Файл: Попов В.С. Электрические измерения (с лабораторными работами) учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 121
Скачиваний: 0
(рис. 1-18), то |
М п р > М |
и устанавливающий |
момент |
|||||
Му |
= М — Mnv |
<С 0 направлен противоположно вращаю |
||||||
щему. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если подвижная часть повернута от положения равно |
|||||||
весия |
в |
сторону |
убывающих |
значений, |
т. е. Да < |
0, |
то |
|
Мир |
< |
1 |
и устанавливающий момент М7 |
= М — Мар |
> |
>0. В этом случае устанав
ливающий |
момент |
совпадает |
|
|
|
|
|
|
||||||
с вращающим. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Больший |
устанавливаю |
|
|
|
|
|
|
|||||||
щий момент при одном и том |
|
|
|
|
|
|
||||||||
же значении Да |
обеспечивает |
|
|
|
|
|
|
|||||||
более |
быструю |
и |
надежную |
|
|
|
|
\Acc>0 |
|
|||||
установку |
подвижной |
части |
|
|
|
|
|
|
||||||
в положение |
равновесия. |
|
Рис. 1-18. Графики вращаю |
|||||||||||
Для сравнения между |
со |
|||||||||||||
бой |
различных |
|
приборов |
щего |
и |
противодействующего |
||||||||
|
моментов |
н |
зависимости |
от |
||||||||||
пользуются |
относительным |
угла |
поворота |
подвижной |
ча |
|||||||||
устанавливающим |
моментом: |
|
|
сти. |
|
|
||||||||
|
|
M y = i¥y /Aa, |
(1-28) |
|
|
|
|
|
|
|||||
который |
|
называется |
удель |
|
|
Упорный винт. |
||||||||
ным |
устанавливающим |
мо |
|
|
|
|
|
|
||||||
ментом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подвижная |
часть |
боль |
|
|
|
|
|
|
||||||
шинства |
приборов |
крепится |
|
|
|
|
|
|
||||||
на оси, расположенной в под |
Подпятник |
|
|
|
|
|||||||||
пятниках. |
Для |
уменьшения |
Керн |
|
|
|
|
|||||||
трения |
подпятники |
выпол |
|
|
|
|
~^-Рамка |
|
||||||
няются из камня (агат, ру |
|
|
|
|
|
|
||||||||
бни) или бронзы и хорошо |
Рис. 1-19. |
Подпятник измери |
||||||||||||
полируются, так же как и |
|
тельного |
механизма. |
|
||||||||||
керны. Подпятник |
крепится |
|
движении |
подвижной |
||||||||||
в опорном винте (рис. 1-19). При |
||||||||||||||
части |
в опорах возникает момент трения Мтр, |
направлен |
ный в сторону, противоположную ее движению. По опыт
ным данным момент трения приближенно |
пропорционален |
|||||
массе подвижной части |
G в степени |
1,5, |
т. е. |
|||
|
|
М т |
р = /стрС1.5, |
|
|
(1-29) |
где /ст р — коэффициент |
пропорциональности. |
|||||
При измерении величины Xj^ и отсутствии трения под |
||||||
вижная |
часть |
повернется |
на угол |
|
при |
котором Мг = |
= Л/щ> ~ |
• D a n |
откуда |
|
• |
|
(1-30) |
|
|
ai = MjD. |
|
37
Сказанное пллюстрируется рис. 1-20, на котором даны графики вращающего и противодействующего мо ментов. При наличии трения в опорах и изменении из меряемой величины от 0 до хх или от номинального значе ния до хх подвижная часть не дойдет до положения at
на угол Да = |
а т р , |
остановившись в положении а[ илио^', |
при котором |
Му |
— Мтр. |
При малых моменте трения и угле трения устанавлива
|
|
ющий |
момент М у |
= |
My |
а т р , |
||
|
|
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а т р |
= М7/М'у = |
М т р / М у |
, |
||
|
|
|
|
|
|
|
(1-31) |
|
|
|
а |
приведенная |
погрешность |
||||
|
|
от |
трения |
|
|
|
|
|
|
|
V T P = |
ccTp/a,i = |
Afт р /(ЛТу а„) |
= |
|||
Рис. 1-20. Графики вращаю |
|
= |
kTVG1*/{M'ya№), |
(1-32) |
||||
щего п противодействующего |
где а н |
— номинальный угол |
||||||
моментов и момент |
треппя. |
|||||||
|
|
|
|
поворота |
|
Подвиж |
||
Погрешность |
от трения |
|
|
ной части |
прибора. |
|||
зависит от момента |
