Электротехника Касаткин (967630), страница 54
Текст из файла (страница 54)
К недостаткам газоразрядных фотоэлементов следует отнести нелинейность световой характеристики и некоторую инерционность при работе, в то время как электронный фотоэлемент ирак анческн безынерцнонен. Даже прн газовом наполнении ток фотоэлементов в большинстве случаев недостаточен для приведения в действие исполнительных ме. ханизмов, поэтому фотозлемегпы часто применяются с ламповыми илн полупроводниковыми (рис. 11,11) усилителями. Пока фотоэлемент не освещен, транзистор находится в закрытом состоянии под действием ЭДС Е в цепи базы.
Прн освещении фотоэлемента база 'Б соединяется с положительным полюсом ЗДС Ек, поэтому напряжение между базой н эмнттером становится положительным, транзистор открывается н ток коллектора возрастает до значения, достаточного для срабатывания исполнительного механизма ИМ. Фотоэлектронным умножигелем называется прибор, в котором ток фотоэлектронной эмиссии усиливается посредством вторичной Ек Рвс, !1,1! Рис. ! !.!2 337 электронной эмиссии.
Поток электронов, освобождаемых под действием света фотока.эдом Ках, электрическим, как на рис. 11.12 (ипи магнитным), полем направляется последовательно на ряд щанодов — вспомогательных электродов. После каждого динода поток электронов увеличивается, так как добавляются вторичные электроны дннода, освобождаемые ударами электронного потока. Таким образом, вследствие многократной вторичной эмиссии поток электронов у анода А оказывается во много раэ больше потока фотоэлектронной эмиссии катода.
Благодаря такому внутреннему усилению чувствительность фотоэлектронных умножителей чрезвычайно высока н достигает 1-10 А/лм, Однако не следует думать, что фотозпектроннью умножнтелн рассчитаны на большие анодные токи— эти токи ле превышают 10-15 мА, Их главная область применения— измерение силы света при очень малых освещенностях, Гпава дввяадяаюя ЗЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ 12.1, ОБ1ЦИЕ СВЕДЕНИЯ Объектами электрических измерений являются все электрические и ьюгнитные величины; ток, напряжение, мощность, энергия, магнитный поток нт.д. Электроизмернтельные устройства шнроко применяются и для измерения незлектрнческнх величин (температуры, давления и т. д.), которые для этой цели преобразуются в пропорциональные нм электрические величины. Такие методы измерений известны под общим назва.
пнем электрических измерений яездектрических величин. Применение электрических методов измерений дает возможность относительно просто передавать показания приборов на дальние расстояния (телензмерение), управлять машинами и аппаратами (автоматическое регулирование), выполнять автоматически математические операции над измеряемыми величинами, записьвать (например, на лецту) ход контролируемых процессов и т, д. По типу отсчетного устройства различают аналоговые и цифровые приборы.
В аналоговых приборах измеряемая или пропорциональная ей величина непосредственно воздействует на положение подвижной части, на которой расположено отсчетное устройство, В цифровых приборах подвижная часть отсутствует, а измеряемая или пропорциональная ей величина преобразуется в числовой эквивалент, регистрируемый цифровым индикатором. Микропроцессоры позволяют существенно повысить производительность и точность измерительных приборов, придавая им дополнительные функции'обработки результатов измерений, зза Дпя исследования сложных объектов применяются автоматическиее измерительные системы, представляющие собой совокупность датчиков, измерительных н регистрнрувлцнх приборов, устройств их сопряжения (интерфейс) и управления.
12.2. МЕРЬ!, ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ Измерение любой физической величины заключается в ее сравнении посредсвом физического эксперимента с принятым эа единицу значением соответствуалцей физической величины, называемой мерой. Такое сравнение возможно лрн помощи либо прибора сравнения, либо прибора непосредственного отсчета, называемого также показьюающим прибором, В последнем случае измеряемая величина определяется по шкале прибора, для градунровки которой необходима мера.
В завнсньюстн от того, как получаются результаты измерения, различают измерения лрямь1е, -освенные н совокупные. Если результат измерения непосредственно дает искомое значение исследуемой величины, то такое измерение принадлежит к числу прямых, например измерение тока амперметром. Если измеряемую величину приходится определять на основании прямых измерений других физических величин, с которыми измеряеыая величина' связана определенной зависимостью, то измерение относится к косвелльин, как, например, измерение сопротивления элемента электрической цепи лри измерении напряжения вольтметром и тока амперметром.
Следует иметь в виду, что при косвенном измерении воэьюжло существенное снижение точности ло сравнению с точностью при прямом измерении из-за сложения погрешностей прямых измерений величин, входаци х в расчетные уравнения. В ряде случаев конечный результат измерения выводится из результатов нескольких групп прямых илп косвенных измерений отдельных величин, от которых зависит исследуемая величина, Такое измерение назьйают совокупным, Например, к совокупным измерениям относится определение температур~шеи коэффициента электрического сопротивления материала на основании измерения сопротивления материала при различных температурах, В зависимости от способа применения приборов н мер принято различать следующие основные методы измерения: непосредственный, нулевой и диффереицнальпьй, При пользовании методом непосредственного измерелия (или непосредственного отсчета) измеряемая величина определяется путем непосредственного отсчета показания измеритевьного прибора или непосредственного сравнения с мерой данной физической велихнны (нзмеремне тока амперметром, измерение длины метрам).
