evtiheeva_n_n__izmerenie_yelektricheskih _i_neyelektricheskih (1024281), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Эта схема отличается простотой, но применяется редко, поскольку напряжение Уз н, следовательно, показания прибора зависят от первичного напряжения У,. Кроме того, напряжение Уз зависит от выходного сопротивления преобразователяЯаых. Выходное напряжение (4.130) .Ь ~з — ~з~вых' где Е, — выходная ЭДС преобразователя; 1з — ток, потребляемый вольтметром.
159 С изменением температуры, частоты питающего напряжения и по другим причинам выходное сопротивление может изменяться. Зто приводит к погрешности. Погрешность может возникнуть также и вследствие изменения параметров линии связи между преобразователем и вольтметром. Очевидно, что погрешность уменьшается с уменьшением тока, потребляемого вольтметром. Лучшими метрологическими характеристиками обладает схема, показанная на рис.
4.29,б. Здесь вторичным преобразователем служит ферродинамический измерительный механизм, отличаяяцийся от обычных механизмов этой системы тем, что у него нет пружины, создающей противодействующий момент. Обмотка возбуждения и, питается тем же напряжением, что и обмотка первичного трансформаторного преобразователя. Обычно зто напрг~<ение промышленной сети.
Измеряемое наприятие подводится к подвижной рамке юз. Вращающий момент ферродинамического механизма пропорционален току 1з, протеканацему в рамке юз, и направлен так, чтобы его уменьшатт. Вращающий момент стремится повернуть рамку из. Она поворачивается и устанавливается в таком положении, когда ее ЗДС Ез„, определяеь4зя выражением (4.129), уравновесит выходную ЗДС Ег первичного преобразователя. Показания прибора, построенного по этой схеме, мало зависят от гапающего напряжения и его частоты, поскольку при их изменении одинаково изменяются как выходная ЭДС Ет первичного преобразователя, так и ЗДС ферродинамического механизма Ез „.
В рассуждениях, приведенных выше, пренебрегают моментом трения ферроцинамического механизма. Вследствие трения показание прибора может установиться, когда вращающий момент сравняегся с моментом трения. При этом по рамке будет течь некоторый остаточный ток и показания прибора будут содержать пзгрешность.
Поскольку остаточный ток Ез зависит от сопротивлений выходной цепи преобразователя, то показания прибора в некоторой степени также зависят от этого сопротивления, однако зта зависимость меньше, чем для предыдущей схемы. Еще меньшую погрешность имеют автоматические компенсаторы. Принципиальная схема одного из них приведена на рис. 429,в. Он включает в себя усилитель переменного тока, ферродинамический преобразователь угла ФП и реверснвный двигатель РЯ Вал последнего через редуктор связан с подвижной обмоткой ферродинамического преобразователя и с устройствами отсчета, регистрации и регулирования измеряемой величины. На вход усилителя подается разность ЗДС первичного преобразователя Ез н компенсирующей ЭДС Ез„, которая создается ферродинамическим преобразователем.
Усиленное напряжение приводит во вращение ротор реверсивного двигателя, и Ез„изменяется. Разность Ез — Ез„может быть либо в фазе, либо в противофазе с напряжением се. 1бо ти ГУ. В зависимости от фазы ротор врашается в ту нли иную сторону таким образом, чтобы при изменении Еэ„разность Ез — Ез„уменьшалась. Ротор, а вместе с ним и указатель прибора останавливаются, когда Етк = Еэ. Автоматический компенсатор (рис. 429,в) имеет погрешность значительно меньшую, чем приборы, описанные выше. Класс точности приборов этого типа обычно не хуже 0,5.
В Государственной системе приборов (ГСП) нормируется изменение коэффициента взаимоиндуктивности трансформаторных преобразователей. При изменении измеряемой величины в номинальном диапазоне он должен изменяться в пределах 0 — 10, 0 — 20 илн 10 — 0 — 1О мГн. Последние значения получаются при изменении фазы напряжения, что происходит, например, при изменении воздушного зазора от б, = Бс + + Абном до от оо юояом.
Погрепиость трансформаторных лреобраэователей. Причины погрешностей трансформаторных преобразователей с изменяющимся магнитным сопротивлением аналогичны причинам погрешностей индуктивных преобразователей. Аналогичны также методы их уменьшения. Адднтивныс погрешности значительно уменьшаются прииспользовании дифференциальных преобразователей. Все трансформаторные преобразователи имеют также специфические причины погрешности, обусловленные протеканием тока во вторичных обмотках и изменением их сопротивления.
