Электромагнитті өлшеу құралдары

Кіріспе
2. Электромагнитті өлшеу құралдары мен құрылғылары ... ... ... ... ... ... ... ...2
3... Электрлік өлшеу құралдарын жіктеу ... ... 3
3.4. Электрлік өлшеу механизмдерінің негізгі түйіндері мен жұмыс принципі ... ... ... 4
4.5.Магнитэлектрлік механизмдер ... ... ... ... ... 5
7.6. Электромагниттік механизмдер ... ... 7
8.7. Электродинамикалық механизмдер ... ... 8
9.8. Электростатикалық механизмдер ... ... ... .. 9
9.Қорытынды ... ... ... ... ... ...10
10.Пайдаланылған әдебиеттер

Кернеуді (ток) өлшеу үшін мынадай негізгі өлшеу әдістері пайдаланылады:
- өлшенген санның сандық мәнін осы сандардың бірліктерінде калибрленген оқу құрылғысынан анықтайтын тікелей бағалау;
- салыстыру, онда өлшенген шаманың мәні үлгілік шараның бір жүйесінде әсер ететін жүйеге өлшенген мөлшердің әсерін салыстыру негізінде анықталады. Кернеу мен амперді өлшеуге арналған аспаптарда салыстыру әдісінің үш түрі қолданылады: нөлдік, дифференциалды және ауыстыру.
Тиісінше, кернеу мен ток күшін өлшеу үшін құралдарды екі класқа бөлуге болады:
- өлшенген санның сандық мәнін эталондық құрылғы анықтайтын тікелей бағалау;
- салыстыру тізбегінен және өлшенген сандар мен шаралардың мәндеріндегі айырмашылықты өлшейтін салыстырулар. Өлшенетін мәндер мен өлшемдердің мәндерінің айырмашылығын анықтау үшін салыстырмалы құрылғылар (CD) қолданылады.

1. Метрология және Радио шаралары: Университеттер үшін оқу құралы / В.Неефедов, А.С.Сигов, В.К.Биюков және басқалар. В.Н. Нефедова. - 2-ші шығарылым. Перераб. - М.: Жоғары білім. мектеп, 2006 ж. - 526 б. (180 - 187 беттер).

2. Электроникадағы өлшеулер: анықтамалық / V. А.Кузнецов. В.А. Долгов, В.М. Коневских және басқалар; Ed. А.В. Кузнецов. - Мәскеу: Энергоатомиздат, 1987. - 512 б. (28-29 беттер).

3. Атамаламян Е. Г. Электр шамаларын өлшеудің құралдары мен әдістері: Проц. жәрдемақы. - М.: Жоғары білім. мектеп, 1982.- 223 б. (10 - 19 беттер).

4. Ким К.К., Анисимов Г.Н., Барборович В.Ю., Литвинов Б.Я. Метрология, стандарттау, сертификаттау және электрлік өлшеу құралдары. - Санкт-Петербург: Петр, 2006. - 368 б .: ауруы. (161 - 204 беттер).

Пән: Электротехника
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 21 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны
Кіріспе
2. Электромагнитті өлшеу құралдары мен құрылғылары ... ... ... ... ... ... ... ...2
3... Электрлік өлшеу құралдарын жіктеу ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ...3
3.4. Электрлік өлшеу механизмдерінің негізгі түйіндері мен жұмыс принципі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
4.5.Магнитэлектрлік механизмдер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 5
7.6. Электромагниттік механизмдер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7
8.7. Электродинамикалық механизмдер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 8
9.8. Электростатикалық механизмдер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 9
9.Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...10
10.Пайдаланылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .11