В зтоы случае точность измерения определяется точностью показываняцего прибора. 339 При измерении иулглым мстидом значение образцовой (известной) величины (или эффект ее действия) регулируется до равенства со зю,чением измеряемой величины (илн эффектом ее действия), которое фиксируется измерительным лрнбо)х1м. Прибор должен быть высокой чувствнтелыюсти, он именуется нулевым прибором нли нуль.индикатором. Точность измерения нулевым методом очень высока и в основном зависит от точности образцовых мер и чувствительности нулевых приборов. Важнейшие срсцн нулевых методов электрических измерений — мостовыс н компенсационные.
Вще большая точность может быть достигнута нри дифференциальных методах измерения В этих случаях измеряемая величина уравно. вешивается известной величиной нс до полного равновесия, а путем прямого отсчета измериется разность измеряемой и известной величин. Дифференциальные метоцы применяются для сравнения двух величин, значения которых мало различаются. 12,3. ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ И КЛАССЫ ТОЧНОСТИ Точность измерения характеризуется его возможными погрешностями, Эти логрешности нри каждом конкретном измерении нс должны превышать некоторого олредсленного значения, В зависимости от способа числового выражения разлнчюот погрешности абсолютные и относительные, а применительно к показывающим приборам — еше и приведенные.
Абсолютная погрешлошь гхА — это разность между измеренным А„э и действительным А значениями измеряемой величины. ЬА = Аиэ — А. Например, амперметр показывает А = 9 Л, а действительное знаиэ челне тока А = 8,9 А, следовательно, ЬА = 0,1 А. Чтобы определить действителыюс значение величины, нужно к измеренному значению лрибавнть поправку — абсолютную погрешность, взятую с обратным знаком. Точность измерения оценивается обычно не абсолютной, а относительной погрешностью — выраженным в процентах отношением абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины: те = (гзА/А) ° !ООз(ч а так как разница между А и А, обычно относительно мала, то лрактически в большинстве случаев можно считать, что уе =(ЗА/А ) !ОО . иэ Для приведенного примера измерения тока относительная погрешность Те = (0,1/9) 1009е = 1,11%. 340 Однако оценивать по относительной погрешности тонность показываю- АА,Ь щях приборов со стрелочным ука- у зателем неудобно.
Йело в том, что е абсолютная погрешность ЬА у них яр имеет обычно один и тот же порядок вдоль всей шкалы. При постоянной абсолютной погрешности ЬА с уменьшением измеряемой вели- б А, Аьа чины Ая, быстро растет относи. тельная погрешность (рнс. 12.1). Поэтому рекомендуется выбирать пределы измерения показывающего прибора так, чтобы отсчитывать показания в пределах второй половины шкалы, ближе к ее концу.
Для оценки точности самих показывающих измерительных прибо. ров служит их приведенная погрешность. Так называется выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности показания ЙА к А,щ — номинальному значению, соответствующему наибольшему показанию прибора; (12Л) Тпр ( ~ яом) Вели в рассмотренном примере предел измерения амперметра Аа„,„= =10 А, то приведенная погрешность у„= (0,1/10) ° 100% =!%. Погрешности прибора обусловливаются недостатками самого прибора н внешними влияниями. Приведенная погрешность, зависящая лишь от самого прибора, называется основной пэгрешяостью, Нормальные рабочие условия — это температура окружающей среды 20 'С (или та, которая обозначена на шкале прибора), нормальное рабочее положение прибора (указанное условным знаком на его шкале), отсутствие вблизи прибора ферромагнитных масс и внешних магнитных нолей (кроме земного) и прочие нормальные условия (номинальные: напряжение, частота тока, синусоидальная форма кривой тока н т.
д.). Допускаемая основная погрешность злектроиэмерительного прибора определяет его класс точности, Обозначением класса точности служит допускаемая основная погрешность приборов, принадлежащих к этому классу. 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4, Принадлежность прибора к определенному классу указывает, что основная погрсшность прибора на всех делениях шкалы не превышает значения, определяемого классом точности этого прибора (например, у прибора класса 1 допускаемая основная 'погрешность 1%).
Отклонение внешних условий от нормальных вызывает дополнительные погрешности. В зависимости от чувствительности к внешним магнитным или электрическим полям злектронзмерительные приборы делятся па две кате- та Таблица 12 1. Условные обозначении на шкалах тлектронзмсритепьных приборов Горизонтальное положение шкааы Вертикальное положение шкалы горин: ! — приборы менее чувствительные н И вЂ” приборы более чув.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
