Электр өлшеуіш аспаптар

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

Тақырып №2. Электр өлшеуіш аспаптар

Сұрақнама:

Электр өлшеуіш приборлардың түрлерін және әрекет принциптерін атаңдар.

Электр өлшеу аспаптары-Әртүрлі электр шамаларын өлшеу үшін қолданылатын құрылғылар класы. Электрлік өлшеу құралдарының тобына өлшеу құралдары мен басқа өлшеу құралдарынан басқа-өлшемдер, түрлендіргіштер, күрделі қондырғылар кіреді.

Электр өлшеу құралдарының жіктелуі:

Мұндай құрылғыларды жүйелеудің маңызды белгілерінің бірі-қайталанатын немесе өлшенетін физикалық шама. Оған сәйкес құрылғылар бөлінеді:

электр тогының күшін өлшейтін амперметрлерге,
электр кернеуін өлшейтін-вольтметрлер,
электр кедергісін өлшейтін-омметрлер,
электр тогының тербеліс жиілігін өлшейтін-жиілік өлшегіштер,
әртүрлі шамаларды өлшейтін-мультиметрлер немесе авометрлер, тестерлер,
көрсетілген кедергілерді көбейту үшін-қарсылық дүкендері,
электр тогының қуатын өлшейтін-варметрлер мен ваттметрлер,
электр энергиясын тұтынуды өлшейтін-электр есептегіштер және т. б.

Электр өлшегіштердің көпшілігінің жұмысы магнитоэлектрлік әсерге негізделген. Электр тізбегінің өткізгіші бойымен қозғалатын электрондар айналасында магнит өрісін құрайды. Онда өлшеу құрылғысының көрсеткі қоршаған өрістің күшіне жауап береді. Магнит өрісі неғұрлым әлсіз болса, жебенің ауытқуы соғұрлым аз болады және керісінше.

Егер электр тогы ағып кетпейтін өткізгішке жақын жерде көрсеткі ілулі болса, онда ол тек Жердің магнит өрісіне жауап бере алады. Бірақ егер ток өткізгіш арқылы өтсе, көрсеткі электр тогының магнит өрісіне жауап береді. Осылайша, жебенің механикалық ауытқуы өткізгіш арқылы қозғалатын электрондарды қоздырады. Демек, электр тогы неғұрлым көп болса, соғұрлым оның өрісі соғұрлым күшті болады және көрсеткі бастапқы позициядан ауытқиды. Бұл қарапайым принцип көптеген электр өлшеу құралдарының негізі болып табылады.

Бір электр өлшеу құралы екіншісінен жебенің өлшеу ауытқуымен емес (бұл сандық индикаторы бар құрылғыларға қолданылмайды), бірақ ішкі тізбектер мен электромагниттік өрісті құру тәсілдерімен ерекшеленеді. Өздеріңіз білетіндей, электрондардың электр желісіндегі қозғалыс үшін жүктеме қажет. Сондықтан бұл қозғалыс өлшеу кенелері бар омметрлерде, вольтметрлерде және амперметрлерде кейбір айырмашылықтарға ие. Мұндай тұтқалары бар құрылғылар магнит өрісін оларды құрайтын тақталардан "тартады". Магнит өрісін алу үшін вольтметрде кернеу тізбегіне берілген кезде жүктеме алатын резистор қолданылады. Омметрде жеке қуат көзі бар және магнит өрісін қалыптастыру үшін өлшеуге болатын құрылғыны пайдаланады.

Жоғарыда сипатталған құрылғылар бірдей өлшеу жүргізеді, бірақ жүктеме мен қуат көздері әртүрлі.

Қозғалатын электрондардың магнит өрісі қоздыратын жебенің өлшеу жылжуы шкаланың қандай да бір бөлінуін көрсетеді. Әдетте бірнеше болады, олардың әрқайсысында кернеу, қарсылық және токты өлшеу шегі бар. Пайдаланушыға ыңғайлы болу үшін кейбір құрылғыларда селекторлық қосқыш бар.
Ток сезгіш гальванометр мен кернеу сезгіш гальванометрінің ішкі кедергісі қандай?
Неге демонстрациялық вольтметрдің электр сұлбасы екі диодтан, ал демонстрациялық амперметрде бір диодтан тұрады?

Ток сезгіш гальванометр мен кернеу сезгіш гальванометрінің ішкі кедергісі қандай?

