Лекции по метрологии (866861), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Термопары обычно выполняются изсплавов: золото-палладий-платина в паре с платино-родием, хромель в парес алюмелем, хромель в паре с копелем.IID11Лекция №9.2Детекторные приборы.Детекторные приборы предназначены для точных измерений переменноготока. Они представляют собой комбинацию детектора и измерительногоприбора магнитоэлектрической системы.Наибольшее распространение получили выпрямительные амперметры слинейными детекторами. В основу их работы положены одно- илидвухполупериодные схемы выпрямления. При однополупериодномвыпрямлении ток через измерительный механизм проходит в течениеполовины периода, обратная полуволна пропускается выпрямителем Д2.Такая схема амперметра не нарушает режима работы цепи и предохраняетвыпрямитель Д1 от пробоя.При двухполупериодном выпрямлении выпрямленный ток проходит черезприбор каждый полупериод.
Чувствительность таких приборов выше, а вотличие от приборов с однополупериодным выпрямлением они позволяютправильно измерять токи, содержащие постоянную составляющую.Величина среднего тока, протекающего через приборb11;ср =] ;v - ¶ F =;2>2> v54> ;v¶ Â =0>11К достоинствам выпрямительных приборов относят: высокуючувствительность по току и напряжению; малую собственную мощностьпотребления; малые габариты; широкий частотный диапазон.К недостаткам - зависимость прямого и обратного сопротивления диодаот температуры, нелинейность шкалы (сжата в начале при малыхнапряжениях до 0,4 В); невысокую точность (классы точности 1,5; 2,5 и 4);зависимость показаний от формы кривой исследуемого сигнала.
Еслиизмеряемое напряжение или ток отличны от синусоиды, то к показаниямприбора необходимо внести поправки.Электронные измерительные приборы.Представляют собой сложные измерительные приборы, состоящие изразличных преобразователей, усилителей, генераторов напряженияспециальной формы и т.п. По сравнению с электромеханическими приборамиони обладают следующими преимуществами:1) Имеют более широкий амплитудный и частотный диапазон.2) Могут использоваться в цепях с различной формой напряжения и тока.3) Потребляют весьма малую мощность, т.е. обладают высоким входнымсопротивлением.
Все электронные приборы можно условно разделить на 4группы.1. Измерительные генераторы, которые представляют собой источникисигналов различной формы и частоты;2. Измерительные приборы, служащие для измерения параметровэлектрического сигнала (амперметры, вольтметры, электронныеосциллографы и т.д.).3. Измерительные приборы, служащие для измерения параметровэлектрических цепей (измерители сопротивления, индуктивности, ёмкости,добротности и т. д.)4. Элементы измерительной цепи (аттенюаторы, фазовращатели, вентилии т.д.)552;ср =IID2;v>При двухполупериодной схеме выпрямленияIID11Электронные измерительные приборы имеют обозначения, которыепоказывают, для какой цели они предназначены. Для этого служит системабукв и цифр. На первом месте стоит буква, например:На втором месте стоит цифра, определяющая, к какому подклассупринадлежит прибор внутри данного класса.
Пример:В2 - вольтметр постоянного напряжения; ВЗ - вольтметр переменногонапряжения; Е1 - прибор для поверки измерителей параметров цепей. Далееследует цифра, показывающая модификацию (тип) прибора, например ВЗ10; если прибор модернизирован добавляется буква А, Б и т.д. в зависимостиот количества модернизаций.Измерительными генераторами называются приборы, использующиеся вкачестве источников сигналов комбинированного напряжения определённойчастоты, длительности и формы. Различают измерительные генераторыследующих классов.Г1 - установки для поверки измерительных генераторов;Г2 - генераторы шумовых сигналов;ГЗ - генераторы сигналов низкочастотные; 20Гц - 200 кГц.Г4 - генераторы сигналов высокочастотные;Г5 - генераторы импульсов;Г6 - генераторы сигналов специальной формы;Г8 - генераторы качающейся частоты (свип-генераторы).Способны генерировать сигналы в полосе частот от 20 Гц- 200 кГц сплавной либо ступенчатой регулировкой частоты, с регулировкойамплитуды в пределах от долей вольта до сотен вольт.
Разработан рядтаких генераторов. Пример Г3-49А.562А - для приборов измерителей тока,В - для приборов измерителей напряжения,Е - для измерителей параметров электрических цепей;Г - измерительные генераторы.ÄÁ// + Á3/ + ⋯sà =Á21) Коэффициент гармоник11IIDОсновными характеристиками генераторов низкой частоты являются:Он характеризует нелинейные искажения сигнала генератора. В числителеамплитуды всех высших гармоник, начиная со второй, а в знаменателеамплитуда первой гармоники.
В генераторах промышленного выпускакоэффициенты гармоник 0,3 - 0,5%.2) Стабильность генератора. Она характеризуется величиной.8=∆8∙ 100%8Стабильность определяется используемой схемой задающего генератора.3) Диапазон рабочих частот, который характеризуется коэффициентомперекрытияsп =ŽÅƤŽÅST.4) Выходная мощность.5) Пределы изменения выходного напряжения.Типовая схема генератора низкой частоты включает в себя задающийгенератор, усилитель низкой частоты, аттенюатор, согласующийтрансформатор, электронный вольтметр для контроля уровня напряжения.Величина сопротивления нагрузки, для которой выполнено согласование,обычно имеет стандартные значения 50, 600, 6000 Ом.Задающий генератор обычно выполняется по одной из 3-х схем:LС - генератор, RС -генератор, схема на биениях.Генераторы LC выполняются по схеме индуктивной или ёмкостнойтрёхточки, их стабильность невысока, т.к.
