Магнитные измерительные преобразователи и приборы

Тип работы: Реферат
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 11 страниц
В избранное:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
Казахский национальный исследовательский технический университет имени К. И. Сатпаева
Институт энергетики и машиностроения
Кафедра Энергетика

СРС № 1

На тему: Магнитные измерительные преобразователи и приборы

6В07101 - Энергетика

Выполнил: Гылымбек А.

Руководитель
сениор-лектор
____________ А.О. Бердибеков
(подпись)
___ ___________2022 г.

Алматы 2022

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
3
1
Магнитные измерительные преобразователи: измерительные ка - тушки, схемы включения в измерительную цепь. Веберметры. Метрологиче - ские характеристики. Схемы формирования электрических сигналов
4-6
2
Магнитные измерительные преобразователи - измерительные пре - образователи, основанные на эффекте Холла. Метрологические характеристи - ки. Схемы формирования электрических сигналов.

6-7
3
Магнитные измерительные преобразователи - преобразователи Га - усса. Метрологические характеристики. Схемы формирования электрических сигналов
8
4

5
Магнитные измерительные преобразователи: ферромодуляционными преобразователи. Метрологические характеристики. Схемы формирования электрических сигналов

Магнитные измерительные преобразователи: квантовые магнито-измерительные преобразователи. Метрологические характеристики. Схемы формирования электрических сигналов
9-10

11-12

Список использованной литературы
13

ВВЕДЕНИЕ
Основной составной частью магнитоэлектрических приборов является магнитоэлектрический измерительный механизм (преобразователь), в котором вращающий момент создается в результате взаимодействия магнитного поля постоянного магнита и проводника с током, выполняемого обычно в виде рамки (катушки), по которой протекает измеряемый ток.
Основными узлами магнитоэлектрического измерительного механизма являются магнитная система и подвижная часть. Конструктивно различают магнитоэлектрические механизмы с подвижной рамкой и с подвижным магнитом. Наиболее широко распространен механизм с подвижной рамкой. В свою очередь измерительные механизмы с подвижной рамкой делятся на механизмы с внешним магнитом и с внутренним магнитом.
По способу создания противодействующего, момента магнитоэлектрические измерительные механизмы подразделяются на измерительные механизмы с механическим противодействующим моментом и с электрическим противодействующим моментом (логометры).
Момент успокоения создается магнитоиндукционным путем (без применения специальных успокоителей) за счет взаимодействия токов, наводимых в дюралюминиевом каркасе подвижной рамки и в цепи самой рамки, с полем постоянного магнита.

Магнитные измерительные преобразователи: измерительные ка - тушки, схемы включения в измерительную цепь. Веберметры. Метрологиче - ские характеристики. Схемы формирования электрических сигналов.

Индукционные магнитоизмерительные преобразователи представитель данного вида ИП - измерительная катушка (ИК), витки которых сцепляются с преобразуемым магнитным потоком Ф.
Если ИК содержит wк витков, то при изменении потока Ф в катушке возникает ЭДС, описываемая формулой
, (1)
где = wkФ - потокосцепление магнитного поля с ИК.
Для магнитного поля, однородного в пределах охватываемого катушкой пространства и ориентированного вдоль оси ИКУ, выражение (1) может быть приведено к виду , (2)
где sk - площадь каждого из витков измерительной катушки.
Таким образом, из (1) и (2) следует, что измерительная катушка является измерительным преобразователем, посредством которого магнитные величины Ф, В, Н могут быть преобразованы в электрическую величину - ЭДС.
Если ИК ориентирована в пространстве так, что ее ось составляет с направлением вектора угол , то выражение (2) может быть приведено к виду
, (3)
из которого следует, что индукционные магнитоизмерительные преобразователи в виде ИК могут выполнены в виде трех основных разновидностей.
Важнейшей характеристикой ИК является ее постоянная KSW, которая согласно определению находится как сумма площадей поперечных сечений Sk всех витков катушки: , или КSW = wksk при равенстве sk для всех витков катушки.
Выходную ЭДС, возникающую в измерительной катушке при ее внесении в поле или удалении из него, можно записать с помощью выражения (1), которое можно привести к виду
, (4)
где r - сопротивление цепи измерительной катушки; i - ток, протекающий в цепи ИК при условии, что она замкнута.
Схема веберметра с баллистическим гальванометром Г показана на рисунке 1. Первичным преобразователем является ИК, с которой сцепляется магнитный поток Ф. Изменение магнитного потока Ф, осуществляемое внесением катушки в магнитное поле или удалением ее из поля, преобразуется катушкой в соответствии с выражением (4) в импульс тока i, проходящий по замкнутой цепи ИК. Отклонение указателя баллистического гальванометра m, как следует из его теории, пропорционально количеству электричества Q, прошедшего через его рамку:
, (5)
где Cб - баллистическая постоянная гальванометра.
Рисунок 1 - Схема включения измерительной катушки в веберметр
с баллистическим гальванометром
Рисунок 2 - Схема включения измерительной катушки в цепь магнитоэлектрического
веберметра