Кернеудің сезімталдығы ток сезімталдығы мен тізбектің жалпы кедергісінің туындысына тең . Ол стандартты ауытқуды алу үшін критикалық қарсыласу өшірілген гальванометр тізбегіне қолданылуы тиіс кернеуге сәйкес келеді

Егер гальванометрдің ішкі кедергісі сыни қарсылыққа сәйкес, яғни 0, 02 г -тан жоғары болса, онда сезімталдық реттегішінің кернеу бөлгішінің жеке буындарының мәнін есептеу кезінде де ескеру қажет .

көрсеткіштің бұрыштық қозғалысы кадрда ағып жатқан токқа пропорционал. S I пропорционалдылық коэффициенті гальванометрдің ток сезімталдығы деп аталады. Тоқты өлшеуге ішкі кедергісі төмен гальванометрлер микро амперметрлер деп аталады . Амперметр тізбекте қосылған кезде оның кедергісі әрең өседі және ағып жатқан ток өзгермейді.

Кернеу константасы неғұрлым үлкен болса, гальванометрдің критикалық және ішкі кедергісі төмен болатынын көруге болады . Сондықтан температураның аз ғана айырмашылығын өлшейтін дифференциалды термопара үшін ішкі және сындық кедергісі төмен гальванометрлерді таңдау керек.

Неге демонстрациялық вольтметрдің электр сұлбасы екі диодтан, ал демонстрациялық амперметрде бір диодтан тұрады?
Зертханалық амперметр мен вольтметрдегі тұрақты магниттің қызметі не?

Шағын мәндерді өлшеуге арналған тұрақты ток амперметрінде базада магнитоэлектрлік жүйе болуы мүмкін. Оның жұмыс принципі ток пен тұрақты магнит өтетін катушканың өзара әрекеттесуіне негізделген. Бұл дизайнның артықшылығы-жоғары сезімталдық және біркелкі шкала. Магнитоэлектрлік жүйенің кемшіліктері-айнымалы токпен жұмыс істеудің мүмкін еместігі және дизайнның күрделілігі. Магниттердің жоғары бағасы сонымен қатар осы типтегі құрылғылардың бәсекеге қабілеттілігін төмендетеді. Оқылымның ең дәл бекітілуі шкаланың 2/3 бөлігінен кейін басталады. Бұл жүйе вольтметрлерде де қолданылады.

Магнитоэлектрлік жүйе

Алдыңғы құрылғыдан айырмашылығы, айнымалы ток амперметрі негізінен электромагниттік жүйеге ие. Көбінесе мұндай құрылғылар 50-60 Герц желілерінде қолданылады. Амперметр құрылғысы бағыттаушы механизмге қосылған бір немесе екі ядроның болуын болжайды. Дизайндың артықшылығы-айнымалы токпен қатар тұрақты токты өлшеуге мүмкіндік беретін әмбебаптылық. Электромагниттік типтегі амперметрдің кедергісі басқа модельдерге қарағанда жоғары, бұл нәтиженің дәлдігіне нашар әсер етеді. Масштаб сызықты емес, сондықтан амперметрді оқу қиын. Кейбір жағдайларда шкаланың бірінші жартысында қатені сақтай отырып, осы диапазондағы токты өлшеу мүмкін еместігі туралы нүкте қойылады.

Электромагниттік өлшеуіш

Вольтметр әрқашан кернеу өлшенетін тізбектегі жүктемеге параллель қосылады.

Тұрақты ток вольтметрінде полярлық белгілері бар. Сондықтан вольтметрдің ауытқуын алу үшін Плюс (+) вольтметрдің терминалын потенциалдың жоғарғы нүктесіне, ал минус (-) терминалын потенциалдың төменгі нүктесіне қосу керек.

Айнымалы ток вольтметрінде полярлық белгілер жоқ және оны кез-келген жағдайда қосуға болады.

Алайда, бұл жағдайда вольтметр кернеу өлшенетін жүктемеге параллель қосылған.

Жоғары кернеу диапазоны бар Вольтметр төмендегі суретте көрсетілгендей толық кернеу шкаласы бар өлшеу механизміне қарсылықты дәйекті қосу арқылы жасалады.

Амперметрдің вольтметрден құрастырыоуы жағынан өзгешелігі неде?