Кіріспе.
Кернеуді (ток) өлшеу үшін мынадай негізгі өлшеу әдістері пайдаланылады:
- өлшенген санның сандық мәнін осы сандардың бірліктерінде калибрленген оқу құрылғысынан анықтайтын тікелей бағалау;
- салыстыру, онда өлшенген шаманың мәні үлгілік шараның бір жүйесінде әсер ететін жүйеге өлшенген мөлшердің әсерін салыстыру негізінде анықталады. Кернеу мен амперді өлшеуге арналған аспаптарда салыстыру әдісінің үш түрі қолданылады: нөлдік, дифференциалды және ауыстыру.
Тиісінше, кернеу мен ток күшін өлшеу үшін құралдарды екі класқа бөлуге болады:
- өлшенген санның сандық мәнін эталондық құрылғы анықтайтын тікелей бағалау;
- салыстыру тізбегінен және өлшенген сандар мен шаралардың мәндеріндегі айырмашылықты өлшейтін салыстырулар. Өлшенетін мәндер мен өлшемдердің мәндерінің айырмашылығын анықтау үшін салыстырмалы құрылғылар (CD) қолданылады.
Құралдың екі классы да аналогтық оқумен (аналогтық) және дискретті оқу мүмкіндігі бар (цифрлық) құрылғылармен бөлуге болады.
Аналогтық көрсеткішімен жабдықталған аспаптарға көрсеткі құрылғылар, жарық индикаторлары бар құрылғылар, қолмен немесе автоматты теңестіруге арналған құралдар (реоордтар бар) және өзін-өзі жазу құралдары кіреді. Дискретті үлгідегі аспаптарға ауысатын элементтердің жиынтығы (скверлері) бар қолмен немесе автоматты теңдестіруге арналған сандық құралдар мен құралдар кіреді. Осындай құралдармен жүргізілетін өлшеу нәтижесі дискреттік (цифрлық) код түрінде көрсетіледі.

Электромагнитті өлшеу құралдары мен құрылғылары.

Құрылғының электромагниттік құрылғысының принципі қозғалыссыз катушкаларда жасалған магниттік полюстердің өзара байланысына негізделеді. Электромагниттік механизмдер мыналардан тұрады: катушкалар; шнурдағы кордон нығайтылды; сиқырлы сиқыршы; спиралды серіппелер, контур сәтін жасау. Құрал белсендірілгенде, диск магниттік полюстерде қозғалады және қысу механизмі катушаның ішкі соңына айналады. Қозғалтқыш триггер уақыты немесе тура серіппелер сағат тіліне қарсы келмейінше дұрыс күйде айналады. Электромагниттік трансформацияның сурет тұтқырлығына қатынасы: α =, мұндағы L - ферромагниттік ядросы бар катушка индуктивтілігі; I - айнымалы токтың белсенді ток немесе ағымдағы мәні.
Айтпақшы, электромагниттік аспаптар үздіксіз және айнымалы токтың қатарында бір-бірімен ерекшеленеді.
Құрылғылардың электромагниттік жүйесі станцияны құру үшін, жабдықтың құнын ұстап тұру мүмкіндігі, ағымдағы осьдегі ток тізбегіндегі кернеуді өлшеуге арналған құралдарды калибрлеу мүмкіндігі. Құрылғының кемшіліктері салыстырмалы түрде кішкентай қуат тұтынуы, төмен дәлдік, сезімталдық және мықты магнитті сұйықтық болуы мүмкін.
Электромагниттік жүйенің құралдары негізінен АС-ның өнеркәсіптік өнімдерінің қорғаныс амперттері мен вольтметрі қағидаттарында қолданылады. Кесу біліктерінің сыныбы 1,5 және 2,5 құрайды. Кейбір жағдайларда олар жиілікте жұмыс істейді. Электромагниттік жүйенің эксперименттік құрылғылары зертханада 0,5 және 1,0 өлшемді өлшеу үшін дәл және дәл болып табылады. Электродинамикалық және ферродинамикалық өлшеу құралдары мен аспаптары.

