Электрорадиоизмерения (В. И. Винокуров), страница 13

Ее величина 'зависит от дистанции между точками заземления и резко возрастает вблизи мест заземления сильноточной аппаратуры. Если не обеспечить специальных мер защиты, то уровень помех на входе прибора может достичь нескольких десятков вольт. Для выяснения мер борьбы с ПОВ обратимся к рис. 3.18. Допустим, что измеряемое напряжение постоянного тока поступает на вход прибора и эквивалентная схема измерительной цепи имеет вид, представленный на рисунке. При этом напряжение помехи на входим~ э~жимах пп»= (Й~/Е~ — )тай) пя. Для уменьшения и,„принимают следующие меры: линию связи выполняют короткими проводниками большого сечения; симметрируют измерительные цепи (см.

гл. 5). Ослабление помех общего вида достигается также экранированием входных цепей АЦП с их последующей электрической изоляцией от корпуса. Рациональная схема подобной изоляции представлена на рис. 3.19..Отличие этой схемы от схемы рис. 3.18 состоит в том, что напряжение помехи ия предварительно ослабляется в отношении Р, к УзСоответственно напряжение на входных зажимах лик =-)тэ/~з Жв~А1 — )~о/Ая) пп. где )тз — сопротивление экрана соединительного кабеля. о7 Если полагать, что сопротивление изоляции Уз между экраном и корпусом достаточно велико, то напряжение помехи будет мало.

Дальнейшее повышение помехозащищенности достигается посредством электрической изоляции входных цепей от электростатического экрана. Помехи нормального вида возникшот из-за паводок напряжений на линии связи прибора с источником измеряемого сигнала. Обычно эти помехи имеют частоту питающих напряжений (50 или 400 Гц). Исходя из природы появления ПНВ при заземлении приборов желательно избегать образования замкнутых кон- ррооольоп Оеоророоано Рис. 3.20.

Образование замкнутого контура при аа- землеиии измерительных приборов туров (рис. 3.20). Методы подавления ПНВ, применяемые в цифровых вольтметрах и измерительных АЦП, зависят от принципа их действия. В АЦП прямого преобразования для подавления ПНВ во входных цепях прибора ставят фильтры. Однако'наличие фильтра приводит к увеличению постоянных времени входных цепей, что часто бывает нежелательно.

Если измерительный АЦП интегрирующего типа, то необходимость во входных фильтрах отпадает. Действительно, если интервал интегрирования Т„равен периоду помехи Т„или в,целое число раэ превышает его, то ре-, зультат измерения не зависит от уровня помехи (рис. 3.2!). Так как полное подавление помехи имеет место при Т„=пТ„„ то в некоторых цифровых вольтметрах (например, ВК2-20) предусмотрена система автоподстройки периода интегрирования. Из изложенного следует, что в цифровых интегрирующйх вольтметрах (измерительных преобразователях) возможны два пути повышения помехозащищенности: увеличение отношения ТмТ„и установление Т„равным или кратным Т„. Первый путь менее целесообразен, так как при заданной частоте помехи (обычно частота сети) приводит к снижению быстродействия прибора. Однако к нему прибегают в тех случаях, когда требуется повышенная точность.

Интегрирование осуществляется в течение времени, равного 2, 5, 10, а иногда и большему числу периодов частоты питающей сети. Второй путь требует обеспечения точного равенства интервала интегрирования Т„ одному или нескольким периодам напряжения помехи. Практически необходимое соответствие обеспечивается с помощью схемы автоматической подстройки Т . При ее работе частота генератора счетных импульсов также изменяется пропорционально отклонению частоты сети от номинала. В результате' любое изменение частоты сети приводит к одновременно- 58 , му изменению интервала интегрирования и частоты импульсов, поступающих иа декадные счетчики. Следовательно, при полном подавлении помехи результат измерения остается неизменным. Кроме внешних помех на работу входных цепей цифровых вольтметров и измерительных АЦП отрицательно воздействуют внут-.