Амперметр (қараңыз: ампер + . . . метр μετρέω - өлшеймін) - ампердегі ток күшін өлшеуге арналған аспап. Амперметрлер шкаласын микроамперлерде, миллиамперлерде, амперлерде немесе килоамперлерде аспаптың өлшеу шегіне сәйкес градуирлейді. Амперметр электр тізбегіне ток күші өлшенетін электр тізбегінің бөлігімен қатар қосылады; өлшеу шегін арттыру үшін - шунтпен немесе трансформатор арқылы. (Трансформаторы бар амперметрдің мысалы - "ағымдағы кенелер" )

Вольтметр (см . вольт + . . . метр) - электр тізбектеріндегі кернеуді немесе ЭҚК өлшеуге арналған аспап (мкВ, мВ, В, кВ) . Жүктемеге немесе электр энергиясының көзіне параллель қосылады.

Амперметр мен вольтметрдің дизайны ұқсас-бұл магнит ағыны тұрақты магнитке әсер ететін өлшенетін шама орамаға жеткізілетін магнитоэлектрлік жүйенің құрылғылары. Дизайн жебемен немесе жылжымалы катушкамен байланысты жылжымалы магнитпен орындалуы мүмкін. Амперметр мен вольтметрдің басты айырмашылығы-амперметрдің өлшеу катушкасы құрылғыға немесе одан тыс орнатылған шунтқа қосылған, ол арқылы өлшенетін ток ағып кетеді, вольтметрдің өлшеу тізбегі кернеуді өлшеу орнына тікелей қосылады.

Неге айналы М-1032 гальванометрмен өлшеу жүргізу алдында айырып-қосқышты «х100» жағдайына қою ұсынылады? Айналы гальванометрдің сезгіштігі қандай?

М-1032 бұл магнитоэлектрлік құрылғы 15 тіректердегі жылжымалы бөлік. Құрылғы кішкентай өлшемдерге арналған тұрақты ток тізбектеріндегі ток күштері мен кернеулер. Корпустың көлденең бетінде қосқыш бар "х1", "х10", "x100" және "Арр"белгілері бар сезімталдықты реттегіш. Сезімталдықты реттегіш шунттаушы және қосымша кедергілер мен қосқыштар. Қосқышты орнату "X1" позициясы гальванометрдің жоғары сезімталдықта жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Ауыстырғышты "Арр" күйіне орнату кезінде рамка гальванометрдің жылжымалы бөлігі қысқа тұйықталады (арреттеледі) .

Ватметрді тұрақты ток тізбегіндегі қуатты өлшеуге қолдануға болады ма?

Тұрақты токқа арналған өрнектен Р = IU оны жанама әдіспен амперметр мен вольтметрмен өлшеуге болатындығын көрсетеді. Алайда, бұл жағдайда өлшеулерді қиындататын және оның дәлдігін төмендететін екі құрылғы мен есептеулерді бір уақытта санау қажет.

Тұрақты және бір фазалы айнымалы ток тізбектеріндегі қуатты өлшеу үшін ваттметрлер деп аталатын құрылғылар қолданылады, олар үшін электродинамикалық және ферродинамикалық өлшеу механизмдері қолданылады.

Электродинамикалық ваттметрлер дәлдігі жоғары кластағы (0, 1 - 0, 5) тасымалды аспаптар түрінде шығарылады және өнеркәсіптік және жоғары жиіліктегі (5000 Гц дейін) тұрақты және ауыспалы токтың қуатын дәл өлшеу үшін пайдаланылады. Ферродинамикалық ваттметрлер көбінесе салыстырмалы түрде төмен дәлдік класындағы (1, 5 - 2, 5) қалқанды құрылғылар түрінде кездеседі.

Мұндай ваттметрлер негізінен өнеркәсіптік жиіліктің айнымалы токында қолданылады. Тұрақты токта олар өзектердің гистерезисіне байланысты айтарлықтай қателікке ие.

Жоғары жиіліктегі қуатты өлшеу үшін белсенді қуатты тұрақты токқа түрлендіргішпен жабдықталған магнитоэлектрлік өлшеу механизмі болып табылатын термоэлектрлік және электронды ваттметрлер қолданылады. Қуат түрлендіргішінде UI = p көбейту және UI көбейтіндісіне, яғни қуатқа байланысты шығу сигналын алу әрекеті жүзеге асырылады.

Сур. 1, ваттметрді құру және қуатты өлшеу үшін электродинамикалық өлшеу механизмін пайдалану мүмкіндігі көрсетілген.

