение измеряемой величины с рабочим эталоном, которое производится в процессе измерения при помощи моста, может осуществляться вручную или автоматически, на постоянном или переменном токе. Схема одинарного моста постоянного тока имеет вид, показанный на рис.2.
Рис 2. Схема одинарного моста
Резисторы R1, R2, R3, R4 называются плечами моста, а точки соединения соседних плеч - вершинами моста. Мост называется уравновешенным, если разность потенциалов в диагонали, содержащей гальванометр G, отсутствует. Условие равновесия моста определяется выражением:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.