Файл: Электрические измерения. Общий курс учебник.pdf

менять величину магнитной индукции в рабочем зазоре. При этом изменяется постоянная, а также ряд других параметров гальвано­ метра. По требованию стандарта, магнитный шунт должен изменять постоянную по току не менее чем в 3 раза. В паспорте гальванометра и в его маркировке указывают значения постоянной при двух край­ них положениях шунта — полностью введенном и полностью выве­ денном.

Таблица 7

Гальванометр должен иметь корректор, перемещающий при кру­ говом вращении указатель в ту или другую сторону от нулевой от­ метки. Гальванометры с подвижной частью на подвесе должны быть снабжены механическим арретиром, который включают, например, при переноске прибора.

Гальванометры ввиду высокой чувствительности необходимо за­ щищать от паразитных э. д. с , контактных разностей потенциалов, токов утечек и других возможных помех. Это достигается электро­ статическим экранированием гальванометра, а в особо ответственных случаях — при помощи подставки, на которой он устанавливается. В качестве экрана может быть использован металлический корпус гальванометра. Экраны выводятся к зажимам с надписью «экран», которые соединяют с общим экраном схемы.

Характер движения подвижной части гальванометра при измене­ нии измеряемой величины зависит от его успокоения, которое опре­ деляется величиной сопротивления внешней цепи. Для удобства работы с гальванометром это сопротивление, подбирают близким к так называемому внешнему критическому сопротивлению гк, определен­ ному для каждого гальванометра и указываемому в его паспорте. Если гальванометр замкнут на внешнее критическое сопротивление, то указатель плавно подходит к положению равновесия, не переходит его и не совершает около него колебаний. Более детально этот вопрос рассмотрен в § 21.

Баллистические гальванометры. Баллистический гальванометр, как указывалось ранее, позволяет измерять малые количества элект­ ричества (импульсы тока), протекающие в течение коротких проме­ жутков времени — долей секунды. Таким образом, баллистический

109

гальванометр предназначен для импульсных измерений. Теория баллистического гальванометра (см. § 21) показывает, что если при­ нять допущение о том, что подвижная часть начинает свое движение после окончания импульса тока в обмотке подвижной рамки, то количество электричества Q, протекшее в цепи, пропорционально первому максимальному отклонению указателя (иногда это отклоне­ ние называют баллистическим отбросом) а 1 т , т. е.

Следует отметить, что Ca не остается неизменной для данного гальванометра, а сложным образом зависит от сопротивления внеш­

к а к баллистический.

Кулонметры. Своеобразным прибором для измерения количества электричества является щитовой милликулонметр типа М368. Он имеет два предела измерения — 30 и 150 мК. Основная погрешность показаний прибора не превышает ± 5 % . Длительность измеряемых импульсов тока должна находиться в пределах 0,05—2 с, амплитуда импульса — в пределах от 20 до 200 мА, форма импульса — практи­ чески прямоугольная.

Прибор имеет магнитоэлектрический измерительный механизм и отличается от рассмотренных ранее конструкций той особенностью, что в нем отсутствует устройство для создания противодействующего момента. Подвод тока к обмотке рамки осуществляется посредством безмоментных токоподводов. Обмотка рамки намотана на толстом алюминиевом каркасе, в котором при движении рамки индуктируется

110

ток, создающий тормозной момент, пропорциональный скорости движения.

Под действием вращающего и тормозного моментов рамка вра­ щается с постоянной, пропорциональной току скоростью в течение всего времени, пока длится импульс тока.

При этом величина отброса стрелки будет пропорциональна про­ изведению длительности импульса и величины тока, т. е. количеству электричества, протекшему через прибор.

Возвращение стрелки на нуль производится пропусканием через прибор тока обратного направления, создаваемого посредством по­ стороннего источника.