ренние помехи, обусловленные коммутационными процессами в Оконечных каскадах приборов. Для ослабления Упстаспа палево, Гц ЭТИХ ПОМЕХ ОСуЩЕСтапяЮт 1д 2У сл ВЗI~ЕЕП йй АР аеа ~Фа е преобразователей вместе с отмеченными коиструк- Рпс. 32е зависимость степени попавлеппп горскими и технологиче- впешнпв помех пт частоты сними мероприятиями обеспечивают сильное (до !60 дБТ подавление помех на частоте сети. Поэтому даже при высоком уровне помех работа приборов протекает нормально. Флпвв 4 ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ З 4Л. Общие сведения Электромеханические приборы применяют для измерения тока, напряжения, мощностн, сопротивления и других электрических величин в цепях постоянного и переменного тока низкой частоты.

Широко используют пх в качестве выходных устройств приборов для измерения магнитных величин, параметров радиотехнических сигналов, характеристик электрических цепей. Электромеханнческие приборы, как правило, состоят из простейшей схемы преобразования измеряемой величины и измерительного механизма. Классификация. Электромеханические приборы классифицируют по принципу действия, степени точности и т. д. Основой их является измерительный механизм (ИМ), имеющий неподвижную и подвижную части, а также отсчетное устройство. В ИМ электромагнитная энергия преобразуется в энергию механического перемещения подвижной части.

По принципу действия электромехани- 59 .гальваническую развязку входных аналоговых цепей от остальной части прибора. Для развязки используют импульсные трансформаторы и оптроны. В заключение отметим, что принцип действия интегрирующих вольтметров и измерительных ф Ф И с в й/ аи й Ю ,; ~аю И~ ческие измерительные механизмы и приборы делят на следующие системы: 1) магнитоэлектрическую, основанную на взаимодействии рамки, обтекаемой током, с полем постоянного магнита; 2) ферродинамнческую, основанную на взаимодействии рамки, обтекаемой током, с полем электромагнита; 3) электродинамическую, использующую силы взаимодействия между подвижной н неподвижной катушками, обтекаемыми током; 4) электромагнитную, основанную на взаимодействии ферромагнитного сердечника с неподвижной катушкой, обтекаемой током; 5) электростатическую, использующую силы.

электрического взаимодействия между подвижными и неподвижными электродами; 6) индукционную, основанную на взаимодействии переменных магнитных полей, создаваемых неподвижными катушками, с токами, индуцированными этими полями в подвижной части механизма. Существуют также измерительные механизмы магнитоиндукционной, вибрационной и тепловой систем, однако они используются редко и интереса не представляют.

Наряду с делением электромеханическнх приборов по принципу действия их классифицируют и по другим признакам. Например, для измерений в цепях переменного тока широко используют пряборы, состоящие из магнитоэлектрического измерительного механизма и схемы преобразования переменного тока в постоянный. В зависимости от принципа действия преобразователя такие приборы называют выпрямительными, термоэлектрическими'или электронными. По степени точности электроизмерительные приборы делят на классы (см. гл.

1). Название измерительного прибора определяется его значением (измеряемой величиной). Различают амперметры, вольтметры, ваттметры, омметры, фазометры. Широко используются комбинированные приборы — ампервольтметры, вольтомметры и др. Электроизмерительные приборы делят также на показывающие и самопишущие, щитовые и переносные. По размерам корпуса они могут быть миниатюрными, малого, среднего и большого габаритов. В зависимости от условий эксплуатации, степени защищенности от механических воздействий, влияния внешних полей измерительные приборы разделяют на ряд групп и категорий. Моменты, действующие на подвижную часть ИМ.

В большинстве ИМ подвижная часть совершает угловое перемещение, т. е. поворачивается на некоторый угол. Момент, возникающий под действием токов и напряжений, функционально связанных с измеряемой величиной, называют вращающим, Если на подвижную часть ИМ действует только вращающий момент, она повернется до механического упора независимо от значения момента. Поэтому в конструкцию необходимо ввести п р от и в од ей с т в у ю щ и й момент, направленный навстречу вращающему и зависящий от угла поворота. Противодействующий момент может создаваться механическим или электрическим способом.