Файл: Попов В.С. Электрические измерения (с лабораторными работами) учебник.pdf

U'x, то контактор РП-5 переключится в верхнее положе-

РП.-5

ние, так что при перемещении щетки на следующую ла­ мель реле Рп возвратится в исходное положение, отклю­ чив соответствующее сопротивление.

170

После обхода всех реле будет достигнута компенсация

Прибор имеет два режима работы: разовые и периоди­ ческие измерения. Выбор режима производится клавиш­ ным переключателем рода работы.

Сопротивление вольтметра зависит от предела изме­ рения и изменяется от 100 кОм до 100 МОм. Основная погрешность его ± 0 , 1 % + единица младшего разряда. Время одного измерения 1,5 с. Интервал между измере­ ниями можно регулировать от 3 до 30 с.

Цифровые вольтметры типа ГД1411 отличаются от рас­ смотренных большей точностью (основная погрешность их не превышает ± 0 , 0 5 % ) и наличием четвертого разряда

вотсчетном устройстве.

Вкачестве примера электронных цифровых вольт­ метров рассмотрим вольтметр типа В7-8, работающий на время-импульсном методе преобразования измеряемой ве­ личины. Вольтметр предназначен для измерений постоян­

ных и переменных напряжений частотой от 20 Гц до 200 кГц и имеет три предела измерения: 10—100—1 000 В. Основная погрешность его при измерении постоянного напряжения составляет примерно ± ( 0 , 1 — 0 , 3 % ) , а при измерении переменного напряжения с частотой от 20 Гц до 20 кГц примерно ± ( 0 , 3 — 0 , 5 % ) .

Продолжительность цикла измерения не превышает 0,03 с.

Вольтметр питается от сети с частотой 50 Гц, напря­ жением 220 В, мощность потерь в нем не превышает 145 Вт.

Измеряемое напряжение подводится к делителю на­

ременного напряжения оно после делителя преобразуется в преобразователе Пр в постоянное напряжение, которое и поступает на УПТ. В усилителе происходит усиление напряжения и преобразование его в симметричное. Два выхода УПТ соединены с входными зажимами сравниваю­ щих устройств СУ1 и СУ2, так что один входной сигнал УПТ подается па СУ1, а другой на СУ2. Кроме того, на СУ1 и СУ2 подается линейно изменяющееся напряже­ ние от генератора компенсирующего напряжения ГКН.

171

В начальный момент tx сравнения измеряемого.напря­ жения с компенсирующим напряясепием и в конце этого процесса сравнения t2 СУ1 и СУ2 выдают два импульса. Первый из них отпирает генератор образцовой частоты ГОЧ, а второй запирает его. В течепие времени tx = t2 — tx пропорционально измеряемому напряжению Ux на счет­ ное устройство СчУ поступают импульсы от ГОЧ. Число

этих импульсов, пропорциональное величине измеряемого напряжения, фиксируется СчУ. Это устройство состоит из декад ДК1—ДК4 и устройства выбора полярности и дополнительного разряда УПДР (рис. 5-33).

При измеряемом напряжении, превышающем 10 В, четырех декад (9,999) становится недостаточно, и импуль­ сом с выхода старшей декады включается дополнительный разряд УПДР.

Очередность срабатывания СУ1 и СУ2 определяется полярностью постоянного измеряемого напряжения, и отрицательная полярность его на отсчетном устройстве вольтметра отмечается знаком минус.

б) Частотомеры и фазометры

Структурная схема цифрового частотомера с частотноимпульсным кодированием для измерения мгновенного значения частоты дана па рис. 5-34.

Напряжение, частота fx которого измеряется, подво­ дится к формирующему устройству ФУ, в котором сину­ соидальное напряжение преобразуется в импульсы пря­ моугольной формы, с периодом, соответствующим периоду подведенного напряжения. Электронный ключ ЭК от­ крывается первым положительным импульсом и запи­ рается вторым импульсом, поступающим от формирова-

172

теля импульсов, так что он открыт в течение времени Тху соответствующего периоду измеряемого напряжения. В течепие периода Тх от генератора стабильных импульсов ГСИ через ключ ЭК на счетчик импульсов СИ поступают

цифрового фазометра, работающего на том же принципе,

частотой /„ . Они продолжаются до тех пор, пока перед­ ний фронт прямоугольного импульса, соответствующего испытуемому напряжению UX) не закроет ЭК. Таким образом, число импульсов N, пропорциональное сдвигу фаз между напряжениями Ux и UQ, фиксируется счет­ чиком импульсов и отсчитывается на ЦИ.

Наряду с частотомерами и фазометрами для измере­ ний мгновенных значений применяются цифровые при­ боры для измерения величин по их средним значе­ ниям. >

173

В Ц Е П Я Х ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ И В Т Р Е Х Ф А З Н Ы Х Ц Е П Я Х

Токи и напряжения, которые приходится измерять, весьма различны по модулю, форме кривой мгновенных значений п частоте. Различными могут быть требования и к точности измерений. Разнообразны и условия, в ко­ торых производятся измерения. Поэтому разнообразны прпборы и методы измерений токов и напряжений.

Постоянные токи от 1 мкА до 6 кА и напряжения от 1 мВ до 1,5 кВ обычно измеряют приборами магнитоэлек­ трической системы, представляющими собой измеритель­ ные механизмы той же системы счпунтом или добавочным сопротивлением. Амперметры и вольтметры указанной системы изготовляются классов точпости 0,1 —2,5. Боль­ шая точность измерений постоянных токов и напряжений (погрешность до 0,01%) достигается применением компен­ сационных методов и цифровых вольтметров.

Постоянные токи и напряжения меньше 1 мкА или 1 мВ измеряются магнитоэлектрическими гальваномет­

стоянного тока. Болыппе постоянные токи порядка килоампер можно измерять также измерительными устройст­ вами с датчиками Холла. В высоковольтных цепях по­ стоянного тока для пзмереппя напряжения применяются также вольтметры электростатической системы с номи­ нальным напряжением до 100 кВ.

В низковольтных (до 500 В) цепях переменного тока

5 • 102 В) производится приборами непосредственной оценки различных систем, рассмотренных в гл. 3. Выбор системы определяется предельным значением измеряемой вели­ чины, точностью, условиями измерений и свойствами системы. ,

При измерениях низкой и средней точности применяют приборы электромагнитной системы соответственно клас­ сов 1,5—2.^5 или 0,2—0,5. Большую точность обеспечи­ вают приборы электродинамической системы классов 0,1 и 0,2.

174