трения, |
а следовательно, от массы подвижной части, от материала и качества обработки подпятников и кернов, от состояния
трущихся поверхностей, а также от удельного |
устанав |
|||||
ливающего момента. |
|
|
|
|
|
|
Погрешность от трения является одной из наиболее |
||||||
существенных |
погрешностей |
прибора. |
|
|
|
|
Механические качества прибора, обусловленные его |
||||||
конструкцией, |
принято |
характеризовать |
практическим |
|||
коэффициентом |
добротиости |
|
|
|
|
|
|
4 „ = |
1 0 M 9 o » / G 4 |
|
|
(1-33) |
|
где Мдо» — момент, созданный противодействующими |
пру |
|||||
жинами при |
закручивании их |
на |
угол |
90°, |
||
гс • см; |
|
|
|
|
|
|
G — масса подвижной |
части, г; |
|
|
|
||
10 — множитель, введен для того, чтобы получить |
||||||
значения для Ал, |
близкие к |
единице. |
|
|||
Для приборов различных |
систем / 1 д имеет |
значения |
||||
в пределах 0,1—10. |
|
|
|
|
|
38
д) Отсчетное устройство
Шкалой прибора называется часть отсчетного устрой ства, состоящая из совокупности отметок й поставленных у некоторых из них чисел отсчета, соответствующих ряду последовательных значений измеряемой величины.
Технические приборы имеют обычную (незеркальную) шкалу и копьевидную стрелку (рис. 1-16).
Приборы класса точности 0,5 и выше снабжаются ножевидной стрелкой и зеркальной шкалой (рис. 1-21). У такой шкалы делается дугообразный вырез, с нижней
стороны |
которого |
|
кре- |
|
|
|
|
|
|
|||
пится |
зеркало. |
Отсчет |
|
Шнала. |
|
|
|
|
||||
по такой |
шкале |
произ |
|
п |
|
30 |
w |
|
||||
водится |
при |
том |
поло |
|
3еРк™° |
z 0 |
s o |
|||||
|
|
^ l l » l l l l l ) l l J l l l j ^ J |
||||||||||
жении глаза, |
при |
кото |
|
|
||||||||
ром стрелка |
закрывает |
|
|
|
|
|
|
|||||
свое изображение в зер |
|
|
|
|
|
|
||||||
кале. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Шкала прибора |
на |
|
|
|
|
|
|
|||||
зывается |
равномерной |
|
|
|
|
|
|
|||||
или |
пропорциональной |
Р И С . 1-21. Зеркальная |
шкала |
и поже - |
||||||||
(рис. |
1-21), |
если |
|
рас |
||||||||
|
|
вндпая |
стрелка. |
|
||||||||
стояния |
между |
|
двумя |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
> |
||||||
любыми |
смеяшьтми |
от- |
|
собой,в противном |
|
|||||||
метками |
ее равны |
между |
|
случае она • |
||||||||
называется неравномерной (рис. 1-14). |
|
|
|
|
||||||||
В приборах с малым вращающим моментом приме |
||||||||||||
няется световой |
указатель |
(рпс. 1-22, |
а), |
расположенный |
в его корпусе. Луч от лампы 1, пройдя оптическую си стему 2 и диафрагму 3, после отражения в зеркале 4 подвижной части попадает на шкалу 5, давая изображе ние светлого пятна, на фоне которого резко вырисовы вается тень стрелки, укрепленной в отверстии диафраг мы. Поворот подвижной части вызывает перемещение по шкале «теневой» стрелки.
В некоторых приборах па шкалу проектируется тене вая линия после многократного отражения луча, что эк вивалентно удлинению стрелки до 1—1,5 м. Оптическая
схема одного |
из таких |
приборов (типа М95) |
дана на |
|
рис. 1-22, |
б. Лучи света от лампы 1 проходят конденсатор |
|||
2, диафрагму 3, линзы 6 |
и 8, отражаются от зеркал 4 ж 5 |
|||
и линзы 6, |
затем от зеркала подвижной части 7, далее после |
|||
отражения |
от |
зеркал 9 и 10 попадают на шкалу |
11. |
39
За последние годы получили некоторое применение приборы с цифровым отсчетом — цифровые приборы, в которых под действием измеряемой величины при ее
V
Рис. 1-22. Световой указатель с однократным отра жением луча (а) и оптическое устройство с много кратным отражением луча (б).