Аналогты приборлардың цифрліктен айырмашылығы?

Аналогты құрылғыларда бұл сенсор көрсеткіштерін оқу және ақпаратты аналогтық түрде беру схемасы. Сандықта - әр құрылғы миниатюралық компьютер болып табылады, оның құрамында 8 биттік микропроцессор бар, оның ішінде құрылғының барлық параметрлері мен Санауыштардың әртүрлі түрлері бар. Сандық құрылғыларда әр түрлі газдарға 8 полиномиялық калибрлеу қисықтарын жазуға болады. Сандық құрылғы клапанды басқаруды алгоритм бойынша жүзеге асырады, оның параметрлерін пайдаланушы оңай өзгерте алады. Бірақ сандық құрылғылардың ең маңызды артықшылығы-сандық шинадағы құрылғыларды басқару және басқару мүмкіндігі. Яғни, 4 сандық газ тұтыну реттегіштерінен тұратын жүйені құру жағдайында оларды басқару үшін тек бір қуат көзі мен басқару қажет, ал 4 Аналогты құрылғы үшін 4 көз қажет. 2 немесе одан да көп өлшегіштер/реттегіштер саны бар жүйелерді құру кезінде бұл функционалдылықты арттырған кезде ақша үнемдейді. Айта кету керек, барлық Сандық құрылғылар аналогтармен толық үйлеседі, өйткені. Аналогты өлшеу құралдары сияқты бірдей функциялар мен сигналдарды қамтамасыз етеді. Қазіргі уақытта сандық құрылғылардың құны төмендейді және сандық модельдер уақыт өте келе Аналогты толығымен ауыстырады деп болжанады.

Тапсырмалар:

Жұмыстың мақсаты : орта мектепте қолданылатын, түрлі типті электр өлшеуіш приборларымен жұмыс істеуде біліктілік пен дағдыны қалыптастыру

Негізгі жабдықтар тізімі:

Ток сезгіш демонстрациялық гальванометр.

Гальванометр демонстрациялық М-1032 білдіреді магнитоэлектрический аспап жылжымалы бөлігі созылу белгілері. Құрылғы тұрақты ток тізбектеріндегі төмен ток күштері мен кернеулерді өлшеуге арналған.

Құрылғы параметрлері:

1. Токтың бөлінуі - 5·10-7 А/дел.

2. Кернеудің бөлінуі - 4·10-5 В/дел.

3. Ішкі кедергісі (Rг) - 30 Ом.

4. Сыртқы критикалық кедергісі (Rк) - 100 Ом.

Құрылғының жоғары сезімталдығына жарық индикаторын қолдану арқылы қол жеткізіледі. Өлшеу механизмі арнайы ұяға бекітіліп, құйылған металл қақпақпен жабылған. Сәулелендіру құралы корпуста өлшеу механизміне қарама-қарсы орналасқан. Сәулелендіргіш шамынан жылтыратылған тесік пен объектив арқылы өтетін жарық сәулесі қозғалмалы бөліктің айнасына түседі. Екі еселенген айна көмегімен жылжымалы бөліктің айнасынан сәуле екі рет шағылысады және объектив арқылы екінші рет өтіп, сыртқы айнаға түседі. Сыртқы айна тар жарық жолағы - жарық индикаторы түрінде жарықтандыру шамының жіп шкаласына проекцияланады.

Жарық сәулесінің соққысы нүктелі сызықтармен бейнеленген. Сыртқы айна өз осіне айнала алады. Бұл шкаладағы жарық көрсеткішінің орналасуын тік бағытта реттеуге мүмкіндік береді.

Шкала кронштейнге бекітіледі және оның екі жағының кез келгенін бақылаушыға қарата алады. Жоғарғы бөлігінде түзеткіш орналастырылған, ол дөңгелек айналу кезінде жарық көрсеткішін шкаланың нөлдік белгісіне орнатуға мүмкіндік береді.

Сәулелендіру құралының дизайны бойлық, көлденең қозғалысты, сондай-ақ жарық индикаторының өлшемдері мен жарықтығын реттеу үшін шамның айналуын қамтамасыз етеді.

Кернеу сезгіш демонстрациялық гальванометр

3. Оқулық амперметр мен вольтметр (зертханалық) .