Электрлік өлшеу құралдарын жіктеу.
Өлшенген мөлшерге байланысты электромагниттік энергияны айырбастау әдісімен барлық электр аспаптарын өлшенген мөлшердің мәндерін есептеуге мүмкіндік беретін санға:
- электромеханикалық;
- электротермиялық;
- электронды;
- электрондық сәуле.
Электромеханикалық құрылғыларда құрылғының жылжымалы бөлігін жылжыту үшін әртүрлі электромагниттік процестер қолданылады. Жеткізілетін электромагнитті энергияны қозғалатын бөлікті жылжытудың механикалық энергиясына түрлендіру үшін пайдаланылатын физикалық құбылысқа байланысты құрылғылар магнитті электр, магнитолокациялық, электродинамикалық, индуктивті, электростатикалық болып бөлінеді.
Электротермиялық құрылғыларда электр тогының жылу әрекеті құрылғының жылжымалы бөлігін жылжыту үшін қолданылады.
Электрондық құрылғылар - электрондық түрлендіргіш пен метриканың (аналогтық немесе цифрлық) үйлесімі.
Электронды сәулелік құрылғылар электронды магниттегі электронды сәулені жылжыту үшін электромагниттік өрістің кіріс энергиясын пайдаланады. Бұл қозғалыс өлшенген мәннің мәніне пропорционалды.
Тікелей бағалауға арналған аналогты электрлік өлшеу құралының құрылымдық схемасы тұтастай алғанда (1-сурет) тұрады:
- енгізу құрылғысы;
- түрлендіргішті өлшеу;
- өлшеу механизмі;
- санау құрылғысы.

Сур. Аналогты өлшеуіш құрылғысының блок-схемасын тікелей бағалау.
Кіріс құрылғысы мен өлшеу түрлендіргіші x (t) өлшенген шаманы өлшенген мөлшерге белгілі бір функционалдық тәуелділікте болатын және өлшеу механизміне тікелей әсер ететін кейбір аралық мәнге y (t) түрлендіреді.
Жұмыс принципі және конструкция ерекшеліктері бойынша өлшеу тізбегінде қолданылатын өлшеу түрлендіргіштерін түзету, термоэлектрлік, электронды бөліктерге бөлуге болады.
Өлшеу механизмі электр энергиясын y (t) мәнін анықтайды, механизмнің қозғалатын бөлігін жылжытудың механикалық энергиясын анықтайды. Бұл жағдайда механизмнің қозғалатын бөлігінің қозғалысы мен өлшенген санының арасындағы бір-бірлік қатынас болуы керек.
Тұрақты ток және айнымалы токтың кернеуін және беріктігін өлшеу үшін аталған құрылғылардың барлық түрлері пайдаланылады.
Электромеханикалық аппараттар өнеркәсіптік жиіліктегі айнымалы ток тізбектерінде және айнымалы ток тізбектерінде дербес қолданылады және өлшеу механизмі мен оқу құрылғысының тіркесімі болып табылады.
Қорытынды: бұл мәселеде электр аспаптарын жіктеу қарастырылды. Электромагнитті энергияны түрлендіру әдісімен барлық электрлік құрылғылар электромеханикалық, электротермиялық, электронды және электронды-сәулелі бөлінеді. Бұдан әрі электрлік өлшеу құралдарының құрылысы мен жұмыс істеу принципі толығырақ қарастырылады.

