Электроизмерительные приборы: Методические указания к выполнению лабораторной работы, страница 2

Обычно в нормальные условия входят: температура окружающей среды, положения прибора в пространстве, величина магнитного поля, в которой находится прибор, частота и форма измеряемого электрического тока (напряжения), давление, влажность и другие условия, при которых прибор работает нормально, без дополнительных погрешностей. Класс прибора S_KJI определяет наибольшую допустимую основную приведенную погрешность в рабочей части шкалы, с которой начинаются отсчеты, вы­раженную числом, значение которого равно максимальной допустимой

приведенной погрешности в процентах, т.е.о_кп = s^^^, %. Так, при

классе точности 1,0 основная приведенная погрешность измерений может находиться в пределах ±(0,5-1,0)%. Из этого следует, что значение класса

прибора8_К.„. и приведенная погрешность^ связаны неравенством:

(9)

По классу точностиприбора можно определить наибольшую абсо­лютную погрешность Д_т, которую может иметь прибор в любой точке

шкалы: A _m=Х„ ' ^s*._n. /100.

РАЗЛИЧНЫЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Электрический ИМ состоит из подвижной и неподвижной частей. В подавляющем большинстве случаев ИМ устроены так, что подвижная их часть вращается относительно неподвижной оси. Тогда под действием не­которой силы создается вращающий момент М относительно этой оси, под влиянием которого подвижная часть совершает угловое перемещение а. Для всех ИМ, в которых используется энергия электромагнитного поля W,_M , значение вращающего момента М может быть определено из уравне­ния Лагранжа второго родя*

 (Ю)

где а - угловое перемещение подвижной части прибора и жестко связан­ной с ней стрелки. В общем случае W_3M можно представить в виде суммы:

 (")

где первое слагаемое определяет энергию магнитного поля катушки с то­ком, второе слагаемое - энергию взаимодействия двух катушек с взаимо­индуктивностью М и фазовым сдвигом между токами <р, третье слагаемое - энергию заряженного тела емкостью «С» и разностью потенциалов «И» между подвижной и неподвижной частями.

По принципу действия и устройству ИМ могут быть (см. табл.1) магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической, электро­статической, индукционной или иных систем. В каждой из перечисленных систем обычно используется только та часть энергии (11), которая имеет значительное преобладание над другими составляющими. Так, например, в электромагнитных системах вращающий момент Определяется первой со-

ставляющей суммы (11), в электростатических - последней составляющей, а в остальных системах -средней.

Чтобы найти зависимость угла поворота стрелки ИМ, зависящей от электрической величины на его входе, кроме вращающего момента М^, надо создать противодействующий момент Мпр.,р., который бы возрастал с увеличением а. Осуществить это можно как механическим, так и электри­ческим способом. В первом случае противодействующий момент получа­ется с помощью плоских спиральных пружинок, один конец которых за­креплен в подвижной, а другой в неподвижной части механизма. При по­вороте на угол а пружина упруго закручивается и противодействует этому

движению, причем:

 (12)

где М^ - удельный противодействующий момент, зависящий только от свойств и размеров упругого элемента.

Во втором случае противодействующий и вращающий моменты соз­даются за счет энергии электромагнитного поля. Приборы этого типа на­зываются логометрами.

Очевидно, что чем больше будет вращающий момент, тем больше должен быть противодействующий и тем больше будет угол закручивания упругих элементов. Установившееся равновесие подвижной части прибора наступает при равенстве моментов:

 (13)

Подставляя в условие (13) выражения вращающего и противодейст­вующего моментов, получим в общем виде зависимость угла поворота а от измеряемой электрической величины X и параметра К измерительного механизма (уравнение шкалы), которое может иметь один из следующих видов:^

(14)

(15) (16)

Как будет показано, уравнение (14) справедливо для магнитоэлек­трической, (15) - для электромагнитной и электростатической, а (16) - для электродинамической системы.

ПРИБОРЫ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