Счетчики количества электричества (счетчики ампер-часов) пред­ назначены для измерения количеств электричества, протекающих в течение длительного времени. Например, их используют для конт­ роля процесса заряда и разряда аккумуляторов.

Применяют две разновидности счетчиков количества электриче­ ства — магнитоэлектрические и электролитические.

Принцип действия и конструкция выпускаемых промышленностью магнитоэлектрических счетчиков (например,типа СА-М640 и СА-640У) состоят в следующем.

Между полюсами двух постоянных магнитов вращается алюми­ ниевый диск, внутри которого размещены три катушки, соединенные треугольником. При прохождении по катушкам тока последний, вза­ имодействуя с потоком постоянных магнитов, создает вращающий момент. Для обеспечения постоянного направления вращения лиска постоянный ток подводится к катушкам через трехпластинчатый кол­ лектор.

Торхмозной момент создается при взаимодействии вихревых токов, возникающих при прохождении диска между полюсами магнитов, с потоком этих магнитов.

При непосредственном включении счетчика его счетный механизм учитывает количество электричества в ампер-часах, прошедшее через измеряемую цепь.

В ряде случаев счетчик включают в цепь при помощи шунта или в комплекте с различного рода измерительными преобразователями. При подобном включении в показания счетчика необходимо вводить соответствующие масштабные коэффициенты.

Конструкцию и принцип работы электролитического кулонметра можно пояснить на примере прибора тина Х003.

Измерительный элемент счетчика представляет собой герметический стек­ лянный сосуд (рис. 62) с горизонтальной капиллярной трубкой 1 (внутреннніі радиус г = 0,25 мм), расположенной рядом со шкалой 2. Электродная камера 3 соединяется с капилляром трубками большего диаметра 4. Электродная камера разделена ыа дне части электролитической ячейкой, состоящей из пористой стеклянной пластины 5, на сторонах которой находятся платиновые пористые электроды 6 и 7. Через электроды 6 проходит интегрируемый ток, а через элект­ роды 7 — ток от вспомогательного источника (батарейки, встроенной в корпус прибора) при установке указателя в нулевое положение. Пористая пластина пропитана электролитом — раствором кислоты. Показания счетчика отсчптываются но положению правого мениска 8 электролита. Пространство между ячейкой и указателем заполнено водородом,

И !

При прохождении электрического тока на катоде выделяется количество

используется, например, при измерении энергии радиации после преобразо­ вания ее в э. д. с. посредством термопары или фотоэлемента.

Электролитические кулонметры характеризуются высокой чувствительно­ стью, а также долговечностью, взрывобезопасностыо и практически неограни­ ченным сроком службы.

17. Измерение переменных токов и напряжений магнитоэлектрическими приборами с преобразователями переменного тока в постоянный

Общие замечания. Высокая чувствительность, точность и малое собственное потребление мощности выгодно отличают магнитоэлект­ рические приборы от других электромеханических приборов. Ввиду этого понятно стремление использовать магнитоэлектрический изме­ рительный механизм для измерений на переменном токе. Эта задача решена путем преобразования переменного тока в постоянный с по­ следующим измерением его магнитоэлектрическим прибором.

В качестве преобразователей переменного тока в постоянный применяются полупроводниковые выпрямители, термопреобразова­ тели, электронные лампы и транзисторы. В соответствии с используе­ мым типом преобразователя приборы носят название: выпрямитель­ ные, термоэлектрические и электронные.

Полупроводниковые выпрямители имеют неограниченный срок службы, малые габариты и вес, что позволяет сделать выпрямитель­ ные приборы компактными, простыми и надежными в работе. Выпря­ мительные приборы отличаются высокой чувствительностью и малым потреблением мощности. Нелинейность характеристик полупровод­ никовых выпрямителей и сильное влияние температуры, а также наличие погрешности от формы искаженной кривой измеряемых то­ ков и напряжений приводят к снижению точности выпрямительных приборов. Область применениятаких приборов ограничена часто-

112