Вольтметр - электр тізбегіндегі екі нүкте арасындағы электр потенциалының айырмашылығын есептеуге арналған құрылғы. Аналогтық вольтметр көрсеткішті тізбектегі кернеуге пропорционал шкала бойынша жылжытады, сандық дисплейде сандық дисплей бар. Кернеуге айналдыруға болатын вольтметрдің кез-келген өлшемі есептегіште көрсетіледі. Мұнда қысым, температура және ағын бекітіледі. Вольтметр кернеуді есептеу үшін параллель қосылуы керек. Бұл өте маңызды, өйткені параллель нысандар әр түрлі әлеуетті қабылдайды. Төменде вольтметр схемасы және оқу.

Бұл ағындағы потенциалдар айырмашылығын, вольтметрді (V) кернеу көзіне немесе резисторлардан махаббатқа параллель бөлу. Терминалдың кернеуі A және B дөңгелектері арасында есептелетінін ескеріңіз, вольтметрді ЭМӨ арқылы ішкі қарама-қарсылықты қоспай қосуға болмайды. (b) - сандық вольтметрді қолдану

Амперметр - тізбектегі ағынды есептеуге арналған құрылғы. Амперметр электр ағынын өлшейді, ал оның атауы өлшем бірлігі-Амперден келеді. Аксессуарлар ағынды анықтай алуы үшін оны дәйекті түрде бекіту керек. Бұл өте маңызды, өйткені кейінгі тізбектегі нысандар бір ағынды сезінеді. Олар кернеу көзіне қосылмауы керек-амперметалар ең аз жүктеме кезінде жұмыс істейді. Амперметр схемасын қарастыруға болады.

4. Айналы гальванометр

Гальванометр -аз токтарды, кернеулердіжәне электр мөлшерлерін анықтауға арналған электр өлшегіштігі жоғары сезімтал құрал.

Өлшеудің жоғары дәлдігіне, сонымен қатар көрсеткінің реакцияның ең жоғары жылдамдығына айна гальванометрінің көмегімен қол жеткізуге болады, онда көрсеткіш ретінде шағын айна қолданылады. Көрсеткі рөлін айнадан шағылған жарық сәулесі атқарады. Айна гальванометрін 1826 жылы Иоганн Кристиан Поггендорф ойлап тапқан.

Айналы гальванометрлер сенімді және тұрақты электронды күшейткіштер ойлап табылғанға дейін ғылымда кеңінен қолданылды. Олар сейсмометрлер мен су астындағы байланыс кабельдерінде тіркеу құрылғылары ретінде кеңінен қолданылады. Қазіргі уақытта жоғары жылдамдықты айналы гальванометрлер лазерлік сәулелерді жылжыту үшін және аудиториялардың айналасында түтінде түрлі-түсті пішіндер жасау үшін лазерлік шоуларда қолданылады. Гальванометрлердің кейбір түрлері қолмен жұмыс жасаудан жартылай өткізгіш кристалдарға дейін әр түрлі заттарды лазерлік таңбалау үшін қолданылады.

Айналы гальванометр жібекпен қапталған мыс сымнан жасалған ұзын жұқа катушкадан тұрады. Бұл катушканың ортасында, кішкене ауа камерасында, кішкентай дөңгелек айна жібек жіптің бір талшығына ілулі, оның артына төрт кішкентай магнит жабыстырылған. Жарық сәулесі шамнан айнаға түсіп, оны ақ экранда немесе шкалада бірнеше фут қашықтықта көрсетеді, онда ол жарқын жарық нүктесін құрайды. Құрылғыда ток болмаған кезде, жарық дақтары экрандағы нөлдік позицияда қалады; бірақ ток катушканың ұзын сымы арқылы өтетін кезде, тоқтатылған магниттер бұрынғы орнынан көлденеңінен бұрылады, айна олармен бірге еңкейеді, ал жарық сәулесі экран бойымен бір бағытта немесе басқа бағытта ауытқиды. токтың сипатына қарай. Егер оң электр тогы нөлден оңға ауытқуды берсе, теріс ток нөлден солға және керісінше ауытқуды береді.

Айнаны қоршап тұрған кішкентай камерадағы ауа жастық сияқты әрекет ету және айнаның қозғалысын өшіру үшін қысылады. Осылайша, әр ауытқу кезінде иненің бос тербелуіне жол берілмейді және жеке сигналдар өткір болады.

5. Демонстрациялық ваттметр

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.