Веберметр (Вб) подключается к измерительной катушке (ИК) (рисунок 2). Под воздействием изменяющегося магнитного потока Ф в ИК наводится ЭДС е в соответствии с выражением (1).
Отклонение подвижной части веберметра пропорционально изменению Ф. С учетом (4) можно записать
, (6)
где Sвб - чувствительность веберметра, связанная с ценой деления Cвб прибора соотношением .
Отсюда измеренное изменение магнитного потока выразится формулой
. (7)
Магнитоэлектрические веберметры представляют собой высокочувствительные магнитоэлектрические приборы, у которых противодействующий момент подвижной части пренебрежимо мал по сравнению с моментом успокоения вследствие электромагнитного и воздушного торможения.
Вследствие малости противодействующего момента прибора его подвижная часть, отклонившись на угол , остановится в этом положении, а затем начнет с малой скоростью перемещаться в положение, соответствующее нулю противодействующего момента. Это явление называют "сползанием" указателя, а скорость сползания указывается в технических данных прибора.
Веберметр выгодно отличается от баллистического гальванометра тем, что его показания практически не зависят от времени изменения измеряемого потока и от сопротивления измерительной катушки, если это сопротивление не превосходит определенного значения (для большинства отечественных веберметров равного 8 - 30 Ом) и электромагнитное торможение превышает успокоение из-за сопротивления воздуха.

Магнитные измерительные преобразователи - измерительные пре - образователи, основанные на эффекте Холла. Метрологические характеристи - ки. Схемы формирования электрических сигналов.

Преобразователь Холла представляет собой четырехполюсник, выполненный в виде тонкой пластинки или пленки из полупроводникового материала. Токовые электроды 1 и 2 (рисунок 3) выполняются по всей ширине поперечных граней, что обеспечивает равномерное распределение входного тока по всей сечению преобразователя. Потенциальные (холловые) электроды 3 и 4 расположены в центральной части продольных граней.
В магнитном поле носители заряда под действием силы Лоренца F = evB изменяют свою траекторию, вследствие чего на одной из боковых граней концентрация зарядов одного знака увеличивается, в то время как на противоположной грани - уменьшается. Возникающая при этом разность потенциалов (ЭДС Холла) определяется выражением

Рисунок 3 - Магнитоизмерительный
преобразователь Холла

Ехл = Rхл (Кгеом, )I B cos d, где Rхл - постоянная Холла, зависящая от свойств материала преобразователя; (Кгеом, ) - функция, зависящая от геометрии преобразователя и так называемого угла Холла между векторами плотности тока и напряженности вызывающего его электрического поля, определяемого подвижностью носителей зарядов и значением магнитной индукции ; - угол между вектором магнитной индукции и магнитной осью преобразователя, совпадающей в первом приближении с нормалью к плоскости преобразователя. Особенно сильно эффект Холла проявляется в германии (Ge), кремнии (Si). Кристаллические преобразователи Холла выполняются в виде тонких пластинок (d = 0,01 - 0,2 мм).
Типовая схема тесламетра с ПК представлена на рисунке 2.12.

Преобразователь питается от источника тока питания ИТП. Выходной сигнал преобразователя ЕХ усиливается усилителем У, детектируется фазовым детектором ФД и подается на тесламетр, проградуированный непосредственно в единицах магнитной индукции.

3 Магнитные измерительные преобразователи - преобразователи Га - усса. Метрологические характеристики. Схемы формирования электрических сигналов.

Магнитоизмерительные преобразователи Гаусса, называемые магниторезисторами, основаны на использовании эффекта Гаусса, заключающегося в изменении внутреннего сопротивления некоторых материалов в магнитном поле вследствие изменения подвижности носителей электрических зарядов.
Под действием магнитного поля траектории носителей искривляются, вследствие чего скорость их движения в ... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.