Электрлік өлшеу механизмдерінің негізгі түйіндері мен жұмыс принципі.
Электромеханикалық өлшеу механизмдері тікелей өлшеуіш электр аспаптарының негізгі элементтері болып табылады. Өлшеу механизмі электр энергиясын индикатор немесе жазу құрылғысының қозғалатын бөлігін (жиі бұрыштық) жылжытудың механикалық энергиясына айналдыруға арналған.
Операция қағидасына байланысты көптеген өлшеу құралдарына негізделген өлшеу механизмдерінің негізгі жүйесі бөлінеді:
- магнитоэлектрлік;
- электромагниттік;
- электродинамикалық;
- Индукция;
- Электростатикалық.
Тікелей әрекет ететін құрылғының электромеханикалық өлшеу механизмі (EIM) құрылғының корпусына және жылжымалы бөліктерге қосылған бекітілген бөліктен тұрады. Тіркелген бөлік, EIM жүйесіне байланысты тұрақты магнит, катушкалар немесе ферромагниттік элементтерден тұрады. Жылжымалы бөлік (рамалар, катушкалар, ядролар) механикалық немесе оптикалық түрде оқу құрылғысына қосылған.
EIM-ны сыртқы әсерлерден қорғау үшін денесі пластикалық, кейде болаттан жасалынған. Ілияс түрлі өлшемдерде дөңгелек немесе тікбұрышты болуы мүмкін: миниатюрадан (50 мм-ге дейін) үлкен өлшемге дейін (400 мм-ден астам). Оқу құрылғысын жабатын дене бөлігі шыныдан жасалған. Корпустың жұмыс жағдайына қарай қарапайым, шаңға төзімді, су өткізбейтін, коррозияға төзімді, жарылысқа төзімді нұсқада жүргізуге болады.
Қозғалатын бөлікті орнату үшін, ядролардың, торлардың, ұзартқыштардың және суспензиялар пайдаланылады. EIM жиі қозғалатын бөліктері ядрода немесе тораптарда орындалады (2-сурет, а және b).
Қатты тастардан (agate, ruby, corund) 3 тіреуішпен бекітілген осьтер түрінде сыртқы ядролармен2 (2-сурет, с) жылжымалы бөліктің қарапайым тіректері. Аяқтар тіреуішті бұрандаларға айналдырып, олардың арасындағы қашықтықты өзгертуге мүмкіндік береді. Бұл дизайнның жетіспеушілігі - қозғалысқа келтіретін бөліктің гравитациядан жоғары ауырлық орталығының орналасқан жері, бұл кезде құлдырау сәтін тудырады. Бұл кемшіліктер ішкі ядролары бар тіректерді пайдалану арқылы жойылады (2-сурет, а). Алайда мұндай бекіту конструктивті және технологиялық қарағанда күрделі. Корпустағы тіректер механикалық әсерге сезімтал (шағылыс, діріл).

Сур. 2. EIM қозғалыс бөлігін бекіту схемасы:
a - ішкі ядросы бар; b - трунниондарға; c - сыртқы ядро
Жазу құрылғысы өзекшелерге жалғанған жазу аспаптарындағы өзектердегі жылжымалы бөлшектер қосымша жүктемелерге жатады. Жазу құралдары әдетте төмен нақтылыққа ие және төмен сезгіштікке ие болғандықтан, сенімділікті арттыру үшін 4 (2-сурет, b) шрифттердегі тіректер пайдаланылады.
Корпустағы және журналдардағы тіректерге үйкеліс күштердің пайда болуына байланысты, EIM сезімталдығы төмендейді. Тіректердің үйкелуін азайту үшін өзектердің орнына созылу қолданылады

Сур. 4. SI шкаласы (опция).

Ауқымды белгілерінің екі шектен арасындағы облысы (0 - 150 V) өлшеу ауқымы ажырата білу керек дәлелдемелер, бірқатар анықтайды. Бірыңғай, сондай-ақ біркелкі емес таразыларда екі диапазон бірдей. жоғары құралымдарға таразы ауқымын өлшеу кезінде көрсеткіштер ауқымында кем болып табылады. Бұл жағдайда, өлшеу диапазоны бастапқы және соңғы нүктелері тиісті ауқымды белгілерді (сур. 4) белгіленген. өндіруші көрсеткен дәлдік класы, тек 20-дан 100 V. Сонымен қатар шкала бойынша ГОСТ 23217-78 сәйкес таңбалары және қолданбалы қосалқы төмендегі белгілер (2-кесте) бұл жағдайда, яғни өлшеу ауқымында кепілдік ..:
- өлшенген құны (μA- microampere, мА ажыраты, V- вольт, Ω- Ом) бірлігі;
- құрылғының дәлдік класы;
- жүйенің бірлігі және электрлік және магниттік өрістердің қорғау дәрежесін символы;
- ағымдағы және фазалардың санының қалыпты белгіленуі;
- құрылғының жұмыс орнын әдеттегі белгілеу;
- оқшаулау сынау кернеуінің анықтамасы;
- құрылғы түрі және басқалары.