Это мультнпликативные погрешности, уменьшающиеся с уменьшением тока, потребляемого вторичным преобразователем. Погрешность отсутствует при измерении ЭДС первичного преобразователя компенсационным методом с помощью автоматического компенсатора. Изменение температуры преобразователя вызывает изменение ЭДС Ез. При увеличении температуры возрастает активное сопротивление первичных обмоток и полное нх сопротивление.
Это уменьшает первичныи ток 1, и ЭДС Еэ. Принцип действия и конструкция. Индуклионньгн преобразователем называется преобразователь, принцип действия которого основан на законе электромагнитной индукции. Преобразователь имеет катушку. При воздействии входной величины на преобразователь изменяется потокосцепление Ф катушки с внешним по отношению к катушке магнитным полем. При этом в катушке наводится ЭДС е = — ся)йг, 3 (4.131) Потокосцепление Ф = юФ = юЗЯ (4 132) 161 б-бсш где и — число витков катушки; Ф— проходящий через нее поток; Π— плошадь, через которую проходит этот поток;  — индукция магнитного поля. ЭДС в катушке может наводпься при изменении во времени любой из перечисленных величин в, В, 9 В качестве примера рассмотрим преобразователь, который представляет собой магнитную систему с постоянным магнитом„в воздушном зазоре которой перемещается катушка (рис.
4.30). При движении катушки с измег пением х изменяется площадь катунь Ри. 4.30 ки, находящейся в магнитном поле, Д=Ьх. Это приводит к изменению потокосцепления Ф = юВЬх, и в катушке наводится ЭДС е = — ВФ/Вг — вВЬ(йх(сП). (4.133) Индукционные преобразователи служат для преобразования линейной Нх/сает или угловой Йф1тскорости перемещения катушки относительно магнитного поля в ЭДС. Они являются генераториыми преобразователями и преобрузуют механическую энергию в электрическую. Различают ряц типов преобразователей. Рассмотрим их.
Преобразователи скорости вибрации. Индукционные преобразователи генерируют ЭДС только при перемещении катушки в магнитном поле. По этой причине преобразователи этого типа могут служить для 1хвобразовавия линейной скорости в ЭДС на небольших длинах пути. 'Обьгчно они применяются для измерения скорости вибрации, когда ее амплитуда не превышает нескольких сантиметров. Одна из конструктивных схем преобразователя вибрационной скорости показана на рис. 4.31,а. Преобразователь имеет кольцевой магнит 1, вставленный в стальное ярмо 2. Магнитный поток от постоянного магнита проходит по центральному цилиндрическому сердечнику через воздушный зазор и кольцевой полюсной наконечник 3.
В цилиндрическом воздушном зазоре находится намотанная на каркас катушка 4. Она может перемещаться в воздушном зазоре вдоль оси преобразователя. Катушку условно можно разделить на три части 1 — Ш (рис. 4.31,а): Š— находится вне магнитопровода, и магнитный поток в нее не заходит„П вЂ” находится в воздушном зазоре, образованном полюсными наконечниками и цилиндрическим сердечником. Мапппиый поток, пронизывающий витки этой части катушки, не меняется во времени, число витков также остается постоянным. В этой части катушки ЭДС не на- абт а! Рвс.
4ЗГЕ водится. Часть 111 катушки находится вне воздушного зазора, но внутри магнитной системы. Магнитный поток, проходщций через витки этой катушки, также постоянен„но при вибрации катушки изменяется число витков. Изменение числа витков приводит к изменению потокосцепления и наводит ЗДС. Витки катушки обычно наматываютси равномерно. При этом ЗДС преобразователя пропорциональна скорости вибрации. Индукционные преобразователи могут применяться и для измерения угловой виброскорости. Схема такого преобразователя показана на рис. 431,б. Он состоит из постоянного магнита 1, полюсных наконечников 2, цилитшрического стального сердечника 3 и катушки 4.
Устройство преобразователя аналогично устройству магнитоэлектрического измерительного механизма. При повороте катушки вокруг оси сердечника ее потокосцепление изменяется и в ней индуцнруется ро рцио ая у й ор и. Тахометрнческие преобразователи. Преобразователи этого типа представляют собой электромашинные генераторы. В качестве примера рассмотрим синхронный* преобразователь с вращающимся постоянным магнитом 1рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
