Электрорадиоизмерения (В. И. Винокуров) (554136), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Чаще всего для создания его используют спиральные пружинки. При закручивании их возникает момент М„р — — В'а, (4.1) где 1Р' — коэффициент, зависящий от свойств пружинки (ее формы, размеров, материала) и называемый удельным противодействующим моментом; а — угол поворота подвижной части ИМ. Механизмы с электрическим противодействующим моментом— логом етр ы — рассмотрены в $4 5. Прн подаче на измерительный механизм постоянного тока и напряжения равновесие подвижной части настунает при равенстве вращающего и противодействующего моментов.
Если .же на измерительный механизм действуют сила тока или напряжение, меняющиеся во времени, отклонение подвижной части определяется не только мгновенными значениями этих величин, но и скоростью их изменения. При воздействии на ИМ периодических токов или напряжений вращающий момент также будет периодической функцией времени (4.2У т =РЯ=РСй+Т1, где Т вЂ” период изменения вращающего момента. Как известно, периодическую функцию можно разложить в ряд Фурье, т.
е. представить в виде суммы постоянной составляющей и гармонических функций с частотами 1„=п1, где 1=Т ' — основная частота, .п=1,2, 3,.... Характер движения подвижной части зависит от соотношения между частотами 1 и частотой собственных механических колебаний подвижной части: где Х вЂ” момент инерции подвижной части относительно оси вращения. При 1»1о отклонение подвижной части определяется постоянной составляющей вращающего момента. Так, например, при воздействии сигнала с основной частотой 1=51о чувствительность ИМ к первой гармонике приблизительно в 25 раз меньше чувствительности к постоянной составляющей; ко второй — в 100 раз меньше и т.
д. Соотношение 1»1о характерно для измерительных механизмов п о к а з ы в а ю щ н х приборов — амперметров, вольтметров, ваттметров и др. Частота собственных колебаний подвижной части 61 у этих приборов невелика — менее 10 Гц. Поэтому уже на часто- те 1=50 Гц измерительный механизм реагирует на постоянную составляющую вращающего момента л4„р — — — ~ т,рею. а (4.4) Равновесие подвижной части наступает при равенстве момента, определяемого выражением (4.4), противодействующему, т. е. при '$ 4.2. Конструкции основных узлов Механизмы электроизмерительных приборов отличаются большим разнообразием конструкций.
Однако можно выделить'ряд узлов и деталей, характерных для большинства из них. К таким узлам относятся устройства для установки подвижной части и создания противодействующего момента, уснокоители, отсчетные устройства, корпуса. Устройства для установки подвижной части. Распространены два способа установки подвижной части — на опорах и на растяжках. При первом способе подвижная часть крепится на оси или двух полуосях. Крепление на полуосях характерно для механизмов с подвижной рамкой. Ось устанавливают с помощью опор.
Типичная конструкция верхней опоры (рис. 4.1) состоит из кер- Л4;р — рр'а. (4.5) Из соотношения (4.5) можно найти зависимость угла поворота подвижной части от значений измеряемой величины и параметров ИМ. Эту зависимость называют уравнением шкалы. При )р 'р)~ чувствительность измерительного механизма к переменным составляющим практически равна чувствительности к постоянной составляющей и отклонение подвижной части определяется мгновенными значениями вращающего момента.
В этом случае зависимость а(1) подобна функции т,р(1). В таком режиме работают измерительные механизмы регис т р и р у ю щ и х приборов — светолучевых осциллографов и некоторых самопишущих приборов, для чего частоту собственных колебаний подвижной части делают достаточно большой. Лналогичный режим имеет место при работе показывающих измерительных приборов в области инфранизких частот. Вращающий и противодействующий моменты называют основными. Кроме них на подвижную часть ИМ действуют моменты, обусловленные трением в опорах и трением подвижной части о воздух. Для уменьшения времени успокоения в измерительный механизм вводят успокоитель, который создает момент, направленный и сторону, противоположную направлению движения подвижной части, и равный нулю в состоянии равновесия.
на 1, запрессованного в ось 2, и подпятника 3. Подпятником служит камень, завальцованный в регулировочный винт 4. Наличие винта позволяет изменять зазор между керном и подпятником. Опоры являются важнейшим узлом ИМ, во многом определяющим его свойства. Трение в опорах ограничивает точность и чувствительность. ИМ является причиной износа опор.