невелика добротностьконтуров на низких частотах. Другим недостатком LС -генератораявляется громоздкость контура и сложность его перестройки, LC генераторы широкого распространения не получили и изготовляются наузкий диапазон частот либо на одну или несколько фиксированных частот.572>√»ÇИногда с целью повышения стабильности применяется кварцевыйрезонатор.Для перекрытия широкого диапазона частот удобно использовать схему набиениях.Сигналы с двух задающих генераторов частотой 8 и 8/ поступают насмеситель, где образуются колебания с частотами, представляющимисобой комбинации частот 8 и 8/ (8 − 8/ ; 28 + 8/ и т.д.).Из этого набора частот только разностная частота является низкой.
Онавыделяется фильтром низких частот Ф. Далее в схеме расположеныусилитель низкой частоты и контролирующий прибор ЭВ. Основнымнедостатком этой схемы является сложность и громоздкость. Крометого, нестабильность задающих генераторов высокой частоты приводит ксущественной нестабильности генератора в целом.
Кроме того,характеристика смесителя может оказаться отличной от квадратичной,что приводит к появлению в спектре других низких частот. Для устраненияуказанных недостатков схема генератора усложняется введениемкалиброванного кварцевого генератора, сложными фильтрами, системойавтоматической регулировки выходного напряжения.Наиболее удобной для получения сигналов звуковой частоты является схемаRС-генератора. Она представляет собой усилитель с положительнойобратной связью.Напряжение на вход усилителя подаётся с делителя образованногокомплексными сопротивлениями È и È/ .Áвх =ÁвыхÈÈ + È/ /5821118=IIDГенерируемая частота равна:/1˶Ç/È/ =1/ + ˶Ç//∙и Ç = Ç/ , то Áвх =и баланс фаз соблюдается при условии:¶Ç −¹ÍÎ= 0, откуда 8 =/bÎÍ2=1˶Ç11Если принять+IIDÈ =ÌвыхU3ku(¹ÍÎ ÏÐÑ).Одновременно в этом случае коэффициент делителя равен 1/3 т.е.Áвх = Áвых .
Так как Áвых = s• Áвх , то коэффициент усиления усилителя3должен быть равен 3.На практике усилители с таким низким коэффициентом усиления бываютнеустойчивы, поэтому используются усилители с большим коэффициентомусиления и дополнительной глубокой отрицательной обратной связью.Задающие генераторы с RC схемой имеют приборы ГЗ-33, ГЗ-34, ГЗ-36.Высокочастотные измерительные генераторы Г4.Диапазон частот высокочастотных измерительных генераторов лежит впределах от 30 кГц до 300 МГц. Погрешность установки частоты порядка1%, абсолютная нестабильность частоты за 10 мсек 2-10 Гц.Высокочастотные измерительные генераторы являются маломощнымиисточниками незатухающих и модулированных колебаний высокой частоты,калиброванных по частоте, выходному напряжению и параметраммодуляции. В них предусматривается амплитудная, частотная илиимпульсная модуляция.Основным узлом генератора является задающий генератор требуемойчастоты.
Резонансный усилитель высокой частоты увеличивает мощностьсигнала, улучшает его форму и одновременно служит буферным каскадомуменьшающим влияние нагрузки на работу задающего генератора.Аттенюатор обеспечивает регулировку выходного сигнала в пределах от 1мкВ до 1 В.
Выходное напряжение контролируется электроннымвольтметром и стабилизирующей системой автоматической регулировкиуровня (АРУ). Модуляция может осуществляться от внешних и внутреннихисточников. Коэффициент модуляции обычно регулируется и может бытьпроконтролирован измерительным прибором.59IID11В высокочастотных измерительных приборах для обеспечения высокойстабильности предпочитают использовать ламповые схемы. В переносныхприборах применяются транзисторные схемы, которые уступаютламповым по стабильности. Колебательные цепи генераторов высокойчастоты выполняются из элементов с сосредоточенными постоянными L,С Частотные поддиапазоны устанавливаются переключением катушек.Внутри поддиапазона регулировка осуществляется переменнымиконденсаторами.260Входное сопротивление испытуемого приёмника, как правило, много большевыходного сопротивления генератора.
Поэтому напряжение на нагрузкеравно электродвижущей силе генератора. В том случае, когдасопротивление генератора соизмеримо с сопротивлением нагрузки,напряжение на нагрузке определяется формулой:Áн =е - ЭДС генератора;%ÈÈн + È нÈ - внутреннее сопротивление генератора. Обычно стремятся к тому,чтобы Èн = È .
В этом случае на нагрузке выделяется максимально«возможная мощность, а Áн = ./Импульсные генераторы (Г5).Часто в измерительной технике требуются сигналы, которыепредставляют собой последовательность импульсов калиброваннойдлительности, частоты и имеющие определённую форму, например,прямоугольную, пилообразную, экспоненциальную и т. д. Иногда требуютсяпачки импульсов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