изменении автоматически вырабатываются сигналы из мерительной информации и показания представляются в цифровой форме.
е) Успокоение
Временем успокоения прибора называется промежуток времени от момента включения прибора до момента, при котором амплитуда колебания стрелки составит не более 1 % длины шкалы. Время успокоения должно быть ма-
40
лым. Согласно ГОСТ это время должно быть не более 4 с для приборов всех классов точности.
Все измерительные приборы снабжаются успокоите лями — приспособлениями для успокоения колебаний под вижной части.
Применяются воздушные и магнитопндукционные ус покоители (рис. 1-23 и 1-24).
Воздушный успокоитель (рис. 1-23) состоит из закры той камеры, внутри которой может перемещаться крыло,
Р И С . 1-23. Воздушный успо - |
Рнс. 1-24. Магпитопгогукцпонний |
контель. |
успокоитель. |
духа. Разность давлений, направленная против движения крыла, оказывает тормозящее действие, успокаивающее колебания подвижной части.
Магнитоиндукционный успокоитель (рис. 1-24) со стоит из алюминиевого листочка 1, укрепленного на оси прибора 2, расположенного в поле магнита NS. При дви жении листочка в магнитном поле в нем индуктируются вихревые токи, взаимодействие которых с тем же магнит^ ньш полем создает тормозящее действие, уменьшая время успокоения.
ж) Погрешности приборов
Показание любого измерительного прибора вследствие несовершенства измерительного механизма и непостоян ства параметров измерительной цепи всегда несколько
41
отличается от действительного значения измеряемой ве личины, иначе говоря, всякий прибор имеет погрешность.
Погрешности приборов делятся на две группы:
1. О с н о в н а я п о г р е ш н о с т ь п р и б о р а - погрешность, которую имеет прибор при нормальных условиях работы (§ 1-1, в). Основная погрешность вызы вается рядом причин: трением; опрокидыванием; неурав новешенностью подвижной части; неправильной градуи ровкой и установкой шкалы; остаточной деформацией пружины и т. п.
Согласно ГОСТ 1845-59 приборы непосредственной оценки делят на классы точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5 и 4, которые указываются на шкалах измеритель ных приборов. Цифра класса точности обозначает о с- н о в н у ю, н а и б о л ь ш у ю д о п у, с т и м у ю п р и в е д е н н у ю п о г р е ш н о с т ь (1-5).
Степень устойчивости показаний прибора при одних и тех же условиях измерения одной и той же величины ха
рактеризуется вариацией показаний |
прибора. |
|
В а р и а ц и я |
п о к а з а н и й |
п р и б о р а — это |
наибольшая разность показаний прибора при одном и том же значении измеряемой величины. Она определяется при плавном подходе стрелки к испытуемой отметке шкалы один раз при движении ее от начальной, а второй раз от конечной отметок шкалы. Вариация показаний
приближенно |
равна удвоенной |
|
погрешности |
от |
трения, |
так как причиной вариации в |
основном является |
трение |
|||
в опорах подвижной части. |
|
|
|
|
|
2. Д о п о л н и т е л ь н а я |
п о г р е ш н о с т ь |
||||
п р и б о р а |
— погрешность, |
вызванная |
отклонением |
условий работы прибора от его нормальных условий. Раз личают* дополнительные погрешности от изменения тем пературы, неправильной установки прибора, влияния внешних магнитных и электрических полей, изменения частоты и т. п.
Дополнительные погрешности также нормируются ГОСТ 1845-59.
Приведенные допустимые дополнительные погреш ности, или, что то же, изменения показаний прибора, вызванные отклонением температуры окружающего воз духа на ± 1 0 °С от нормальной в пределах рабочих темпе ратур (§ 1-4, а), для приборов группы А установлены рав ными основной погрешности соответствующего класса точности. Например, для прибора группы А, класса точ-
42