Поэтому при выборе 'материалов для кернов, подпятников и углов их расточки исходят из требования минимального трения в опорах. Более совершенным является способ крепления подвижной части на растяжках — двух упругих металлических ленточках, изготовленных из бронзы или специ- 4 альных сплавов. Одним концом растяжки крепят к рамке, другим — к плоским пружинам, называемым рессорами, которые создают натяжение и поддерживают подвижную часть механизма в т рабочем положении. г При таком способе установки подвижной части практически устраняется трение в опг1рах, что существенно повышает чувствительность и точ- рис.
4п. Конструкность измерительного механизма. Преимущест- аия верхнею озоном этой конструкции является также ее высокая Рм: износоустойчивость. Поэтому в современных приборах широко применяют этот способ крепления ре.улиравочныз вивт подвижной части. Устройства для создания противодействующего момента. В ИМ с установкой подвижной части на опорах противодействующий момент создают одной или двумя плоскими спиральными пружинками. Одним концом пружинка крепится к оси или полуоси, другим— к.поводку корректора (рис. 4.2). Корректор служит для установки на нуль стрелки прибора перед началом измерений. Он состоит из винта 4 с эксцентрично расположенным пальцем б и поводка 6.
Г1ри вращении винта поводок поворачивается, меняя в некоторых пределах угол закручивания пружинки 1, что вызывает перемещение стрелки 2. Показанные на рис. 4.2 противовесы 8 служат для уравновешивания стрелки. В механизмах с креплением подвижной части на растяжках для создания противодействующего момента используют упругие свойства растяжек. При повороте рамки растяжки закручиваются; возникающие при этом силы создают момент, значение которого определяется выражением 14.1). Спиральные пружинки и растяжки используют также для подведения тока к обмотке рамки. Успоконтели.
В электромеханических приборах применяют успокоители двух типов — магнитоиндукционные и воздушные (рис. 4.3). Магнитоиндунцаонный успокоитель (рис. 4.3, а) состоит из постоянного магнита 1 с узким зазором и алюминиевого сектора 2, установленного на оси 3. При движении сектора в нем индуциру- 63 2 у 5 2 Ц ф Рис. 4.2. Корректор и спиральная яружинка, соадагощан протинодейстаующий момент: 1 — спиральная пружинка: у — стрелка; 3 — протиаоаесы.
е — «нит корректораг Б— палец; 6 — поводок Рис. 4.3. Успокоителн: а — магнитоивдукпионный: 1 — магнит; У— сектор: а — ось; б — воздушный; 1 — ось; у — крыло;  — камера Отсчетные устройства. Они служат для визуального определения числового значения измеряемой величины. Отсчетное устройство стрелочного прибора (рис. 4.4, а, б) состоит из стрелки 1, жестко скрепленной с подвижной частью механизма, и циферблата 2 с нанесенной на его лицевую сторону шкалой. В измерительных приборах обычно используют металлические стрелки — плоские нли трубчатые. Конец стрелки может иметь копьевидную или ножевидную форму. Последняя применяется в приборах с зеркальным отсчетом (рис.
4.4, б). Шкалы бывают равномерные н неравномерные, односторонние н двусторонние. Кроме шкалы на циферблат наносят условные знаки и надписи, характеризующие тип прибора и условия его эксплуатации. Корпуса. Они предназначены для защиты прибора от пыли, влаги и механических воздействий„ иногда выпольяют также роль экрана.
Корпуса разделяют на обыкновенные (защищающие только от загрязнений и механических повреждений), пылезащищенные, водозащищенные, газозащищенные. Их делают из пластмассы, металла и других материалов. ются вихревые токи, сила взаимодействия которых с полем магнита всегда направлена в сторону, противоположную движению. Поэтому колебания подвижной части быстро затухают. В магнитоэлектрических ИМ роль успокоителя выполняет алюминиевый каркасик рамки. Воздупрнерй успокоитель изображен на рис. 4.3, б.
Он состоит из камеры 8, оси 1 и алюминиевого крыла 2, жестко скрепленного с подвижной частью механизма. Вследствие малого зазора между крылом и внутренними стенками камеры при движении крыла появляется тормозящий момент, обусловленный разностью давлений в левой и правой частях камеры. а 4.8. Магнитоэлектрические измерительные приборы Приборы магвнтозлектрической системы применяют для измерения постоянных токов и напряжений, а и сочетании со схемами преобразования — для измерения различных электрических вели- Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