2-кесте
Шкалаға қолданылған таңбалар
және EMU қосалқы бөліктері

EIM-тің қарастырылған негізгі бөліктерінен басқа, түзеткіштер оқу құрылғысының көрсеткілерін нөлге теңестіру үшін пайдаланылуы мүмкін. Сезімтал EIM тасымалдау кезінде ядраларды және механикалық зақымдану белгілерін қорғау үшін, белгілі бір күйде жылжымалы бөлікті бекітетін роликтер пайдаланылады.

EIM крутящего әсерінен тұрақты ток немесе айнымалы ток тізбек қамтиды Егер жедел өлшенген құны байланысты, жылжымалы бөлігі стационарлық қатысты айналады. Torque momentdlya EIM кез келген құрылымы жүйесі динамикасының жалпы теңдеуі бойынша анықталуы мүмкін, бұрау моменті жүйеге әсер ететін, оған сәйкес, өзгерту energiiW арқылы анықталады:
онда α - қозғалатын бөліктің бұрыштық жылжуы.
Тек крутящий әсер етуі қозғалатын бөліктің тоқтағанша бұрылуына әкеледі. Қозғалыстағы бөліктің өлшенген мәнге бара-бар болуын қамтамасыз ету үшін EIM-да қарама-қарсы SM сәті құрылады. Механикалық немесе электрлік күштер арқылы әрекет ету сәті мүмкін. Бірінші жағдайда тегіс спираль серіппелер пайдаланылады, ал қозғалысқа келтірілетін бөлік ұзартылған белгілерге бекітілгенде кеңейтулер немесе суспензиялар қолданылады. Көктемнің бір жағы жылжымалы, ал екінші ұшын өлшеу механизмінің бекітілген бөлігіне бекітіледі.
Серіппелі бұрылыс (созылу, тоқтата тұру) кезінде туындайтын қарсы әсер сәттің бұрышына пропорционалды:
Айналмалы және қарама-қарсы сәттер MW = MF тең болған кезде, жылжымалы бөлігі теңдестіріледі. Содан кейін формулаларды (1) және (2) ескере отырып, қозғалатын бөліктің айналу бұрышын анықтауға болады:
Егер электрлік күштермен (айналдыру күші сияқты) әрекет ететін сәтте қозғалысқа келтіретін бөліктің қозғалысы қарсы бағыттың екі сәті тең болса, тоқтайды. М1 және М2 айналу және қарама-қайшы сәттерді тиісінше белгілей отырып, формулалар (1) және (2) келесі түрде жазылуы мүмкін:
онда x1 және x2 электрлік өлшенген шамалар болып табылады. Кездейсоқ тең болған кезде M1 = M2:
Біз оны жазып, жаза аламыз. Α теңдеуін шешу үшін айналу бұрышы үшін өрнекті алуға болады:
Оның қозғалатын бөліктің айналу бұрышы екі электр шамасының қатынасына байланысты өрнек (4) керек. Екі шаманың қатынасын өлшейтін құрылғылар логометрлер деп аталады. deenergized күйінде ratiometer, ұялы бөлігі кез келген жағдайы, яғни болуы мүмкін. Е. құрылғы көрсеткі (қалыпты болып табылады) шкаласын нөл белгіленеді.
Құрылғының жылжымалы бөлігі оның әр позициясының өзгеруінен кейін бірнеше ауытқудан кейін тепе-теңдік күйінде орнатылады. Бұл құрылғының жылдамдығын анықтайтын уақытты талап етеді. Мысалы, EIM үшін оқуды орнату уақыты 4 секундтан аспауы керек. Оқу уақытын азайту ауа, магниттік индукция (5-сурет) немесе сұйылтылған сұйылтқыштар көмегімен жүзеге асырылады. Тыныштық тыныштықты тудырады, бұл қозғалатын бөліктің бұрыштық жылдамдығына пропорционалды:

Сур. Депрессорлардың құрылымы:
әуе; δ-магниттік индукция
Ауа сорғыштарында (5-сурет, а) қозғалыстағы жүйеге қосылған пластина немесе поршень1 жабық камерада 2 жүреді және ауаның кедергісімен қоршалады.
Магнитті индукциялық тұрақтандырғыш (5, б) тұрақты магнит2 өрісімен қозғалатын пластинка1-те келтірілген құйынды токтардың өзара әрекеттестігіне негізделген. Ленц қағидасына сәйкес, бұл өзара әрекеттестік кешігу күші жасайды. Кейде плитаның орнына қысқа тұйықталған катушкалар қолданылады.
Сұйық еріткіштер жиі пайдаланылады. Бұл жағдайда механизмнің немесе оның жеке бөліктерінің жылжымалы бөлігі тұтқыр сұйықтыққа орналастырылады. Сұйықтық қабаттары арасында үйкеліс пайда болуына байланысты тыныштықтың қажетті сәті пайда болады. Гальванометрлерде қолданылатын өте сезімтал өлшеу механизмдері эпиляторсыз жүзеге асырылады, бұл қозғалатын бөліктің массасын және, тиісінше, нәтижесінде туындаған үйкелісті азайтуға мүмкіндік береді.
EIM негізінде жасалған электр өлшеуіш аспаптар өлшеу дәлдігін сегіз дәлдікке бөледі: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1.0; 1,5; 2,5; 4.0.
Қорытынды: электромеханикалық өлшеу механизмдері тікелей өлшеуіш электр аспаптарының негізгі элементтері болып табылады. Өлшеу механизмі электр энергиясын индикатор немесе жазу құрылғысының қозғалатын бөлігін (жиі бұрыштық) жылжытудың механикалық энергиясына айналдыруға арналған. Операция қағидасына байланысты көптеген өлшеу құралдарына негізделген өлшеу механизмдерінің негізгі жүйесі бөлінеді: магнитоэлектрлік; электромагниттік; электродинамикалық; индукция; электростатикалық.
Тікелей әрекет ететін құрылғының электромеханикалық өлшеу механизмі құрылғының корпусына және жылжымалы бөліктерге қосылған бекітілген бөліктен тұрады. Механизмді қорғау үшін, алдыңғы жағы рәміздермен белгіленеді. EIM-тің қарастырылған негізгі бөліктерінен басқа, түзеткіштер, құлыптау және тыныштандыру түрлері пайдаланылуы мүмкін.

Магнитэлектрлік механизмдер.

Магнитоэлектрлік механизмдердің әрекеті принципі бір немесе бірнеше тұрақты магниттердің өрістерімен бір немесе бірнеше контур бойымен ағып жатқан токтардың өзара әрекеттесуіне негізделеді. Жылжымалы болуы ток тізбектері болуы мүмкін және тұрақты магниттер (бұрынғы кең таралған).
Ең қарапайым жағдайда магнитті электр тетігі (6-сурет, а) стационарлық магнит пен жылжымалы қабықшадан (рамадан) тұрады, оның үстіне ток ағып тұрады. Тетіктің магниттік жүйесі цилиндрлік тесігі бар полюстері бар тұрақты магниттен және тұрақты ферромагниттік цилиндрден қалыптасады.
Мұндай конструкция магниттік индукцияның тұрақтылығын қамтамасыз етеді, онда жылжымалы катушкалар жылжытылады, ал магнит өрісі сызықтары цилиндр радиусы бойынша бағытталады (6-сурет, б). Магниттің пішіні айналма, жылқы тәрізді, тікбұрышты және т.б. болуы мүмкін.

Сур. 6. магниттік электр тетігінің құрылымы (а)және оны пайдалану қағидаты (b)
Спиральды серіппелер 4 қарсыласатын крутящий жасау үшін және оны токқа шығарады. Серіппелердің біреуі денеге, ал екіншісі - эксцентрлік бұрандаға (түзеткіш) 6. Түзеткіштің көмегі арқылы өлшеу алдында шкаланың нөлдік белгісіне орнатылады, егер катушек тізбегінде ток болмаса2. Gruziki5 қозғалыстағы бөлігін теңестіруге арналған. Тұрақты магнит бар болуы оны тыныштық сәтін жасау үшін пайдалануға мүмкіндік береді. Әдетте, жылжымалы катушек қысқа тұйықталған ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.